IMPEDÂNCIA ELETROQUÍMICA APLICADA AO ESTUDO DE ELETRODOS ÍON-SELETIVOS
Priscila Tamiasso Martinhon (PG)1 ,Oswaldo Esteves Barcia (PQ)1,
Célia Regina Sousa da Silva (PQ)1
Palavras-chave: eletrodo seletivo, chumbo, impedância eletroquímica.
Introdução
Sensores potenciométricos podem ser empregados em proteção ambiental e ocupacional, através de investigações em laboratório e aplicações para monitoramento em tempo real. As áreas médica e ambiental são aquelas em que se observa uma maior aplicação deste sensores, pois eles permitem uma medida direta da atividade do íon livre, que é de grande interesse quando a especiação química tem um papel relevante no processo estudado.
Atualmente, uma dezena de cátions e ânions podem ser determinados por medidas potenciométricas diretas, no entanto, apesar do largo emprego destes eletrodos, o seu mecanismo de resposta não está plenamente estabelecido.
A aplicação de uma técnica não-estacionária como a impedância eletroquímica, pode trazer informações adicionais importantes sobre o mecanismo de resposta de eletrodos íon-seletivos. Neste trabalho são apresentados resultados obtidos quando um eletrodo íon-seletivo para chumbo foi submetido a uma modulação senoidal de pequena amplitude na faixa de frequência de 65kHz a 1Hz.
Objetivos
O objetivo geral deste trabalho é construir um eletrodo íon-seletivo para chumbo, caracterizar sua resposta estacionária através de medidas potenciométricas e estudar o seu comportamento quando ele é submetido a uma modulação senoidal de pequena amplitude, em uma ampla faixa de frequência.
Métodos e Resultados
A área reativa do eletrodo íon-seletivo foi constituida de uma pastilha de sulfeto de prata e sulfeto de chumbo. A síntese de sulfeto de chumbo e sulfeto de prata, obtidos separadamente, ou em uma razão molar de 1:1, foi realizada usando-se o método de precipitação. Este método consistiu em borbulhar ácido sulfídrico H2S, gerado a partir de sulfeto ferroso, ou gerado in-situ, a partir de tiacetamida; através de uma solução aquosa de nitrato de chumbo Pb(NO3)2, ou nitrato de prata AgNO3, com controle do pH da solução.
Pesou-se uma massa de 0,2808g de uma mistura 1:1 dos sulfetos, que foi pastilhada com uma carga de 3 toneladas, em uma prensa hidráulica manual de 15 toneladas, marca Schwing Siwa, durante 1 hora. Após este período a pastilha obtida foi desenformada, lixada com lixa 600 e 1200 até ser obtida uma superfície uniforme e com características mecânicas adequadas ao emprego como eletrodo íon-seletivo. Esta pastilha, com diâmetro de 8mm e cerca de 0,8mm de espessura foi colada sobre a sessão transversal de um bastão de cobre, com cola condutora de prata e o conjunto foi embutido com resina epoxi, para que a condução ocorresse somente na sua sessão transversal 1.
As soluções foram preparadas com Pb(NO3)2 Merck e água deionizada. As medidas potenciométricas foram realizadas com um Electrometer Keithley modelo 610C e uma célula de dois eletrodos com um eletrodo de referência de Ag/AgCl de junção dupla. As medidas de impedância foram realizadas com um AFT 1250 da marca Solartron e uma célula de três eletrodos com um eletrodo auxiliar de platina.
Na Figura 1 pode ser observado o comportamento do eletrodo de trabalho quando a faixa de concentração das soluções de Pb(NO3)2 variou de 1x10-4M a 1x10-1M. Na Figura 2 está representada a impedância eletroquímica do sistema quando a concentração da solução foi de 5x10-4M. As medidas foram realizadas num intervalo de frequência de 65kHz até 1Hz.
Conclusões
Com o sistema empregado foi possível obter um eletrodo de membrana sólida seletivo ao Pb2+, com um comportamento nernstiano (coeficiente angular de 23mV/década). As medidas de impedância eletroquímica mostraram que o eletrodo íon-seletivo aparesenta um comportamento puramente capacitivo na região de altas frequências e não foi observada resposta em frequências menores que 4Hz. Este comportamento foi observado para todas as soluções estudadas.
Bibliografia
1 – Hirata, H., Higashiyama, K.; “A New Type of Lead (II) Ion-Selective Ceramic Membrane Elctrode”, Anal. Chem. Acta, 1971, 54, 415-422.