62ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 4. Química - 3. Química Analítica

OTIMIZAÇÃO DE PARÂMETROS EXPERIMENTAIS PARA DETECÇÃO VOLTAMÉTRICA DE TBHQ UTILIZANDO MICROELETRODO DE FIBRA DE CARBONO

Vanessa Oliveira de Jesus 1 Cássia Canaza Fonseca 1 Edemar Benedetti Filho 1 Claudia Andrea Lima Cardoso 1 Antonio Rogério Fiorucci 1

1. Curso de Química, Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul - UEMS

INTRODUÇÃO:

Durante a estocagem do biodiesel, este biocombustível pode sofrer reações de oxidação que levam a sua degradação oxidativa. Muitos estudos têm mostrado a eficiência do antioxidante terc-butilhidroquinona (TBHQ) em evitar esta degradação oxidativa. Sabendo da importância da aditivação do biodiesel com TBHQ, é fundamental que sejam desenvolvidas metodologias analíticas que permitam determinar a concentração de TBHQ em biodiesel com rapidez, sensibilidade e baixo custo. Nesse contexto, as técnicas eletroanalíticas mostram-se promissoras ferramentas, já que exibem reduzido custo, considerável rapidez aliadas a uma boa seletividade, sensibilidade e simplicidade no tratamento das amostras. Na literatura são descritos poucos métodos voltamétricos para determinação de TBHQ, porém nenhum utilizando microeletrodo de fibra de carbono (MFC) ou aplicado a amostras de biodiesel. A utilização de microeletrodos neste trabalho se deve as vantagens analíticas deste tipo sensor em relação a eletrodos voltamétricos de tamanho convencional. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a viabilidade da detecção voltamétrica de TBHQ com MFC em meios formados pela mistura de solução tampão com etanol ou metanol. Estes álcoois foram adotados por solubilizarem o TBHQ e amostras de biodiesel.

METODOLOGIA:

As medidas eletroquímicas foram realizadas em uma cela contendo 20,0 mL do eletrólito suporte tampão Britton-Robinson (BR), usando MFC e as técnicas de voltametria cíclica (CV) e voltametria de onda quadrada (SWV). Realizou-se um estudo da influência do pH da solução eletrólito de suporte na detecção do pico de oxidação do TBHQ dissolvido em etanol ou metanol, empregando soluções de tampão Britton-Robinson (BR) com valores de pH entre 2,00 e 12,00. Efetuaram-se medidas de SWV utilizando os seguintes parâmetros: tempo de equilíbrio de 15s, intervalo de potencial de trabalho de 0,0 a 1,6V vs Ag/AgCl,KCl 3M, freqüência de 10 Hz, altura de degrau de 5 mV e amplitude de 25 mV. Procurando obter melhores resultados, foram feitas medidas utilizando adição de soluções dos surfactantes Triton X-100 e Brometo de Cetiltrimetilamônio ao eletrólito solução tampão BR de pH 3,00 ou 5,00. Para a otimização da concentração de Triton X-100 presente na solução do eletrólito de suporte, foram preparadas soluções com concentrações entre 0,012% e 0,100% (v/v) de Triton X-100 em meio de solução tampão BR 0,2 mol L-1 de pH 3,00 ou 5,00. Para limpeza e ativação do MFC entre as medidas voltamétricas, um pré-tratamento de ciclagem de potencias foi adotado.

RESULTADOS:

Os resultados do estudo da influência do pH do eletrólito de suporte indicaram que o pH ótimo de detecção do TBHQ dissolvido em etanol é 3,00. Embora a corrente média de pico seja máxima em pH 4,00, a melhor resolução de pico ocorre no pH 3,00. Já para o TBHQ em metanol, o estudo indicou que o pH ótimo é 5,00. Embora a sensibilidade do microeletrodo seja máxima no pH 2,00, a reprodutibilidade das medidas é maior no pH 5,00. Em pH 9 ou superior, ocorre o surgimento de um pico em potencial menor que o do pico de oxidação do TBHQ, possivelmente de algum produto de decomposição química do TBHQ. No pH 10 ou superior, o pico de oxidação de TBHQ não é detectado. O estudo da adição de surfactantes ao eletrólito indicou que o surfactante Triton X-100 resulta em melhores condições para a detecção do TBHQ em ambos os solventes, com maior corrente de pico, melhor resolução de pico e menor sobrepotencial. Constatou-se que a corrente de pico aumentou com elevação da concentração do surfactante até 0,040% (v/v). A partir desta concentração, a corrente se mantém praticamente constante. Com a adição da concentração ótima de Triton X-100, o aumento da corrente média de pico foi de 32,7% e 59,1%, respectivamente, em meio de tampão BR pH 5 /metanol e tampão BR pH 3 /etanol.

CONCLUSÃO:

Os resultados apresentados indicam que o pico de oxidação de TBHQ pode ser melhor detectado com MFC usando a técnica de SWV, sendo os melhores valores de pH de detecção o de 3,00 ou 5,00, respectivamente, quando TBHQ está dissolvido em meio tamponado e etanol ou metanol. A adição de surfactante Triton X-100 ao eletrólito resultou em melhor sensibilidade do MFC na detecção do pico de oxidação do TBHQ em ambos os meios. Através dos estudos de SWV verificou-se que a sensibilidade e reprodutibilidade do CFM para a detecção de TBHQ são maiores quando o antioxidante está presente em meio de tampão BR/ etanol. Os estudos realizados com CV indicaram que o processo de oxidação de TBHQ sobre a superfície do MFC é um processo irreversível. Os voltamogramas cíclicos de TBHQ obtidos com velocidades de varredura de até 1 V/s apresentaram perfis de estado estacionário (forma sigmoidal) indicando predomino de difusão radial nestas condições.

Instituição de Fomento: CNPq e Fundação de Apoio ao Desenvolvimento do Ensino, Ciência e Tecnologia do Estado de Mato Grosso do Sul - FUNDECT.

Palavras-chave: microeletrodo de fibra de carbono, voltametria, TBHQ.