60ª Reunião Anual da SBPC

INTRODUÇÃO:

Metais tóxicos como chumbo e cádmio têm efeito cumulativo na cadeia alimentar, e são de fácil absorção pelo organismo por vias respiratória, dérmica e digestiva¹. Técnicas voltamétricas são usadas na determinação de íons metálicos, como Pb²⁺, Cu²⁺, Ni²⁺, Zn²⁺ ou Cd²⁺. Um avanço desta técnica consiste em substituir o eletrodo de mercúrio por um eletrodo em estado sólido (EES), como o de pasta de grafite quimicamente modificado. Os EES permitem, além da modificação química, maior controle da interface eletrodo/analito com alteração da reatividade e seletividade do sensor base e, diminuição de custos². A quitosana é um biopolímero abundante obtido da desacetilação parcial da quitina, um composto totalmente natural, usado e reutilizado em diversas áreas. É função da variedade de aplicações a capacidade de formar filmes e quelar metais, e resultam muitas outras aplicações, como na construção de eletrodos³. A necessidade de estabelecer níveis de contaminação por metais tóxicos na região Centro-Oeste é reforçada por dados do IBGE, pela baixa quantidade de estudos focados na saúde pública. Assim, a obtenção de um EES modificado com quitosana para a detecção de metais pesados em nível de traços contribui para estudos ambientais, com dados obtidos em tempo real, diretamente do campo.

METODOLOGIA:

Quitosana Polymar foi caracterizada por H¹-RMN e viscosimetria. Análises foram realizadas no IQ de São Carlos da USP. Reações de interação Pb-quitosana foram realizadas a partir de quitosana pura, dissolvida em ácido acético 1% e reticulada com glutaraldeído 25%. À amostras de 0,100g de quitosana foram adicionados diferentes volumes de Pb(NO₃)₂ 0,015 mol.L^-1 e água mili-Q. Foi mantida agitação magnética por no mínimo 24h. A capacidade de adsorção foi determinada pela diferença entre número de mols de Pb²⁺ adicionado à quitosana e presente na solução do sobrenadante, por voltametria de redissolução anódica (ASV). Foi utilizado analisador voltamétrico METROHM 663 VA, interface Autolab Type III, modelo IME663. Eletrodo de pasta de carbono (EPC) foi construído e utilizado como eletrodo de trabalho para determinação de Pb²⁺ em soluções aquosas. A pasta foi empacotada na extremidade de um tubo de teflon com fio de cobre para contato, obtendo EPC modificado (EPCM). Curva de calibração do eletrodo modificado com quitosana foi obtida e parâmetros de repetibilidade, limite de detecção (LD) e quantificação (LQ), precisão e acurácia, foram calculados. Foram realizados estudos do grau de reticulação de quitosana em função do tempo de reação por titulação condutimétrica do material obtido.

RESULTADOS:

A quitosana pura, com melhor capacidade de extração, um máximo entre 1,00 x 10^-5 e 6,93 x 10^-5 mol inicial de chumbo em solução, foi utilizada na modificação do EPC. As análises voltamétricas em soluções de menor concentração de chumbo indicaram ausência do metal: a massa de quitosana usada adsorveu grande parte do Pb²⁺ inicial e, o Pb²⁺ restante estaria abaixo do LD oferecido pelo método. Estudo da reticulação por titulação condutimétrica indicou que o tempo de contato do glutaraldeído com a quitosana não determina diretamente número de grupos amino livres ao final da reação, obtendo-se uma reticulação média de 52,1 ± 5,9, entre 10 min e 2h. Voltamogramas cíclicos do Pb²⁺ na superfície do eletrodo mostram que a quitosana é responsável pela concentração e sensitização do metal no eletrodo, e que a determinação do Pb²⁺ ocorre através de um processo de redução. Pré-concentração do metal no eletrodo em circuito aberto, adsorção em pH 3,0 e pasta com 50% de quitosana são condições para máximo sinal de Pb(II) no eletrodo. A curva analítica ofereceu coeficiente de linearidade igual a 0,9993 e desvio de 2,23 com LD de 1,29 ng.L^-1 e LQ de 4,30 ng.L^-1. A faixa linear de concentração foi de 0,004 a 13,5 mg.L^-1 e o LD está abaixo do de vários métodos já propostos para quantificação de Pb(II)².

CONCLUSÕES:

O desenvolvimento do presente trabalho mostrou o quanto a quitosana é eficiente na extração do íon chumbo de soluções aquosas padrão. O desempenho de um novo EPC modificado com quitosana pela pré-concentração de Pb(II) em sua superfície e subseqüente determinação voltamétrica uniu preparação de amostra e quantificação do analito em uma única célula de análise. A metodologia desenvolvida e a sua futura aplicação na continuação do projeto, pela análise das amostras de leite comercializadas no Centro-Oeste possibilitarão a avaliação dos riscos de intoxicação de populações ligadas à ocorrência de Pb no leite; a produção de base de dados toxicológicos para as políticas de saúde pública do e a inserção de dados do Brasil no quadro global de poluição ambiental por metais tóxicos em leite.

Trabalho de Iniciação Científica

Palavras-chave: eletrodo de pasta de carbono modificado, Pb(II), voltametria de redissolução

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