Dissertations / Theses on the topic 'Voltametria de onda quadrada'

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luiza Maria Ferreira Dantas.pdf: 554629 bytes, checksum: e52ab366e6eca5730a202673574f26b5 (MD5) Previous issue date: 2007-08-22
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
In this work, the determination of hydrazine (N2H4) in aqueous solutions was investigated by voltammetric techniques on pyrolytic graphite electrodes (GP) before and after modification with iron tetra-pyridinoporphyrazine (FeTPyPz). The modified electrode GP/FeTPyPz presented higher oxidation currents and better voltammetric profiles in comparison with the unmodified electrodes. This modified electrode exhibited two reversible peaks attributed to the redox processes: Fe(I)TPyPz/Fe(II)TPyPz and Fe(II)TPyPz/Fe(III)TPyPz. The pH optimization conditions were performed in solutions prepared by the mixture of different proportions of 0.1 mol L-1 sodium hydroxide (NaOH) and 0.1 mol L-1 phosphate buffer solutions in order to obtain solutions with pH varying from 7 to 13. In order to increase the sensitivity for hydrazine oxidation, three voltammetric techniques were tested: cyclic voltammetry (CV), differential pulse voltammetry (DPV) and square wave voltammetry (SWV). The best results were provided by the latter one and the optimized conditions for hydrazine determinations were: i) electrolyte: 0,1 mol L-1 NaOH solution; ii) frequency: 30 s-1; pulse amplitude: 50 mV and scan increment: 8 mV. Under such conditions, the modified electrodes provided linear responses ranging from 5 up to 111 μmol L-1, with detection and quantification limits of 0.82 μmol L-1 and 2.7 μmol L-1, respectively. The investigated sensor presented relative standard deviation values for repeatability and reproducibility lower from 5%. The sensor was applied to analyze boiler water samples and a recovery average of 116 % was found.
Neste trabalho, a determinação de hidrazina (N2H4) em solução aquosa foi investigada com o uso de técnicas voltamétricas sobre eletrodos de grafite pirolítico (GP), antes e após a modificação com tetrapiridinoporfirazina de ferro (FeTPyPz). O eletrodo modificado GP/FeTPyPz apresentou correntes de oxidação da N2H4 mais acentuadas e com melhor perfil voltamétrico em relação ao eletrodo não modificado. Este eletrodo modificado apresentou dois picos reversíveis atribuídos aos processos redox: Fe(I)TPyPz/Fe(II)TPyPz e Fe(II)TPyPz/Fe(III)TPyPz. As condições de otimização do pH foram realizados em soluções preparadas através da mistura de diferentes proporções de solução de hidróxido de sódio (NaOH) 0,1 mol Lfi1 e tampão fosfato (KH2PO4) 0,1 mol Lfi1, a fim de obter soluções com pH variando de 7 a 13. Com o objetivo de aumentar a sensibilidade para a oxidação de hidrazina, testou-se três técnicas voltamétricas: voltametria cíclica (CV), voltametria de pulso diferencial (DPV), e voltametria de onda quadrada (SWV). Os melhores resultados foram obtitos através da técnica SWV e as condições otimizadas para a determinação de hidrazina foram: i) eletrólito: solução NaOH 0,1 mol Lfi1, ii) frequência de 30 sfi1, amplitude de pulso de 40 mV e incremento de varredura de 8 mV. Sob tais circunstâncias, o eletrodo modificado forneceu uma resposta linear entre 5 e 111 fimol Lfi1, com limite de detecção e quantificação de 0,82 fimol Lfi1 e 2,7 fimol Lfi1, respectivamente. O sensor investigado apresentou valores de desvio padrão relativo para estudos de repetibilidade da amostra e do sensor abaixo de 5%. O sensor foi aplicado em amostras de águas de caldeira e apresentou média de recuperação de 116%.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-10-05T16:50:24Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 550027 bytes, checksum: a277c4264a99524157c72e78ba837c81 (MD5)
Made available in DSpace on 2016-10-05T16:50:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 550027 bytes, checksum: a277c4264a99524157c72e78ba837c81 (MD5) Previous issue date: 2005-07-29
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
O “dissulfoton” é um inseticida organofosforado de formulação granulada destinado ao controle do bicho-mineiro (Perileucoptera Coffeella) em culturas de café. Este produto geralmente é aplicado ao solo, podendo, em função do índice pluviométrico, atingir os recursos hídricos. A análise do dissulfoton em amostras de água é feita geralmente, empregando a cromatografia gasosa precedida por uma técnica de extração. Para determinação do dissulfoton em amostras de água foi utilizado a extração líquido-líquido por partição a baixa temperatura (ELL-PBT) e quantificação por cromatografia gasosa com detector por captura de elétrons, em condições pré-estabelecidas. A técnica de ELL-PBT, apresentou porcentagens de recuperações próximas a 100 % para todos os ensaios realizados na determinação do dissulfoton nas amostras de água destilada e água proveniente de ribeirão São Bartolomeu. Nessas condições analíticas o método ELL-PBT foi validado. Outras técnicas de análise de pesticidas tem surgido devido aos avanços tecnológicos ocorridos nos últimos anos, como por exemplo, as técnicas eletroanalíticas. Neste trabalho foi empregada a voltametria de onda quadrada para identificação e quantificação do dissulfoton em amostras de água. Para aplicar essa técnica foram estudadas as influências do eletrólito de suporte, amplitude e freqüência na resposta obtida para o dissulfoton. Experimentos foram conduzidos com o intuito de otimizar e validar a técnica de voltametria de onda quadrada. Os seguintes parâmetros de validação foram avaliados para as duas técnicas estudadas: seletividade, limite de detecção e limite de quantificação, precisão (precisão instrumental, repetitividade e precisão intermediária) e exatidão (porcentagem de recuperação). A análise cromatográfica apresentou um limite de detecção de 0,009 mg L-1 para o dissulfoton em acetonitrila. A voltametria de onda quadrada apresentou um limite de detecção de 0,035 mg L-1 utilizando amostras de dissulfoton em água destilada. Portanto, a voltametria de onda quadrada se apresenta como uma ferramenta alternativa para análise do dissulfoton em amostras de água.
Determination of dissulfoton in samples of water employing chromatography in gas phase and square wave voltammetry. Adviser Maria Eliana Lopes Ribeiro de Queiroz. Committee members: Antônio Augusto Neves and Efraim Lázaro Reis. The “dissulfoton” is an organophosphorate insecticide with granular formulation designed to the control of the leaf miner (Perileucoptera Coffeella) on coffee crops. this product is usually applied on the soil which, regarding to the index of rainfall, might reach the hydric resources. The analyses of dissulfoton in samples of water is usually done employing gas chromatograph preceded by an extraction technique. to determine dissulfoton in samples of water it was used the liquid-liquid extraction and partition in low temperature (ELL-PBT) and quantification through gas chromatography with detector for electron capture in pre-established conditions. The ELL-PBT technique showed percentages with recovering close to 100% for the trials carried out on the determination of dissulfoton in the sample of distillate water and water from the river São Bartolomeu. On these analytical conditions the ELL-PBT method was validated. Other techniques of analyses of pesticide has aroused due to the technological advances that occurred in the last years as for instance the eletroanalytical techniques. In this work the voltammetry of square wave was employed to identify and quantify dissulfoton in samples of water. To apply this technique, the influences of electrolyte of support, amplitude and frequency on the response obtained for the dissulfoton were studied. Experiments were conducted with the objective to optimize and valid the voltammetry technique of square wave. The following parameters of validation were evaluated for the two studied techniques: selectiveness, limit of detection and limit of quantification, precision (instrumental precision, repetitiveness and intermediary precision) and accuracy (percentage of recovering). The chromatographic analyses showed a limit of detection of 0.009 mg L-1 for the dissulfoton in acetonitrila. The voltammetry square wave showed a limit of detection of 0.0035 mg L-1 using samples of dissulfoton in distillate water. Thus, the voltammetry of square wave shows itself as alternative tool for the analyses of square wave in samples of water.
Não foram localizados o cpf do autor e o currículo lattes.

Orientador: Luiz Manoel Aleixo
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica
Made available in DSpace on 2018-07-23T16:58:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Favaron_Regiane_M.pdf: 2755379 bytes, checksum: 173d7ef195801f28ecd51cd19f6074cf (MD5) Previous issue date: 1998
Mestrado

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ilanna Campelo Lopes.pdf: 782855 bytes, checksum: 0cbaabd79c9d12083e00badf326ac1d0 (MD5) Previous issue date: 2006-07-24
Determination of paraquat (PQ) in watery solutions was investigated with the technique of wave square voltammetry on pyrolytic graphite electrodes (PG) before and after modifications with metal phtalocyanines. The electrode modified with cobalt phthalocyanine (CoPc) presented PQ reduction currents more accented and voltammetrics profiles better with respect to the electrodes unmodified and modified with nickel phthalocyanine (NiPc), iron (FePc), manganese (MnPc) and in the acid form (H2Pc). This sensor presented two reversible peaks for the reduction of PQ next to - 0,71 V (peak 1) and - 1,10 V (peak 2) versus S C E. After optimization of cobalt phthalocyanine concentration and the adsorption time on electrode, the best analysis conditions for the PQ in 0,10 mol L-1 Britton-Robinson buffer solution (pH 7,0) was established: frequency of 100 s-1, wave amplitude of 50 mV and scan increment of 2 mV. In these conditions, the modified electrode obtained a linear response range from 5,00 x 10-7 to 2.91 x 10-5 mol L-1 (128,59 to 748,36 x 101 μg L-1) with detection and quantification limits equals to 1,44 x 10-7 mol L-1 (37,03 μg L-1) and 4,79 x 10-7 mol L-1 (123,26 μg L-1)1, respectively. The studied sensor presented values below 5%, in terms of relative standard deviation, for repeatability (0,58% (± 0,27) for N = 10) and reproducibility (1,58% (± 0,74) for N = 5) studies. The sensor was applied in natural water samples and the gotten results was presented recovery averages of 93,14% (± 7,16) and 119,25% (± 5,68) in two water samples analyzed.
A determinação de paraquat (PQ) em soluções aquosas foi investigada com a técnica de voltametria de onda quadrada sobre eletrodos de grafite pirolítico (GP) antes e após modificações com metaloftalocianinas. O eletrodo modificado com ftalocianina de cobalto (CoPc) apresentou correntes de redução do PQ mais acentuadas e melhores perfis voltamétricos em relação ao eletrodo não modificado e modificados com ftalocianina de níquel (NiPc), de ferro (FePc), de manganês (MnPc), e na forma ácida (H2Pc). Este sensor apresentou dois picos reversíveis para redução do PQ em torno de - 0,71 V (pico 1) e - 1,10 V (pico 2) vs E C S. Após otimizações da concentração da ftalocianina de cobalto e do tempo de adsorção no eletrodo, as melhores condições de análise para o PQ em solução tampão Britton- Robinson 0,10 mol L-1 (pH 7,0) estabelecidas foram: freqüência de 100 s-1, amplitude de pulsos de 50 mV e incremento de varredura de 2 mV. Nestas condições, o eletrodo modificado obteve uma resposta linear de 5,00 x 10-7 a 2,91 x 10-5 mol L-1 (128,59 a 748,36 x 101 μg L-1) com limites de detecção e quantificação iguais a 1,44 x 10-7 mol L-1 (37,03 μg L-1) e 4,79 x 10-7 mol L-1 (123,26 μg L-1), respectivamente. O sensor estudado apresentou valores abaixo de 5%, em termos de desvio padrão relativo, para estudos de repetibilidade (0,58% (± 0,27) para N = 10) e reprodutibilidade (1,58% (± 0,74) para N = 5). O sensor foi aplicado em amostras de águas naturais e os resultados obtidos apresentaram médias de recuperação de 93,14% (± 7,16) e 119,25% (± 5,68) em duas amostras de água analisadas.

Orientador: Prof. Dr. Hugo Barbosa Suffredini
Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência & Tecnologia - Química, 2015.
Este trabalho buscou aplicar a tecnica de voltametria de onda quadrada em uma interface envolvendo dois liquidos imisciveis, sendo uma fase oleosa, contendo vitaminas lipossoluveis e outra aquosa, formada por solucoes-tampao em dois valores de pH (5,5 e 7,0). Foram realizados testes de interacao entre o tocoferol (lipossoluvel) e o acido ascorbico (hidrossoluvel adicionada a fase aquosa), de aplicacao direta da tecnica em um balsamo pos-barba e de microscopia eletroquimica de varredura. Com o uso de eletrodos de carbono impresso, foram obtidos valores numa escala relativa de potenciais de oxidacao para a vitamina A proximos de 0 V, no caso da vitamina K de -0,1 V e para a vitamina E os potencias foram de 0,1 V aproximadamente (todos em relacao ao potencial de Ag). Em relacao ao teste do balsamo, foi identificado um pico com o perfil e o potencial de oxidacao caracteristico do ¿¿-tocoferol, enquanto que na avaliacao da interacao entre as vitaminas E e C na interface, dados comprovaram o descrito na literatura.
This work applied the square wave voltammetry technique on an interface between two immiscible liquids, one being the oily one, containing the fat soluble vitamins and another one, aqueous, corresponding to a buffer solution on two pH values 5,5 and 7,0. Besides it, tests of tocopherol (vitamin E, fat soluble) and ascorbic acid (Vitamin C, water soluble interaction, a direct application on an after shaving balm and scanning microscopy electrochemistry tests were carried out. By applying screen printed carbon electrodes, the relative oxidation potential to Vitamin A was determined as being next to 0 V. In the case of vitamin K the oxidation potential was measured as -0,1 V and to vitamin E, the values were close to 0,1 V (all potential data was measured versus Ag potential). Concerning the balm, a peak was detected exactly with the same profile and potential of the á-tocopherol. Also, the interaction between vitamins C and E was measured directly on the interface with results near from what was expected by the literature.

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2016-05-04T13:53:54Z No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 4473867 bytes, checksum: e3130e71f9f870684d06304ce755007d (MD5)
Made available in DSpace on 2016-05-04T13:53:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 4473867 bytes, checksum: e3130e71f9f870684d06304ce755007d (MD5) Previous issue date: 2015-08-31
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
This paper describes the development of a method for quantification Cd2+, Pb2+ and Cu2+ cations, in teas, performed simultaneously, using Square Wave Anodic Stripping Voltammetry carbon nanotube paste electrode modified with bismuth film. Tea is one of the most beneficial and consumed beverage through the world, being prepared from the infusion parts of the plant Camellia sinensis. Most commonly this kind of tea presents metal ions, such as Cd 2+, Pb 2+ and Cu 2+, which offers health risk, in case of being ingested above the limit. To detect these metals, it is necessary to make use of techniques with high sensitivity. The spectrometric methods are the most widely used, but they have a high cost, are laborious and expensive. The voltammetric techniques are characterized by being inexpensive and having equal sensitivity, and even greater than some spectrometric methods. The parameters of the technique used were obtained after optimization with fractional factorial design. The tea samples were prepared through digestion with heating by microwave radiation in a closed system using diluted nitric acid and hydrogen peroxide. The method was validated based on the sample certified plant tissue (forage Marandu) and applied in green and black tea samples. Recoveries of cations Cd 2+, Pb 2+ and Cu 2+ ranged from 79.3 to 107.6%, the certified sample, and 73.3 to 122.1% in the evaluated samples of teas. The detection limits obtained in the simultaneous analysis of Cd 2+, Pb 2+ and Cu 2+ were 0.16; 0.20; 0.39 ug L-1, respectively. Cu2 + was detected only in samples of tea, but the method was efficient for the simultaneous quantification of all metals in the matrix assessed after the addition and recovery.
Este trabalho descreve o desenvolvimento de um método de quantificação dos cátions Cd2+, Pb2+ e Cu2+, em chás, realizada de forma simultânea, empregando voltametria de onda quadrada por redissolução anódica com eletrodo de pasta de nanotubo de carbono modificado por filme de bismuto. O chá é uma das bebidas mais benéficas e consumidas no mundo, sendo preparado a partir da infusão de partes da planta Camellia sinensis. Normalmente são encontrados cátions metálicos, como o Cd2+, Pb2+ e Cu2+, que se ingeridos acima do limite máximo representam riscos à saúde. Para detectar esses metais é necessário fazer uso de técnicas com alta sensibilidade. Os métodos espectrométricos são os que mais amplamente tem sido utilizado, porém apresentam custo elevado, são laboriosos e dispendiosos. As técnicas voltamétrica caracterizam-se por serem baratas e possuir sensibilidade igual e até maior que alguns métodos espectrométricos. Os parâmetros da técnica utilizada foram obtidos após otimização com planejamento fatorial fracionário. As amostras de chá foram preparadas via digestão com aquecimento por radiação micro-ondas em sistema fechado empregando ácido nítrico e peróxido de hidrogênio diluídos. A validação do método foi realizada com base na amostra certificada de tecido vegetal (forrageira Marandu) e aplicada em amostras de chá verde e preto. As recuperações dos cátions Cd2+, Pb2+ e Cu2+ variaram de 79,3 a 107,6%, na amostra certificada, e de 73,3 a 122,1% nas amostras de chás avaliadas. Os limites de detecção obtidos na análise simultânea de Cd2+, Pb2+ e Cu2+, foram 0,16; 0,20; 0,39 μg L-1, respectivamente. Foi detectado apenas Cu2+ nas amostras de chá, porém o método se mostrou eficiente para quantificação simultânea de todos os metais na matriz avaliada após a adição e recuperação.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Paulina.pdf: 725601 bytes, checksum: 35f069993277f6b916268a2d9bce2228 (MD5) Previous issue date: 2011-08-12
Biodiesel has been studied as an alternative in reducing emissions of gases, however, it is necessary to analyse and to assure the quality of this biofuel because of the presence of possible contaminants, such as metals, which degrade the biodiesel during the storage process besides possible emissions of waste from its production. To analyze the Pb (II) into biodiesel, the sample was prepared by means of microemulsion by mixing biodiesel, nitric acid and propan-1-ol, The advantage in the use of microemulsões in vegetable oils is that analyses become faster, avoiding random errors, since it eliminates extraction steps and pré-concentração during the preparation of the sample.This work was intended to determine Pb (II) in the sample of biodiesel, through the preparation of the sample in microemulsion, and analyze by Anodic voltammetry in square wave mode by film of bismuth (BiFE). The technique used for determination of analyte was differential voltammetry in square wave mode because it is a sensitive technique and has low cost. The bismuth film was used as an alternative because of its low toxicity, besides forming alloys with many metals. In this proposed procedure, several experimental parameters have been optimized, showing the best conditions, such as potential deposition ( -1,2 V), time of deposition (60 s), study of the composition of the reaction mixture (8 mL of electrolyte mixture: 2 mL microemulsion) and the possible influence of Zn (II), Cd (II) and Cu (II) in the current peak Pb (II) ion. The optimized parameters for technique were: frequency of 10 Hz and scan rate 60 mV s-1 bismuth electrode exhibited a good linearity in the concentration of Pb (II) in the range 2,5x10-9 - 7,5x10-9 mol L-1 (R2 =0,997- 0,999) for samples using microemulsions; LD of 2, 96x10-10 mol L-1 besides a good reproducibility (CV = 5,23-3,97%) to concentrations of Pb (II) 2,09x10-9 mol L-1 and 3,35x10-9 mol L-1 (n = 3 measures), respectively. Through the results obtained, it was found that the methodology applied is suitable for analysis of metal in the array of study.
O biodiesel tem sido estudado como uma das alternativas energéticas na redução de emissões de gases, no entanto, precisa-se avaliar a qualidade desse biocombustível devido à presença de possíveis contaminantes, tais como os metais, que degradam o biodiesel durante o processo de estocagem, além de possíveis emissões de resíduos oriundos da sua produção. Para analisar o Pb (II) em biodiesel, a amostra foi preparada por meio de microemulsão pela mistura de biodiesel, ácido nítrico e propan-1-ol. A vantagem na utilização de microemulsões em óleos vegetais é que as análises tornam-se mais rápidas, evitando-se erros aleatórios, uma vez que se eliminam as etapas de extração e pré-concentração durante o preparo da amostra. Assim, o presente trabalho teve por objetivo determinar Pb (II) em amostras de biodiesel, através do preparo da amostra em microemulsão usando o eletrodo de filme de bismuto e a técnica voltamétrica de Redissolução Anódica no modo Onda Quadrada. Essa técnica foi escolhida, pois é uma técnica sensível e de baixo custo. O filme de bismuto foi usado como alternativo devido sua baixa toxicidade, além de formar ligas com muitos metais o que contribui na determinação desses íons metálicos. Neste procedimento proposto, vários parâmetros experimentais foram otimizados, mostrando as melhores condições, tais como, potencial de deposição (-1,2 V), tempo de deposição (60s), estudo da composição do meio reacional (8 mL de mistura eletrolítica: 2 mL de microemulsão) e a possível influência de Zn (II), Cd (II) e Cu (II) na corrente de pico do íon Pb (II). Os parâmetros otimizados com relação à técnica foram os seguintes: frequência de 10 Hz e velocidade de varredura 60 mV s-1. O eletrodo de bismuto exibiu uma boa linearidade na faixa de concentração de Pb(II) entre 2,5x10-9 e 7,5x10-9 mol L-1 (R2 =0,997- 0,999) para as amostras microemulsionadas, LD de 2,96x10-10 mol L-1 além de boa reprodutibilidade (CV = 5,23-3,97 %) para concentrações de Pb(II) de 2,09x10-9 mol L-1 e 3,35 x10-9 mol L-1 (n = 3 medidas), respectivamente. Através dos resultados obtidos, foi possível constatar que a metodologia aplicada é adequada para análise desse metal na matriz de estudo.

Submitted by Morgana Andrade (morgana.andrade@ufes.br) on 2016-05-31T20:19:00Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Rosa_T_R (2).pdf: 3117900 bytes, checksum: a74a7cf64102a410c59cf5b67801b905 (MD5)
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A combinação da voltametria de redissolução anódica usando onda quadrada (SWASV) com o eletrodo de diamante dopado com boro (DDB) foi proposta para a determinação simultânea de Zn, Cd, Pb e Cu livre e total em água de coco natural e industrializada. Os valores ótimos e/ou escolhidos a partir do planejamento experimental para essa técnica foram: e s para o potencial e tempo de pré-concentração; para a concentração do tampão acetato ; para o incremento do potencial; e para a amplitude de pulso e frequência. A aplicação da SWASV na amostra industrializada de água de coco I (IA), sem digestão prévia, forneceu concentrações livres de Zn e Cu iguais a e , respectivamente. Comparando com a técnica ICP OES, essas concentrações foram 0,33 () de Zn e 1,54 () do Cu. Nesta determinação, as concentrações de Cd e Pb foram menores que os respectivos , e . Por outro lado, uma determinação da concentração total desses analitos foi obtida após uma digestão assistida por ultrassom. Neste método, foram usados da amostra de água de coco natural A, de H2O2 (37%, ) e HCl (35%, ). Após aplicação da SWASV na amostra digerida, os valores de concentração para Zn e Cu foram 1,02 e 0,46 em relação aos valores obtidos por ICP OES. Novamente, Cd e Pb foram menores que o LD de ambas as técnicas. Alternativamente, foram realizados estudos preliminares aplicando a SWASV, com as mesmas variáveis citadas anteriormente, porém empregando o tampão amoniacal pH 8,0 em substituição ao tampão acetato pH 4,7, para determinar a concentração dos quatro metais em uma amostra natural E (NE) digerida. Os resultados obtidos para Zn e Cu foram, respectivamente, (1,04 do ICP OES) e (, ), com destaque para a grande sensibilidade obtida para o Cu. Ao final desses estudos, podemos constatar que o uso do eletrodo de diamante dopado com boro em conjunto com a SWASV é uma ferramenta analítica sensível e versátil, que abre novas possibilidades para a determinação de metais traço em amostras naturais e digeridas.
The square-wave anodic-stripping voltammetry (SWASV) and boron-doped diamond thin film electrode (BDD) have been proposed for the simultaneous determination of Zn, 11 Cd, Pb and Cu, free and total, in natural and processed coconut water. The optimal values and/or chosen from the experimental design for this technique were: -1500 mV; 240 s; 0.206 mol L-1; 11.56 mV; 55 mV and 100 Hz for the potential; time of deposition; concentration of acetate buffer pH 4.7; step voltage; pulse amplitude and frequency, respectively. The application of SWASV in the processed coconut water I (AI), with no previous digestion provided free Zn and Cu concentrations values of (85,8 ± 5%) and (7.7 ± 9%) μg L-1, respectively. Compared to the ICP OES technique, these concentrations were 33% (230 ± 1%, in μg L-1) of Zn and 154% (5.0 ± 10%, μg L-1) of Cu. In this determination, the concentrations of Cd and Pb were lower than the respective LODICP OES (0.25 and 1.6 μg L-1, respectively). On the other hand, the determination of the total concentration of these analytes was carried out after digestion process assisted by ultrasound. In this method there were used 1.00 mL of natural coconut water of the sample A (NA), 0.8 mL of H2O2 (37% v/v) and 0.6 mL HCl (35% v/v). After the application of the SWASV the concentration values of the digested sample for Zn and Cu were 102% and 46% in response to the values obtained by ICP OES. Again, Cd and Pb were lower than the LOD of both techniques. Alternatively, preliminary studies were conducted by applying SWASV with the same previously cited variables, but using pH 8.0 ammonium acetate buffer to replace the buffer with pH 4.7 to determine the concentration of the four metals in a digested natural sample E (NE). The results obtained for Zn and Cu were respectively 192.6 ± 17 μg L-1 (104% of ICP OES) and 13 ± 3 μg L-1 (), highlighting the great sensitivity obtained for the Cu. At the end of these studies we noted that the use of DDB in conjunction with SWASV is a sensitive and versatile analytical tool which opens new possibilities for the determination of trace metals in natural and digested samples.

Essa tese de doutorado apresenta o estudo eletroquímico da oxidação do inseticida fipronil bem como o desenvolvimento de metodologias analíticas para a determinação deste composto em amostras de águas naturais. Os experimentos foram realizados sobre os eletrodos de compósito grafite-poliuretana (GPU) e carbono vítreo modificado com nanotubos de carbono de paredes múltiplas (GC-MWCNTs) utilizando a Voltametria de Onda Quadrada (SWV). A Voltametria Cíclica (CV) foi utilizada para diagnosticar o grau de reversibilidade da reação de oxidação do inseticida assim como a natureza do transporte do material eletroativo para a superfície dos eletrodos. Os resultados dos estudos da oxidação eletroquímica do fipronil utilizando o eletrodo de GPU mostraram que a oxidação do fipronil apresenta um em 0,70 V (vs. EAg/AgCl) e ocorre de forma totalmente irreversível e controlada por adsorção das espécies na superfície do eletrodo. Foram obtidas curvas analíticas para o fipronil no intervalo de 2,0 a 14,0 x 10-5 mol L-1, resultando um limite de detecção (LD) de 139 µg L-1 e Limite de Quantificação (LQ) de 480 µg L-1. Para a oxidação do fipronil no eletrodo GC-MWCNTs os resultados mostraram que a oxidação do fipronil apresenta apenas um pico em 0,50 V (vs. EAg/AgCl) e ocorre de forma totalmente irreversível e controlado por difusão a adsorção das espécies na superfície do eletrodo. Os LD e LQ obtidos foram de 26 µg L-1 e 147 µg L-1, respectivamente. O estudo por eletrólise a potencial controlado revelou que a oxidação do inseticida fipronil envolve a participação de um elétron. A metodologia desenvolvida para ambos os eletrodos foi aplicada em amostras de águas naturais, testes de recuperação foram realizados mostrando eficiência de recuperação 96,0% para o eletrodo de GPU e de 94,6% para o eletrodo de GC-MWCNTs.
In this thesis a study of the electrochemical oxidation of the insecticide fipronil and the development of analytical methodologies for the determination of this compound in natural water samples is presented. The experiments were performed at graphite-polyurethane composite electrodes (GPU) and a glassy carbon electrode modified with multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs-GC). The electrodes were caracterized using square wave voltammetry (SWV). Cyclic voltammetry (CV) was used to diagnose the degree of reversibility of the oxidation reaction of the insecticide as well as the nature of the transport of the electroactive material to the surface of the electrodes. The electrochemical oxidation of fipronil studies using the GPU electrode showed that fipronil oxidation presents a peak at 0.70 V (vs. EAg/AgCl) which is totally irreversible and controlled by adsorption of species on the electrode surface. Analytical curves were obtained for fipronil in the range 2.0 to 14 x 10-5 mol L-1, with a detection limit (LD) of 139 µg L-1 and a quantification limit (LQ) of 480 µg L-1. For the oxidation of fipronil in the GC-MWCNTs electrode the results showed that fipronil oxidation presents a peak at 0.50 V (vs. EAg/AgCl) which is totally irreversible and diffusion controlled the adsorption of species on the electrode surface. The LD and LQ were obtained 26 µg L-1 and 147 µg L-1, respectively. The study by controlled potential electrolysis showed that oxidation of the insecticide fipronil involves the participation of one electron. The methodology developed for both electrodes was applied to natural water samples, recovery tests were performed showing recovery efficiency of 96.0% for the GPU electrode and 94.6% for MWCNTs-GC electrode.

Dissertação de Doutoramento em Química apresentada à Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
O objectivo do trabalho foi o desenvolvimento de um método voltamétrico que permitisse a determinação de As(III) e As(V) em águas naturais para valores inferiores a 5 ppb. A técnica utilizada foi a Voltametria de Redissolução Catódica de Onda Quadrada com o Eléctrodo de Mercúrio de Gota Suspensa.O trabalho iniciou-se pelo estudo e optimização das condições químicas e instrumentais para a determinação do As(III). Com base nos resultados obtidos, procedeu-se a um estudo idêntico para a determinação do arsénio total (As(total)). O As(V) foi obtido como a diferença entre as concentrações do As(total) e do As(III).Na determinação do As(III) inorgânico a pré-concentração sobre o eléctrodo foi efectuada a partir de uma solução de HCl 1 mol/L na presença de 50 ppm de Cu(II), a um potencial de acumulação de cerca de 0,39V (vs Ag/ AgCl). O composto intermetálico (As-Cu) depositado foi posteriormente reduzido a um potencial de cerca de -0,82V.Na determinação do As(total) inorgânico a pré-concentração foi efectuada a partir de uma solução de HCl 1 mol/L na presença de 400 ppm de Cu(II) e de 3,2 mmol/L de anião tiossulfato (S2O32-), a um potencial de acumulação de cerca de 0,40V (vs Ag/ AgCl). O composto intermetálico depositado foi posteriormente reduzido a cerca de 0,76V. Realce-se a utilização do S2O32- como redutor, inovação que permitiu simplificar e acelerar grandemente o processo de determinação do As(total) comparativamente ao método mais utilizado e referido na literatura (uso do anião sulfito como redutor).Na determinação do As(III) usou-se um tempo de deposição de 40s, tendo-se obtido um LD de 0,2 ppb (LD = m00 + 3s00; m00 - média da ordenada na origem para 9 rectas; s00 desvio padrão associado à média), um LQ de 0,7 ppb (LQ = m00 + 10s00), e um desvio padrão relativo, DPR, de 6% para 12 leituras independentes de uma solução de 0,20 ppb de As(III).Na determinação do As(total) usou-se um tempo de deposição de 3min, tendo-se obtido um LD de 0,5 ppb (LD = ...

Dissertação de Doutoramento em Química apresentada à Faculdade de Ciências da Universidade do Porto
O objectivo do trabalho foi o desenvolvimento de um método voltamétrico que permitisse a determinação de As(III) e As(V) em águas naturais para valores inferiores a 5 ppb. A técnica utilizada foi a Voltametria de Redissolução Catódica de Onda Quadrada com o Eléctrodo de Mercúrio de Gota Suspensa.O trabalho iniciou-se pelo estudo e optimização das condições químicas e instrumentais para a determinação do As(III). Com base nos resultados obtidos, procedeu-se a um estudo idêntico para a determinação do arsénio total (As(total)). O As(V) foi obtido como a diferença entre as concentrações do As(total) e do As(III).Na determinação do As(III) inorgânico a pré-concentração sobre o eléctrodo foi efectuada a partir de uma solução de HCl 1 mol/L na presença de 50 ppm de Cu(II), a um potencial de acumulação de cerca de 0,39V (vs Ag/ AgCl). O composto intermetálico (As-Cu) depositado foi posteriormente reduzido a um potencial de cerca de -0,82V.Na determinação do As(total) inorgânico a pré-concentração foi efectuada a partir de uma solução de HCl 1 mol/L na presença de 400 ppm de Cu(II) e de 3,2 mmol/L de anião tiossulfato (S2O32-), a um potencial de acumulação de cerca de 0,40V (vs Ag/ AgCl). O composto intermetálico depositado foi posteriormente reduzido a cerca de 0,76V. Realce-se a utilização do S2O32- como redutor, inovação que permitiu simplificar e acelerar grandemente o processo de determinação do As(total) comparativamente ao método mais utilizado e referido na literatura (uso do anião sulfito como redutor).Na determinação do As(III) usou-se um tempo de deposição de 40s, tendo-se obtido um LD de 0,2 ppb (LD = m00 + 3s00; m00 - média da ordenada na origem para 9 rectas; s00 desvio padrão associado à média), um LQ de 0,7 ppb (LQ = m00 + 10s00), e um desvio padrão relativo, DPR, de 6% para 12 leituras independentes de uma solução de 0,20 ppb de As(III).Na determinação do As(total) usou-se um tempo de deposição de 3min, tendo-se obtido um LD de 0,5 ppb (LD = ...

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:41:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ElisamaVS_DISSERT.pdf: 3256609 bytes, checksum: 7bb56ee7f0f5f70ae8afd8e24e21825f (MD5) Previous issue date: 2011-07-05
Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior
In this work, chitosan was used as a coating of pure perlite in order to increase the accessibility of the groups OH- e NH2+the adsorptionof ions Mn2+ e Zn2+.The characterization results of the expanded perlite classified as microporous and whose surface area 3,176 m2 g-1after the change resulted in 4,664 m2g-1.From the thermogravimetry(TG) it was found that the percentage of coating was34,3%.The infrared analysis can prove the presence of groups Si-OH, Si-O e Al-O-Siresulting from the perlite and C=O, NH2and OH characterization of chitosan. The experiments on experiments on the adsorption of Mn and Zn were performed in the concentration range of10 a 50 mgL-1and the adsorption capacity inpH 5,8 e 5,2 was 19,49 and 23,09 mgg-1to 25 oC,respectively.The adsorption data were best fitted to Langmuir adsorption model to Langmuir adsorption model for both metalionsisindicative of monolayer adsorption. The kinetics of adsorption were calculated from the equation of Lagergren fitting the model pseudo-second-order for all initial concentrations, suggesting that adsorption of ions Mn2+ and Zn2+ follows the kinetics of pseudo-second-order and whose constant Speedk2(g/mg.min) are 0,105 e 3,98 and capacity and maximum removal qe 4,326 e 3,348,respectively.In this study we used a square wave voltammetry cathodic stripping voltammetry to quantify the adsorbed ions, and the working electrode glassy carbon, reference electrode silver / silver chloride and a platinum auxiliary electrode. The attainment of the peaks corresponding to ions Mn2+ and Zn2+ was evaluated in and electrochemical cell with a capacity of 30 mL using a buffer system (Na2HPO4/NaH2PO4)at pH 4 and was adjusted with solutionsH3PO4 0,1molL-1and NaOH 0,1 molL-1and addition of the analyte has been a cathodic peak in- 0,873 Vand detection limit of2,55x10-6molL-1para Zn.The dough used for obtaining the adsorption isotherm was 150 mg and reached in 120 min time of equilibrium for both metal ions.The maximum adsorption for 120 min with Mn concentration 20 mgL-1 and Zn 10 mgL-1,was91, 09 e 94, 34%, respectively
Nesse trabalho a quitosana foi utilizada como revestimento da perlita expandida pura com o objetivo de aumentar a acessibilidade dos grupos OH- e NH2+ na adsor??o dos ?ons Mn2+ e Zn2+. A perlita expandida foi classificada como microporoso com uma ?rea superficial de 3,176m2 g-1 e ap?s modifica??o resultou em 4,664m2 g-1. A partir da Termogravimetria (TG) verificou-se que o percentual de revestimento foi de 37,5%. A an?lise de infravermelho comprovou a presen?a dos grupos Si-OH, Si-O e Al-O-Si decorrentes da perlita e C=O, NH2 e OH caracter?sticos da quitosana. Os experimentos na adsor??o de Mn2+ e Zn2+ foram realizados no intervalo de concentra??o de 10 a 50 mg L-1 e acapacidade de adsor??o em pH 5,2 e 5,8 foi de 23,09 e 19,49 mg g-1 a 25 oC, respectivamente. Os dados de adsor??o se ajustaram melhor ao modelo de adsor??o de Langmuir para ambos os c?tions met?licos sendo indicativo de adsor??o f?sica em monocamada.As constantes de velocidade de adsor??o foram calculadas a partir da equa??o Lagergren se ajustando ao modelo de pseudo-segunda-ordem para todas as concentra??es iniciais, sugerindo que a adsor??o dos ?ons Mn2+ e Zn2+ segue a cin?tica de pseudo-segunda-ordem e cujas constantes de velocidade k2(g/mg.min) s?o 0,105 e 3,98 e capacidade m?xima de remo??o qe 4,326 e 3,348 mg g-1, respectivamente. Utilizou-se a voltametria de onda quadrada de redissolu??o cat?dica para a quantifica??o dos ?ons adsorvidos, com o eletrodo de trabalho de carbono v?treo, eletrodo de refer?ncia prata/cloreto de prata e um eletrodo auxiliar de platina. A obten??o dos picos correspondente aos ?ons Mn2+ e Zn2+ foi avaliado em uma c?lula eletroqu?mica com capacidade para 30 mL utilizando um sistema tamp?o (Na2HPO4/NaH2PO4) cuja concentra??o 0,1 mol L-1em pH 4, sendo ajustado com solu??es H3PO4 0,1 mol L-1e NaOH 0,1 mol L-1e adi??o do analito, tendo verificado um pico cat?dico em 0,873 V com limite de detec??o de Mn 7,76x10-7 mol L-1 e um pico an?dico de -1,1 V e limite de detec??o de 2,55x10-6mol L-1 para Zn2+.A massa utilizada para a obten??o das isotermas de adsor??o foi de 150 mg, tendo atingido o tempo de equil?brio de 120 min para ambos ?ons met?licos. A m?xima adsor??o em 120 min para Mn2+ com concentra??o de 20 mg L-1 e Zn 10 mg L-1, foi de 91,09 e 94,34% ,respectivamente

HOLANDA, Lucas Freire de. Determinação eletroanalítica de acetaminofeno sobre eletrodo modificado com nanopartículas de ouro, nanotubos de carbono e ftalocianinas de cobalto. 2016. 73 f. Dissertação (Mestrado em Química)-Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2016.
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This work describes the development of a simple electroanalytical methodology for quantification of acetaminophen (ACOP) using square-wave voltammetry (SWV). A glassy carbon electrode modified with gold nanoparticles (AuNp), functionalized multi-walled carbon nanotubes (fMWCNT) and cobalt (II) phthalocyanine (CoPc) was prepared and characterized by cyclic voltammetry (CV), SWV and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The optimum experimental conditions, such as pH, supporting electrolyte and square-wave voltammetric parameters were investigated. From the data analysis of the optimization of experimental conditions, the oxidation of ACOP was characterized as a quasi-reversible and as a proton-dependent process, and with the reaction mechanism which allowed to calculate equal number of protons and electrons (two protons and two electrons) and the standard rate constant ks value is equal to 59.0  2.5 s–1. Study of the electrolyte was carried out in four different buffer solutions and the influence of pH was also evaluated, with the best results obtained at pH 5.0 McIlvaine buffer. The frequency (f), amplitude (a) and step potential (ΔEs) optimized values were 50 s1, 40 mV e 3 mV, respectively. Under the optimized conditions, calibration curves were linear in the concentration range of 1.49 × 10–6 a 4.76 × 10–5 mol L1 with limit of detection (LOD) of 1.35 × 10–7 mol L1 and limit of quantification (LOQ) of 4.50 × 107 mol L1. Repeatability and reproducibility were evaluated based on the relative standard deviation values (RSD), which were equal to 4.56% and 2.38%, respectively, demonstrating the accuracy of the methodology. Recovery assays were performed to ACOP quantification in drug samples presented in the form of tablets (Tylenol 500 and Tylenol DC) oral solution (Tylenol Drops) and oral suspension (Tylenol Child). The recovery percentages for samples of Tylenol 500, Tylenol DC Tylenol Drops and Tylenol Child were 101.34%, 89.91%, 98.61% and 75.76%, respectively. The results obtained by the SWV methodology were compared to the results obtained by ultraviolet-visible spectrophotometry (UV-Vis), showing the advantages to proposed electroanalytical methodology as lower LOD and LOQ values. Therefore, it is evident that the methodology developed in this work is quite suitable for practical applications.
O presente trabalho descreve o desenvolvimento de metodologia eletroanalítica simples para quantificação de acetaminofeno (AAF) utilizando voltametria de onda quadrada (VOQ). Eletrodo de carbono vítreo modificado com nanopartículas de ouro (NpAu), nanotubos de carbono de paredes múltiplas funcionalizados (NTCPMF) e ftalocianina de cobalto (II) (FcCo) foi preparado e caracterizado por voltametria cíclica (VC), VOQ e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE). As condições experimentais, tais como pH, eletrólito de suporte e parâmetros da voltametria de onda quadrada foram otimizadas. A partir das condições experimentais otimizadas, a oxidação de AAF foi caracterizada como um processo quase-reversível e dependente de prótons, com participação de igual número de prótons e de elétrons (dois prótons e dois elétrons) e com o valor da constante de transferência de carga (ks) sendo igual a 59,0  2,5 s–1. Avaliação do eletrólito de suporte foi realizada em quatro diferentes soluções tampões e a influência do pH do meio também foi verificada, resultando em solução tampão McIlvaine pH 5,0. Os valores de frequência de aplicação de pulsos de potencial (f), amplitude de pulsos de potencial (a) e incremento de potencial (ΔEs) da VOQ otimizados foram 50 s1, 40 mV e 3 mV, respectivamente. Sob estas condições, curvas de calibração foram lineares na faixa de concentração de 1,49 × 10–6 a 4,76 × 10–5 mol L1 com limite de detecção (LD) de 1,35 × 10–7 mol L1 e limite de quantificação (LQ) de 4,50 × 10–7 mol L1. A repetibilidade e a reprodutibilidade foram avaliadas com base nos valores de desvio padrão relativo (DPR), que foram iguais a 4,56% e 2,38%, respectivamente, evidenciando a precisão da metodologia. Ensaios de recuperação foram realizados para quantificação de AAF em amostras de medicamentos apresentados na forma de comprimidos (Tylenol 500 e Tylenol DC), solução oral (Tylenol Gotas) e suspensão oral (Tylenol Criança). Os percentuais de recuperação para Tylenol 500, Tylenol DC, Tylenol Gotas e Tylenol Criança foram 101,34%, 89,91%, 98,61% e 75,76%, respectivamente. Os resultados obtidos pela metodologia utilizando VOQ foram comparados aos resultados obtidos pela utilização de espectrofotometria na região do ultravioleta e do visível (UV-Vis), apresentando vantagens para a metodologia eletroanalítica proposta, como menores valores de LD e de LQ. Assim, ficando evidenciado que a metodologia desenvolvida neste trabalho é apropriada para aplicações práticas.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4645.pdf: 1392525 bytes, checksum: ff16f9dff6056896d391bac171f65279 (MD5) Previous issue date: 2012-07-27
Universidade Federal de Sao Carlos
In this work voltammetric methods were developed from gemfibrozil (GEM) and bezafibrate (BZF) determination in pharmaceutical formulations for using modified glassy carbon electrode with dihexadecyl hydrogen phosphate containing carbon nanotubes treated chemically. Firstly was studied the voltammetric behavior of GEM in 0.1 mol L 1 (pH 2.0) phosphate buffer solution, was observed an irreversible oxidation peak in 1.31 V. Square-wave adsorptive stripping voltammetry was selected for GEM quantification in pharmaceuticals formulations, with the following parameters: adsorption time of 300 s, frequency of 40 Hz, a pulse amplitude of 45 mV and scan increment of 4 mV. The analytical curve was linear over the concentration range of 7.5 × 10−8 a 1.0 × 10−6 mol L−1 of GEM, represented by following ΔI (μA) = 0,086 + 1,05 × 107 [GEM] (mol L 1), correlation coefficient of 0.997 and detection limit of 5.3 × 10−8 mol L−1. The procedure developed was successfully applied to determine GEM in commercial pharmaceutical samples and the results were compared with the reference method, described in British pharmacopoeia. There was no significant difference (5 %) between the results obtained at a confidence level of 95%. The BZF determination was carried in 0.1 mol L 1 (pH 2.0) phosphate buffer solution and an irreversible peak in 1.09 V was observed. Square-wave adsorptive stripping voltammetry technique was selected for BZF determination with the following parameters: adsorption time of 180 s, frequency of 20 Hz, pulse amplitude of 40 mV and scan increment of 7 mV. The proposed method presented a linear interval between 5.0 × 10−8 a 9.1 × 10−7 mol L−1 and detection limited of 1.6 × 10−8 mol L−1. The BZF was quantified in commercials samples and the results were compared with de spectrophotometric method, with errors between 2.9 e 0.5 %. Finally for each analyte were calculated the number of electrons involved in the oxidation reaction and was proposed a possible mechanism for the oxidation reaction of these drugs, because there are no reports in the literature.
Neste trabalho foram desenvolvidos métodos voltamétricos para a determinação de genfibrozila (GEN) e bezafibrato (BZF) em formulações farmacêuticas, empregando eletrodos de carbono vítreo modificados com filme de dihexadecil hidrogênio fosfato contendo nanotubos de carbono de paredes múltiplas tratados quimicamente. Inicialmente estudou-se o comportamento voltamétrico de GEN em tampão fosfato 0,1 mol L−1 (pH 2,0), observando-se um pico irreversível de oxidação em 1,31 V. A técnica de voltametria de redissolução anódica de onda quadrada foi selecionada para a quantificação do GEN em formulações farmacêuticas, com os seguintes parâmetros avaliados: tempo de pré-concentração de 300 s, frequência de 40 Hz, amplitude de pulso de 45 mV e incremento de varredura de 4 mV. A curva analítica foi linear no intervalo de concentração de GEN de 7,5 × 10−8 a 1,0 × 10−6 mol L−1, representada pela equação ΔI (μA) = 0,086 + 1,05 × 107 [GEN] (mol L 1), com um coeficiente de correlação linear de 0,997 e um limite de detecção de 5,3 × 10−8 mol L−1. O procedimento desenvolvido foi empregado com sucesso na determinação de GEN em amostras farmacêuticas comerciais e os resultados obtidos foram comparados com o método de referencia, descrito na farmacopeia britânica. Não houve diferença significativa (5,0 %) entre os resultados obtidos a um nível de confiança de 95%. A determinação do BZF foi realizada em tampão fosfato 0,1 mol L−1 (pH 2,0) sendo observado um pico de oxidação irreversível em 1,09 V. A técnica de voltametria de redissolução anódica de onda quadrada foi selecionada para a determinação de BZF com os seguintes parâmetros otimizados: tempo de pré-concentração de 180 s, frequência de 20 Hz, amplitude de pulso de 40 mV e incremento de varredura de 7 mV. O método proposto apresentou uma curva analítica para BZF variando entre 5,0 × 10−8 e 9,1 × 10−7 mol L−1 e um limite de detecção de 1,6 × 10−8 mol L−1. O BZF foi quantificado em amostras comerciais e os resultados comparados com o método espectrofotométrico, os erros obtidos variaram entre 2,9 e 0,5 %. Finalmente, para cada analito foram calculados o número de elétrons envolvidos na reação de oxidação e foi proposto um possível mecanismo para reação de eletrooxidação destes fármacos, uma vez que, não relatos na literatura.

nÃo hÃ
Este trabalho descreve o desenvolvimento de uma proposta de procedimento eletroanalÃtico para a determinaÃÃo do antidepressivo tricÃclico imipramina (IMP) em formulaÃÃes farmacÃuticas comerciais, utilizando eletrodo de diamante dopado com boro (EDDB) e voltametria de onda quadrada (VOQ). Os estudos da oxidaÃÃo eletroquÃmica da IMP foram realizados em soluÃÃo de tampÃo Britton-Robbinson (BR) 0,04 mol L-1. Os resultados utilizando VOQ mostraram dois picos de oxidaÃÃo bem definidos, com pico 1 em 0,04 V e pico 2 em 0,82 V versus Ag/AgCl/Cl- 3 mol L-1. Para o desenvolvimento dos estudos foi utilizado o pico 1 por ter se apresentado mais sensÃvel e seletivo. O efeito dos parÃmetros experimentais e voltamÃtricos foram avaliados e as melhores condiÃÃes foram obtidas em pH 7,4, frequÃncia de aplicaÃÃo de pulsos de potencial de 100 s-1, incremento de potencial de 2 mV e amplitude de 50 mV. Sob estas condiÃÃes, foram construÃdas curvas analÃticas com resposta linear na faixa de concentraÃÃo de 1,73 x 10-7 mol L-1 a 2,53 x 10-6 mol L-1 (r = 0,9984), com um limite de detecÃÃo e de quantificaÃÃo de 4,35 x 10-8 mol L-1 e 1,45 x 10-7 mol L-1, respectivamente. O mÃtodo proposto foi aplicado com sucesso na determinaÃÃo de IMP em formulaÃÃes farmacÃuticas comerciais e validado por comparaÃÃo com mÃtodo padrÃo de determinaÃÃo de imipramina. Os resultados obtidos estiveram de acordo, em um nÃvel de confianÃa de 95%, com aqueles obtidos usando o mÃtodo oficial da FarmacopÃia BritÃnica.
This research describes the development of an electroanalytical procedure proposal for the determination of tricyclic antidepressant imipramine (IMP) in commercial pharmaceutical formulations, using Boron-Doped Diamond Electrode (BDDE) and Square-Wave Voltammetry (SWV). The electrochemical oxidation of imipramine was studied in 0.04 mol L-1 Britton-Robbinson buffer solution (BR). The results using VOQ showed two well-defined oxidation peaks with potentials of 0.04 V and 0.82 V versus Ag/AgCl/Cl- 3 mol L-1 for peaks 1 and 2, respectively. For the studiesâ development was used the peak 1 because it demonstrated to be more sensitive and selective. The effect of the experimental and voltammetric parameters were evaluated and the best performance was obtained in pH 7.4, pulses application frequency of potential of 100 s-1, potential increment of 2 mV and amplitude of 50 mV. Under these conditions, the analytical curves were obtained in the linear range of concentration from 1.73 x 10-7 mol L-1 to 2.53 x 10-6 mol L-1 (r = 0,9984), with detection and quantitation limits 4.35 x 10-8 mol L-1 e 1.45 x 10-7 mol L-1, respectively. The proposed method was applied with success in the determination of IMP in commercial pharmaceutical formulations and validated by comparison with standard method for determination of imipramine. The obtained results were in close agreement, at a 95% confidence level, with those obtained using an official method of the British Pharmacopoeia.

Este trabalho descreve o comportamento eletroquÃmico dos antibiÃticos cefuroxima (CFX) e cefalexina (CFA) por voltametria cÃclica (VC) e o desenvolvimento de metodologia eletroanalÃtica por voltametria de onda quadrada (VOQ) para a determinaÃÃo de CFX e de CFA sobre eletrodo de gota pendente de mercÃrio (HMDE, do inglÃs Hanging Mercury Drop Electrode). CFX apresentou dois processos catÃdicos irreversÃveis em -0,35 V (pico 1) e em -1,03 V (pico 2), com a participaÃÃo de dois elÃtrons e dois prÃtons tanto para o pico 1 como para o pico 2. Sugere-se que a reaÃÃo de reduÃÃo da molÃcula de CFX ocorre no grupo â C = N â para o pico 1 e no grupo â CH2 â R para o pico 2. Os parÃmetros experimentais e voltamÃtricos foram otimizados, com as respostas sendo obtidas em tampÃo BR pH 2,0,f = 90 s-1, a = 30 mV e ΔEs = 2 mV. Os limites de detecÃÃo (LD) e de quantificaÃÃo (LQ) foram calculados utilizando-se o pico 1, com LD = 4,92x10-9 mol L-1 e LQ = 1,64x10-8 mol L-1 e recuperaÃÃo 109,15% com desvio padrÃo relativo (RSD, do inglÃs Relative Standart Deviation) de 2,39% (n = 3) em eletrÃlito de suporte. A metodologia desenvolvida foi aplicada em amostras de medicamentos, leite bovino e Ãguas naturais, com recuperaÃÃes variando de 96,40 a 129,4%. Para CFA constatou-se a presenÃa de processos catÃdicos em -0,97 V (pico 1) e em -1,2 V (pico 2). Nesse caso, tem-se que a reduÃÃo ocorre na dupla ligaÃÃo do grupo etilÃnico envolvendo a transferÃncia de dois elÃtrons e dois prÃtons. Os parÃmetros experimentais e voltamÃtricos foram avaliados com as respostas otimizadas sendo obtidas em tampÃo BR pH 2,0, f = 100 s-1, a = 30 mV e ΔEs = 4 mV. Considerando-se o pico em -1,2 V, curvas analÃticas foram construÃdas, a partir delas os limites de detecÃÃo e de quantificaÃÃo foram calculados, LD = 1,27x10-8 mol L-1 e LQ = 4,23x10-8 mol L-1 com recuperaÃÃo de 89,19% com RSD = 1,51% (n = 3) em eletrÃlito de suporte. A metodologia foi aplicada na quantificaÃÃo de amostras de medicamentos, leite bovino e Ãguas naturais, com percentuais de recuperaÃÃo variando de 78,45 a 92,13%. Nas metodologias desenvolvidas, foram obtidos baixos valores de LD e de LQ, recuperaÃÃo entre 78,00-130,0% e precisÃo intermediÃria com RSD < 5,00%, mostrando que estas metodologias apresentam Ãtima sensibilidade, eficiÃncia e precisÃo.
The present work describes the electrochemical behavior of the antibiotic cefuroxime (CFX) and cephalexin (CFA) by cyclic voltammetry (CV) and the development of an electroanalytical methodology for CFX and CFA determination on mercury electrodes allied to the square wave voltammetry (SWV). In this work, CFX showed two irreversible reduction peak at -0.35 V (peak 1) and -1.03 V (peak 2), with the participation of two electrons and two protons for both peaks. It is suggested that the reduction reaction of the CFX occurs on the group â C = N â for the peak one and on the group â CH2 â R for the peak two. Under optimized conditions, the results were obtained in BR buffer pH 2.0, f = 90 s-1, a = 30 mV and ΔEs = 2 mV. Considering the peak 1, analytical curves were constructed and the limits of detection (LOD) and quantitation (LOQ) were calculated with LOD = 4.92Ã10-9mol L-1and LOQ = 1.64Ã10-8mol L-1. The recovery in electrolyte was 109.15% with RSD = 2.39% (n = 3). The methodology was applied in raw natural waters, commercial formulations and bovine milk obtaining recovery values from 96.40 to 129.4%. CFA reductions waves are observed at -0.97 V (peak 1) and -1.2 V (peak 2). These reduction waves are attributed to the reduction of ethylenic bond of CFA involving the transfer of two electrons and two protons. The optimized conditions were obtained in BR buffer pH 2.0, f = 100 s-1, a = 30 mV and ΔEs = 4 mV. Considering the peak at -1.2 V, analytical curves were constructed and were calculated with LOD = 1.27Ã10-8mol L-1and LOQ = 4.23Ã10-8 mol L-1. The recovery in electrolyte was 89.19% with RSD = 1.51% (n = 3). The methodology was applied to quantify in raw natural waters, commercial formulations and bovine milk obtaining recovery values from 78.45 to 92.13%. In developed methodologies, we obtained low values of LOD and LOQ, recovery between 78.00 to 130.00% and reproducibility below 5.00%, showing that those methods had excellent sensitivity, precision and efficiency.

This research had as main objective to develop an electroanalytical procedure for the determination of amodiaquine in human milk, using a carbon paste electrode modified with hemin, hemoglobin functional group responsible for transporting oxygen. The amodiaquine (a derivative 4-aminoquinoquinolínico) is a drug used to treat malaria with anti-inflammatory and antipyretic properties. The characterization and preparation of carbon paste electrode modified with hemin was investigated. The electrochemical behavior of modified electrode was explored using differential pulse voltammetry. The best voltammetric response was obtained for the composition of carbon paste 10% hemin solution in Britton-Robson buffer pH 7.0. To study the electrochemical behavior of amodiaquine was used the technique of cyclic voltammetry, which presented in a neutral medium oxidation process at 0.054 V vs. Ag / AgCl at a rate of 20 mV s-1. The voltammetric techniques used to develop the methodology where the differential pulse voltammetry and square wave voltammetry. In this study the optimized conditions were: pH 7, scan rate = 40 mV s-1, amplitude = 200 mV and frequency = 150 Hz, where the parameters indicated the square wave voltammetry as the best technique for determining the voltammetric amodiaquine has a minor detection limit. The limits of detection and quantification were obtained in the determination of 8.7 x 10-7 mol L-1 and 2.9 x 10-6 mol L-1, respectively. After optimization of all relevant parameters, the analytical method developed was successfully applied in samples of breast milk. The concentration of amodiaquine obtained was 1.7 x 10-5 mol L-1. The method was efficient and reproducible in the determination of amodiaquine present in breast milk, there is no need any pretreatment of the sample.
Este trabalho teve como objetivo desenvolver uma metodologia eletroanalítica para a determinação de amodiaquina em leite materno, utilizando um biossensor a base de hemina, uma porfirina presente na hemoglobina e responável pelo transporte de oxigênio. A amodiaquina, por sua vez, é um derivado 4-aminoquinoquinolínico amplamente utilizada no tratamento da malária, com propriedades antiinflamatória e antipirética. Sua transferência para o leite materno é moderada, porém mesmo em baixas dosagens pode ser considerada prejudicial ao lactante. A caracterização e a preparo do biossensor foi a primeira etapa deste trabalho. O comportamento eletroquímico do biossensor foi explorado pelo emprego da técnica voltametria de pulso diferencial. As melhores respostas voltamétricas foram obtidas com a composição da pasta de carbono contendo 10% de hemina em solução-tampão Britton-Robson de pH 7,0. Para o estudo do comportamento eletródico da amodiaquina foi utilizada a técnica de voltametria cíclica, que apresentou em meio neutro um processo de oxidação em 0,054 V vs. Ag/AgCl na velocidade de 20 mV s-1 em pH 7,0. As técnicas voltamétricas utilizadas para o desenvolvimento da metodologia foram a voltametria de pulso diferencial e a voltametria de onda quadrada. Nesse estudo as condições otimizadas encontradas foram: pH = 7; velocidade de varredura = 40 mV s-1; amplitude = 200 mV e freqüência = 150 Hz, onde os parâmetros indicaram a voltametria de onda quadrada como a melhor técnica para a determinação voltamétrica da amodiaquina por apresentar melhor desempenho. Os limites de detecção e quantificação obtidos na determinação da amodiaquina por voltametria de onda quadrada foram de 8,7 x 10-7 mol L-1 e 2,9 x 10-6 mol L-1, respectivamente. Após a otimização de todos os parâmetros relevantes, o método analítico desenvolvido foi aplicado com sucesso em amostras de leite materno. A concentração de amodiaquina analisada foi de 1,7 x 10 -5 mol L-1. O método desenvolvido mostrou-se eficiente e reprodutível na determinação de amodiaquina presente no leite materno, não sendo necessário qualquer tratamento prévio da amostra.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais
No presente trabalho investigou-se o desenvolvimento de novos procedimentos analíticos para a determinação simultânea de paracetamol (PAR), propifenazona (PRO) e cafeína (CAF) em formulações farmacêuticas. Três métodos foram desenvolvidos usando as técnicas de voltametria de onda quadrada (SWV) e amperometria de múltiplos pulsos (MPA) e diamante dopado com boro (BDD) como eletrodo de trabalho. Empregando a SWV, duas estratégias de análise foram desenvolvidas: (I) uso de uma célula eletroquímica convencional (modo estacionário) e o método de adição de padrão; (II) uso de análise por injeção em batelada com detecção por voltametria de onda quadrada (BIA-SWV) e o método de calibração externa. Os métodos propostos foram desenvolvidos usando como eletrólito de suporte H2SO4 0,1 mol L-1 e os parâmetros otimizados da SWV foram: potencial de condicionamento: -1,5 V durante 20 s; frequência: 60 s-1; amplitude: 50 mV e incremento de potencial: 4 mV. No método proposto empregando BIA-SWV, o volume e a velocidade de injeção otimizados foram de 100 μL e 28 μL s-1, respectivamente. Um terceiro método proposto para determinação simultânea de PAR, PRO e CAF, o procedimento de análise por injeção em batelada com detecção por amperometria de múltiplos pulsos (BIA-MPA) foi empregado. Três pulsos de potenciais foram selecionados para realização da análise: +0,90 V /50 ms: apenas o PAR foi oxidado sem a interferência dos outros dois compostos; +1,20 V /50 ms: oxidação do PAR e da PRO livre da interferência da CAF; +1,60 V /50 ms: oxidação dos três compostos (PAR, PRO e CAF). A seletividade na detecção da PRO e CAF foi obtida mediante subtração de correntes entre os amperogramas adquiridos nos potenciais selecionados e o uso de fatores de correção (FCs). Todos os procedimentos de análise desenvolvidos mostraram-se estáveis (DPR < 4,1%) e lineares (r > 0,997). O método empregando uma célula eletroquímica convencional apresentou frequência analítica de 20 análises h-1 e limites de detecção de 0,005, 0,009 e 0,006 mg L-1 para PAR, PRO e CAF, respectivamente. Os métodos BIA-SWV e BIA-MPA apresentaram frequência analítica muito superior: 80 e 75 análises h-1, respectivamente. Os limites de detecção foram de 0,3, 0,2 e 0,3 mg L-1 (BIA-SWV) e 0,2, 0,3 e 0,1 mg L-1 (BIA-MPA) para PAR, PRO e CAF, respectivamente.
In this work we investigated the development of new analytical procedures for simultaneous determination of paracetamol (PAR), propyphenazone (PRO) and caffeine (CAF) in pharmaceutical formulations. Three methods was developed using of Square wave voltammetry (SWV), multiple pulse amperometry (MPA) and boron doped diamond (BDD) with work electrode. Employing SWV, two analysis strategies were developed (I) Use of a conventional electrochemical cell (stationary mode) and the standard addition method; (II) use of batch injection analysis with detection by square wave voltammetry (BIA-SWV) and external calibration method. The proposed methods were developed using H2SO4 0.1 mol L-1 as supporting electrolyte and optimized parameters of the SWV: Conditioning potential: -1.5 V during 20 s; frequency: 60 s-1; amplitude: 50 mV and step potential: 4 mV. In the proposed method using BIA-SWV, volume and speed of optimized injection were 100 μL e 28 μL s-1, respectively. On the third method proposed for simultaneous determination of the PAR, PRO and CAF, the batch injection analysis procedure with multiple pulse amperometry detection (BIA-MPA) was employed. Three potentials pulses were selected for the analysis: +0.90 V/50 ms: only PAR was oxidized without the interference of the other two compounds; +1.20 V/50 ms: oxidation PAR and PRO without the interference of the CAF; +1.60 V/50 ms: oxidation of the three compounds (PAR, PRO and CAF). The selectivity in the detection of PRO and CAF was obtained by subtracting currents between the amperograms acquired in the selected potentials and the use of correction factors (CFs). All developed analysis procedures remained stable (RSD < 4.1%) and linear (r > 0.997). The method using a conventional electrochemical cell showed an analytical frequency of 20 analysis h-1 and limits of detection of 0.005, 0.009, and 0.006 mg L-1 for PAR, PRO, and CAF, respectively. The BIA-SWV and BIA-MPA methods presented higher analytical frequency: 80 and 75 analysis h-1, respectively. The limits of detection were 0.3, 0.2, and 0.3 mg L-1 (BIA-SWV) and 0.2, 0.3, and 0.1 mg L-1 (BIA-MPA) for PAR, PRO and CAF, respectively.
Dissertação (Mestrado)

Neste trabalho, são abordados os estudos eletroquímicos e químico-quânticos, bem como o desenvolvimento de metodologias analíticas para o antidepressivo tricíclico imipramina e para o neurotransmissor dopamina. Os experimentos foram realizados em solução tampão Britton Robinson (BR) 0,10 mol L-1 no pH de melhor resposta analítica para os referidos compostos. Com base nos parâmetros eletroquímicos extraídos das técnicas de voltametria cíclica e de onda quadrada, utilizando-se um eletrodo de grafite-poliuretana (GPU), foi possível diagnosticar o grau de reversibilidade das reações, a presença ou não de processos de adsorção e também o número de prótons e elétrons envolvidos nas reações eletroquímicas. Quanto aos cálculos químico-quânticos, a representação gráfica do HOMO (orbital molecular de mais alta energia ocupado) e os cálculos das cargas atômicas derivadas do potencial eletrostático forneceram uma estimativa do provável sítio de oxidação dos compostos. Os resultados indicaram que a reação de oxidação da imipramina é irreversível e dependente da adsorção do reagente na superfície do eletrodo, ocorrendo a formação subseqüente de um dímero em uma etapa química posterior à transferência de dois elétrons e um próton. O provável sítio de oxidação da molécula abrange a região do átomo de nitrogênio do anel, salientando que após a transferência de dois elétrons há uma deslocalização de cargas pelo anel aromático, fato este que sugere a formação do dímero na posição 2. Paralelamente, experimentos de eletrólise a potencial controlado foram realizados com o objetivo de gerar produtos de reação para serem analisados pela técnica de espectroscopia de massa com ionização por electrospray (ESI-MS). Tomando-se por base os resultados obtidos pelas técnicas voltamétricas, pelos cálculos químico-quânticos e pelos espectros de massa, foi sugerido o provável mecanismo de oxidação da imipramina nas condições estudadas. A metodologia analítica desenvolvida para a imipramina é rápida, sensível e exata para a análise de rotina em comprimidos de Tofranil®. A sensibilidade alcançada pela metodologia permitiu ainda a análise direta de concentrações plasmáticas terapêuticas do antidepressivo e de seu metabólito (desipramina) em amostra de soro humano sintético. No entanto, a seletividade da metodologia ficou comprometida pela proximidade dos potenciais de pico dos dímeros formados após a oxidação da imipramina (-41 mV) e da desipramina (23 mV). A aplicação de um método matemático de deconvolução (Origin 6.0) tornou possível a determinação simultânea da imipramina e da desipramina. A dopamina, por sua vez, é oxidada a dopamina orto quinona em um processo reversível com a adsorção de reagente e produto na superfície do eletrodo. O processo envolve a participação de dois elétrons e dois prótons. A metodologia analítica desenvolvida para a dopamina foi aplicada na análise de rotina em ampolas de Revivan® com boa exatidão e precisão. Além disso, a sensibilidade e a seletividade alcançada pela metodologia resultou na determinação de dopamina em fluído cerebrospinal sintético. A separação dos picos de oxidação da dopamina (Ep = 200 mV) e do ácido ascórbico (Ep = 40 mV) deve-se, provavelmente, às interações eletrostáticas favoráveis entre a superfície do eletrodo de GPU e o ânion ascorbato. De maneira geral, os resultados obtidos foram bastante satisfatórios para as determinações pretendidas, concluindo que o eletrodo de GPU é um material promissor para a análise de moléculas de interesse biológico.
In this work, the electrochemical and quantum-chemical studies are discussed, as well as the development of analytical methodologies for the imipramine tricyclic antidepressant and for the dopamine neurotransmitter. Experiments were performed in 0.10 mol L-1 Britton Robinson (BR) buffer solution at the best analytical response pH for the mentioned compounds. From the electrochemical parameters extracted of cyclic and square wave voltammetric techniques, using a graphite-polyurethane electrode (GPU), it was possible to diagnose the reactions reversible degree, the presence or not of adsorptions processes and also the number of protons and electrons involved in the electrochemical reactions. Concerning to the quantum-chemical calculations, the graphic representation of HOMO (Highest Occupied Molecular Orbital) and the calculation of the atomic charge derived from electrostatic potential provided an estimation of the probable oxidation sites of the compounds. The results indicated that the oxidation reaction of imipramine is reversible and dependent of the reagent adsorption at the electrode surface, occuring the formation of a dimer in a chemical step after the transference of two electrons and one proton. The probable oxidation site of the molecule includes the nitrogen atom region of the ring, emphasizing that after the transference of the two electrons there is a deslocalization of the charges though the aromatic ring, suggesting the formation of the dimeric specie at postion 2. At the same time, experiments of controlled potential electrolysis were carried out in order to generate reaction products to be analysed by electrospray ionization mass espectrosmmetry (ESI-MS). From the results obtained by voltammetric techniques, by quantum-chemical calculations and by mass spectroscopy, it was suggested a probable mechanism for the imipramine oxidation in the studied conditions. The analytical methodology developed for imipramine is fast, sensible and accurate for routine analysis in Tofranil® tablets. The reached sensibility also allowed the direct analysis of therapeutical plasmatic concentrations of the antidepressant and its methabolic (desipramine) in synthetic human serum sample. However, the selectivity of the methodology was compromised by the peak potentials proximity of the dimers formed after the oxidation of imipramine (-41 mV) and of desipramine (23 mV). The application of a deconvolution mathematical xviii method (Origin 6.0) permitted the simultaneous analysis of imipramine and desipramine. On the other hand, dopamine is oxidized to dopamine ortho-quinone in a reversible process with the adsorption of reagent and product at the electrode surface. The process involves the participation of two electrons and two protons. The analytical methodology developed for dopamine was applied in the routine analysis in Revivan® injections with good accuracy and precision. Besides that, the sensitivity and the selectivity reached by the methodology resulted in the determination of dopamine in synthetic cerebrospinal fluid. The separation of the oxidation peaks of dopamine (Ep = 200 mV) and of ascorbic acid (Ep = 40 mV) is probably due to the favorable electrostatic interactions between the GPU electrode surface and the ascorbate anion. In general way, the obtained results were very satisfatory for the desirable determinations, concluding that the GPU electrode is a promissing material for the analysis of biological interest molecules.

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Produtos cosméticos como sombra para os olhos, pó compacto e batom são utilizados demasiadamente pela sociedade feminina em busca de uma melhor aparência. Entretanto é importante destacar que nem todos produtos estão isentos de impurezas como metais, os quais podem ser tóxicos ao ser humano. O objetivo deste trabalho foi otimizar um procedimento adequado para o tratamento de amostra de cosméticos faciais (batom, pó compacto e sombra) empregando planejamento de experimentos (Box Behnken e fatorial 32 com triplicata no ponto central) com digestões em chapa de aquecimento e forno micro-ondas utilizando misturas de ácido nítrico e clorídrico concentrados, para a determinação eletroquímica de cobre, chumbo e zinco. Para análise destes metais trabalhou-se com um conjunto de três eletrodos: eletrodo de carbono vítreo modificado com mercúrio (trabalho), Ag/AgCl (referência) e platina (auxiliar). A modificação do eletrodo de carbono vítreo com mercúrio foi feita in situ, isto é, simultaneamente com a deposição dos analitos, sendo necessário o tempo de 300 s para deposição. Parâmetros envolvidos com a etapa de redissolução da voltametria de onda quadrada como frequência, amplitude e incremento de potencial foram otimizados de modo univariado, sendo as condições otimizadas respectivamente (60 Hz, 45 mV e 7 mV). As análises de cobre e chumbo foram feitas simultaneamente utilizando como eletrólito suporte ácido clorídrico 0,1 mol L-1, enquanto que o zinco foi analisado separadamente empregando o tampão acetato 0,1 mol L-1 (pH=4,6) como eletrólito suporte. O forno micro-ondas foi o método escolhido para digestão de todas as amostras de cosméticos faciais, onde as recuperações variaram de 83108%, 67-76% e 75-103% respectivamente para cobre, chumbo e zinco. Os limites de detecção do método para cobre, chumbo e zinco variaram de 0,05-0,36 µg g-1, e os limites de quantificação de 0,36-1,16 µg g-1. Foram analisadas 9 amostras, sendo que as concentrações de Cu, Pb e Zn variaram respectivamente em 14-26,68 µg g-1; 1,31-9,74 µg g-1 e 7,1-42064 µg g1. Para validação dos resultados obtidos eletroquimicamente, empregou-se a F AAS (Cu e Zn) e GF AAS (Pb). A partir de testes estatísticos verificou-se que não houve evidências de diferenças significativas entre o método desenvolvido eletroquimicamente e F AAS, GF AAS com 95% de confiança. Os níveis de concentrações encontrados para os metais ficaram abaixo do nível estabelecido pela sociedade europeia, não oferecendo risco a saúde humana, no que tange aos metais analisados.
Cosmetic products such as eye shadow, compact powder and lipstick are used too much by the feminine society in search of a better appearance. However, it is important to note that not all products are free from impurities such as metals, which can be toxic to humans. The objective of this work was to optimize a suitable procedure for the treatment of facial cosmetic samples (lipstick, compact powder and eye shadow), employing experiment planning (Box Behnken and factorial 32 with triplicate at the central point), With digestion in heating plate and microwave oven using concentrated nitric and hydrochloric acid mixtures, for the electrochemical determination of copper, lead and zinc. For analysis of these metals we worked with a set of three electrodes: mercury modified glass carbon electrode (work), Ag / AgCl (reference) and platinum (auxiliary).The modification of the glassy carbon electrode with mercury was done in situ, that is, simultaneously with the deposition of the analytes, being necessary the time of 300 s for deposition. Parameters involved with the step of redissolution of the square wave voltammetry frequency, amplitude and potential increase were optimized univariate. being the conditions optimized respectively (60 Hz, 45 mV and 7 mV). Copper and lead analyzes were performed simultaneously using 0.1 M hydrochloric acid as the electrolyte, While the zinc was analyzed separately using the 0.1 M acetate buffer (pH = 4.6) as the electrolyte. The microwave oven was the method chosen for digestion of all samples of facial cosmetics, where recoveries varied from 83-108%, 67-76% and 75-103% respectively for copper, lead and zinc. Limits of detection of the method for copper, lead and zinc varied from 0,05-0,36 μg g -1, and the limits of quantification of 0,36-1,16 μg g -1. Nine samples were analyzed, with concentrations of Cu, Pb and Zn varying respectively in 14-26.68 μg g-1; 1.319.74 μg g-1 and 7.1-42064 μg g -1. For the validation of the results obtained electrochemically, an F AAS (Cu and Zn) and GF AAS (Pb) were used. From statistical tests it was verified that there was no evidence of significant differences between the electrochemically developed method and F AAS, GF AAS with 95% confidence. The concentration levels found for metals are below the level established by the European company and do not pose a risk to human health as regards the metals analyzed.

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Universidade Federal de Sao Carlos
The development of electroanalytical procedures for aspartame and sodium cyclamate determination in dietary products using a boron doped diamond (BDD) electrode and the square wave voltammetry (SWV) is reported in this work. The first procedure development is reported in related to the determination of aspartame in dietary products employing BDD electrode and the SWV technique after optimization of the experimental conditions. The recovery of aspartame from 8 samples ranged from 95.9 % to 104.4 % of the added amount. The analytical curve was linear in the aspartame concentration range from 9.9 x 10-6 mol L-1 to 5.2 x 10-5 mol L-1 with a detection limit of 2.3 x 10-7 mol L-1. The relative standard deviation for 5 successive determinations of 1.0 x 10-4 mol L-1 aspartame was 0.17 % and the relative standard deviation for 5 determinations of aspartame in different days was 2.8 %. The concentration of aspartame determined in several dietary products using the BDD electrode and those concentrations determined using a HPLC method are in close agreement (calculated t-values did not exceed the critical values at the 95 % confidence level) and within an acceptable range of error. In the sequence, the analytical determination of sodium cyclamate was studied by oxidation of this substance on BDD electrode employed the SWV. The analytical curve for sodium cyclamate was linear in the concentration range from 5.0 x 10-5 to 4.1 x 10-4 mol L-1 with a detection limit of 4.8 x 10-6 mol L-1. The relative standard deviation for five successive measurements was 1.1 % and the relative standard deviation for determinations of 3.0 x 10-3 mol L-1 sodium cyclamate in five different days was 2,4 %. The recoveries values from five samples ranged from 98.6 % to 106,0 % and the results found using the proposed method agreed at the 95% confidence level with those from a HPLC method. Finally, a procedure for simultaneous determination of aspartame and sodium cyclamate was developed, once the oxidation peak potentials of the aspartame and sodium cyclamate are 1.6 V and 1.9 V, respectively. The analytical curves were linear in the aspartame concentration range from 5.0 x 10-6 to 4.0 x 10-5 mol L-1, with detection limit of 3.5 x 10-7 mol L-1 and from 5.0 x 10-5 to 4.0 x 10-4 mol L-1, with detection limit of 4.5 x 10 -6 mol L-1 for sodium cyclamate. The simultaneous determination of these sweeteners in various dietary products was implemented with success.
Neste trabalho descreve-se o desenvolvimento de procedimentos eletroanalíticos para a determinação dos edulcorantes aspartame e ciclamato de sódio em produtos dietéticos utilizando um eletrodo de diamante dopado com boro (BDD) e a voltametria de onda quadrada (SWV). No primeiro procedimento desenvolvido determinou-se aspartame em produtos dietéticos empregando-se um eletrodo de BDD e a técnica voltamétrica por onda quadrada após otimização das condições experimentais. A recuperação de aspartame em 8 amostras variou de 95,9 % a 104,4 % dos valores adicionados. A curva analítica foi linear no intervalo de concentração de aspartame de 9,9 x 10-6 mol L-1 a 5,2 x 10-5 mol L-1 com um limite de detecção de 2,3 x 10-7 mol L-1. O desvio padrão relativo de 5 determinações sucessivas de aspartame 1,0 x 10-4 mol L-1 foi de 0,17 % (repetibilidade) e de 5 determinações em dias e soluções diferentes de aspartame foi de 2,8 % (reprodutibilidade). A quantificação de aspartame nos produtos dietéticos utilizando o eletrodo de BDD apresentou resultados concordantes com os resultados obtidos empregando-se o método cromatográfico a um nível de confiança de 95 %. Na seqüência, foi estudada a determinação de ciclamato de sódio por oxidação desta substância sobre o eletrodo de BDD, empregando-se a técnica SWV. A curva analítica para o ciclamato de sódio foi linear no intervalo de concentração de 5,0 x 10-5 e 4,1 x 10-4 mol L-1 com um limite de detecção de 4,8 x 10-6 mol L-1. O desvio padrão relativo de 5 medidas sucessivas de ciclamato de sódio 3,0 x 10-3 mol L-1 foi de 1,1 % (repetibilidade) e de 5 determinações em dias e soluções de ciclamato de sódio diferentes foi de 2,4 % (reprodutibilidade). Os valores do estudo de recuperação em 5 amostras comerciais variaram entre 98,6 % e 106 % e os resultados obtidos na XI determinação do ciclamato de sódio nessas amostras estão em concordância com os resultados obtidos empregando-se o método de referência (HPLC). Finalmente, foi desenvolvido um procedimento para a determinação simultânea de aspartame e ciclamato de sódio, uma vez que estes edulcorantes apresentaram potenciais de pico de oxidação bem distintos, 1,6 V e 1,9 V respectivamente. As curvas analíticas foram lineares no intervalo de concentração de aspartame entre 5,0 x 10-6 e 4,0 x 10-5 mol L-1, com um limite de detecção de 3,5 x 10-7 mol L-1 e de 5,0 x 10-5 a 4,0 x 10-4 mol L-1 com um limite de detecção de 4,5 x 10-6 mol L-1 para o ciclamato de sódio. A determinação simultânea destes edulcorantes em produtos dietéticos também apresentou resultados satisfatórios e concordantes com os resultados obtidos pelo método cromatográfico.

Devido à alta toxicidade do mercúrio, os eletrodos contendo este metal vêm sendo substituídos por eletrodos modificados, dentre eles o filme de bismuto (f-Bi) tem demonstrado ser uma boa alternativa, pois apresentam comportamento e desempenho semelhante aos eletrodos de mercúrio, além de baixa toxicidade. A fim de se determinar os metais Cd2+ e Pb2+ em amostras de água do Rio Tietê, um eletrodo de f-Bi depositado de forma ex situ foi desenvolvido. As condições para a formação do f-Bi foram otimizadas e as melhores condições foram alcançadas utilizando uma solução de tampão acetato 0,2 mol L-1 pH 4,5 contendo 1,0x10-3 mol L-1 de Bi3+, aplicando um potencial de deposição de -0,50 V por 200 s. A determinação dos metais foi realizada através da voltametria de onda quadrada de redissolução anódica (SWASV - do inglês Square Wave Anodic Stripping Voltammetry), seus parâmetros foram otimizados e as melhores condições encontradas foram: frequência de 100 Hz; amplitude de pulso de 20 mV; step potential de 1 mV; potencial de pré-concentração de -0,925 V e tempo de pré- concentração de 450 s. Após a otimização dos parâmetros da SWASV foi construída uma curva analítica para os íons Cd2+ e Pb2+ na faixa de concentração de 5,0x10-8 a 3,0x10-6 mol L-1. As curvas analíticas apresentaram um aumento linear da corrente de pico em função da concentração dos metais com limite de detecção de 1,21 x10-7 e 1,13 x10-7 mol L-1 para o Cd e Pb, respectivamente. O método desenvolvido foi aplicado em amostras de água do rio Tietê e o f-Bi detectou Pb em concentração na ordem de 10-8 mol L-1.
Since Mercury is highly toxic, electrodes made with metal have been replaced by modified electrodes, among with bismuth film electrodes (f-Bi), and these latter ones have shown to be a good alternative, because they present both behavior and performance similar to the mercury electrodes, along with low toxicity. In order to determine Cd2+ and Pb2+ in water samples from the Tietê River, an f-Bi electrode laid up ex situ was developed. The conditions for the f-Bi formation were optimized and the best conditions were reached by using a solution of 0,2 mol L-1 acetate buffer with pH 4,5 containing 1,0 x10-3 mol L-1 of Bi3+, applying a deposition potential of -0,50 V for 200 s. Determinations of the metals was done by the square wave voltammetry anodic stripping voltammetry technique (SWASV), its parameters were optimized and the best conditions found were: 100 Hz frequency; 20 mV pulse amplitude; 1 mV step potential; -0,925 V pre-concentration potential and 450 s pre-concentration time. After the optimization of the technique an analytical curve was built with the addition of Cd2+ e Pb2+ metals in the concentration range between 5,0 x10-8 and 3,0 x10-6 mol L-1. The analytical curves showed a linear increase for the peak current in function of the concentration of the metals with detection limit of 1,21 x10-7 e 1,13 x10-7 mol L-1 for Cd and Pb, respectively. The developed method was applied in water samples from the Tietê River and the f-Bi detected Pb in a concentration of 10-8 mol L-1 order.

LUCAS, F. W. S.; CORREIA, A. N. Detecção Eletroanalítica e Estudo do Mecanismo de Oxidação do Pesticida Dimetomorfe. 2012. 54 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012.
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Dimethomorph (DIM) belongs to the class of morpholinic fungicides, it has systemic action, it is persistent in food matrices and in planting soils where was applied and a possible endocrine interferent, justifying the development of methodologies for detection and quantification of this compound. In the electrochemical study can be seen that the DIM had electrochemical process diffusion-controlled and characterized as quasi-reversible, with electrode potential of approximately 1.28 V vs. Ag/AgCl/Cl-(KCl sat.) electrode and involving two electrons transfer. In the development of electroanalytical methods using the square-wave voltammetry and the boron-doped diamond electrode, it was found that the best experimental and voltammetric conditions were obtained in Britton-Robinson buffer pH 3, as supporting electrolyte, pulse potential frequency of 30 s-1, square-wave amplitude of 50 mV and potential step increment of 2 mV. From these conditions it was possible to develop an analytical method with a linear range from 4.57x10-6 to 3.78x10-4 mol L-1, detection limit of 3.11x10-7 mol L-1, quantification limit of 1.04x10-6 mol L-1, 0.13% of repeatability (n = 10) and 0.92% of reproducibility (n = 5). The evaluation of the interference of the ionic compounds present in the supporting electrolyte and the Mancozebe (MZB), present in DIM co-formulations, in the accuracy and precision of the methodology showed that these species have little influence. The recovery in electrolyte was of 97.25 ± 0.70%, with 95% confidence, and BIAS of 2.74%. The percentage of MZB interference, in different concentrations, was less than |10%|. The application of the proposed methodology for determining of the DIM in fresh grapes and red wine showed a percent recovery equal to 101.0 ± 12.1% and 105.1 ± 10.8% with 95% confidence, respectively, and BIAS less than 6 %. Based on the quantum-chemicals information, we can infer that the site of oxidation of DIM is the non-aromatic double bond. The data obtained by gas chromatography-mass spectrometry led to the conclusion that the electrodic substrate nature does not interfere in the overall mechanism of the DIM electrooxidation reaction, in which is formed the (4-chlorophenyl)-(3,4-dimethoxyphenyl)methanone as major product.
O Dimetomorfe (DIM) pertence à classe dos fungicidas morfolínicos, tem ação sistêmica, é persistente nas matrizes alimentícias e em solos de plantio onde foi aplicado e é um possível interferente endócrino, o que justifica o desenvolvimento de metodologias para detecção e quantificação desse composto. No estudo eletroquímico pode-se observar que DIM apresentou processo eletroquímico controlado por difusão e caracterizado como quasi-reversível, com potencial de eletrodo em torno de 1,28 V vs. eletrodo de Ag/AgCl/Cl-(KCl sat.), referente à transferência de dois elétrons. No desenvolvimento da metodologia eletroanalítica utilizando voltametria de onda quadrada e o eletrodo de diamante dopado com boro, constatou-se que as melhores condições experimentais e voltamétricas foram obtidas em tampão Britton-Robinson pH 3, como eletrólito de suporte, frequência de aplicação dos pulsos de potencial de 30 s-1, amplitude dos pulsos de potencial de 50 mV e incremento de potencial de 2 mV. Partindo dessas condições foi possível desenvolver uma metodologia analítica com faixa linear de 4,57x10-6 a 3,78x10-4 mol L-1, limite de detecção de 3,11x10-7 mol L-1, limite de quantificação de 1,04x10-6 mol L-1, repetibilidade de 0,13% (n = 10) e reprodutibilidade de 0,92% (n = 5). A avaliação da interferência das espécies iônicas presentes no eletrólito de suporte e do Mancozebe (MZB), presente em coformulações de DIM, na exatidão e na precisão da metodologia mostrou que essas espécies exercem pouca influência. A recuperação em eletrólito foi de 97,25 ± 0,70 %, com confiança de 95%, e BIAS de 2,74 %. O percentual de interferência do MZB, em diferentes concentrações, foi menor que |10%|. A aplicação da metodologia proposta na determinação do DIM em uva in natura e em vinho tinto apresentou percentual de recuperação de 101,0 ± 12,1% e 105,1 ± 10,8% com confiança de 95%, respectivamente, e BIAS menor que 6%. Baseando-se nas informações químico-computacionais, pode-se inferir que o sítio de oxidação do DIM é na dupla ligação não aromática. Os dados obtidos por cromatografia gasosa acoplada a um espectrômetro de massa levaram à conclusão que a natureza do substrato eletródico não interfere no mecanismo global da reação de eletrooxidação do DIM, sendo formado o (4-clorofenil)-(3,4-dimetoxifenil)metanona como produto majoritário.

O presente trabalho apresenta um estudo eletroquímico da redução dos herbicidas 2,4-D e metribuzin bem como o desenvolvimento de metodologias analíticas para determinação destes compostos em amostras naturais. Os experimentos foram realizados sobre eletrodo compósito de grafite-poliuretana (GPU) utilizando a técnica de voltametria de onda quadrada (SWV). A técnica de Voltametria Cíclica (VC) foi utilizada para diagnosticar o grau de reversibilidade da reação de redução dos herbicidas assim como a natureza do transporte da material eletroativo para a superfície do eletrodo de GPU. Os eletrólitos suportes utilizados nos experimentos foram: tampão Britton-Robinson (BR) para o 2,4-D e água acidificada com H2SO4 0,1 mol L-1 para o metribuzin, ambos em pH 2. Os resultados indicaram que tanto o 2,4-D quanto para o metribuzin, apresentam um único pico de redução com características de processo irreversível controlado pela adsorção de reagente na superfície do eletrodo. Os parâmetros da técnica de SWV (freqüência, amplitude e incremento de varredura), bem como o tempo e potencial de acumulação foram otimizados para obtenção de maior sensibilidade analítica. Curvas analíticas dos dois herbicidas foram obtidas no intervalo de 1,5 a 12 µmol L-1 para os dois herbicidas. Os limites de detecção (LD) e de quantificação (LQ) obtidos para o 2,4-D, foram de 17,6 µg L-1 e 58,6 µg L-1, respectivamente. Para o metribuzin, o LD foi de 1,67 µg L-1 e o LQ 5,56 µg L-1. A precisão das metodologias desenvolvidas foi avaliada por meio da repetibilidade e a reprodutibilidade e a exatidão determinada pelo erro relativo. Os testes de recuperação realizados pelo método de adição de padrão forneceram valores de 104 % para o 2,4-D e 102 % para o metribuzin. As metodologias eletroanalíticas desenvolvidas para determinação do 2,4-D e do metribuzin, foram aplicadas em um estudo para avaliação do tempo de percolação dos mesmos em dois solos com características distintas. Os resultados indicaram que os dois herbicidas apresentam alta mobilidade nos solos estudados, pois 24 horas após a aplicação já foi possível detectar a presença dos mesmos na solução do solo extraída. Para o 2,4-D, 7 dias após o início do experimento, foram encontrados apenas resíduos de herbicida, enquanto que para o metribuzin obteve-se concentrações próximas a 1 mg L-1, mesmo depois de 14 dias. Após 100 dias do início do experimento observou-se um maior acúmulo de 2,4-D no solo arenoso, que pode ter ocorrido devido ao teor mais elevado de MO do solo argiloso, que proporciona uma quantidade maior de microorganismos no solo e que podem degradar o 2,4-D. Já para o metribuzin pode-se observar que este fica adsorvido nas primeiras profundidades do solo argiloso, possivelmente pelas maiores quantidades de MO e CTC. O eletrodo de GPU com a técnica de SWV apresentou bons resultados no que diz respeito à sensibilidade e ao tempo de análise, sendo uma excelente alternativa ao eletrodo de mercúrio, usualmente utilizado em medidas eletroanalíticas do 2,4-D e metribuzin. Os resultados obtidos com amostras de solo e formulação comercial dos herbicidas são bastante coerentes, considerando a dinâmica da dissipação espacial e temporal dos herbicidas no perfil do solo.
This research presents an electrochemical study of the herbicides 2,4-D and metribuzin reductions and the development of analytical methodologies for the determination of such substances in natural samples. The experiments were done with a graphite-polyurethane composite electrode (GPU) using the square wave voltammetry (SWV). The cyclic voltammetry (CV) was used to evaluate the reversibility degree of the herbicides reductions and thus the transport nature of the electroactive material to the surface of the GPU electrode. The supporting electrolytes used in the experiments were Britton-Robinson (BR) buffer for the 2,4-D and acidified water with H2SO4 0,1 mol L-1 for the metribuzin, both at pH 2. Results indicated that the 2,4-D and metribuzin show one reduction peak reduction with irreversible process characteristics, which are controlled by the adsorption of the reagent in the electrode surface. The SWV technique parameters (frequency, amplitude and scanning increment) and the time and potential of accumulation were optimized in order to obtain the highest analytic sensibility. Analytical curves were obtained from 0,33 mg L-1 to 2,62 mg L-1 for 2,4-D and 0,32 mg L-1 to 4,72 mg L-1 for metribuzin. The detection (LD) and quantification limits (LQ) obtained for 2,4-D were 17,6 µg L-1 and 58,6 µg L-1, respectively. For metribuzin, the LD was 1,67 µg L-1 and the LQ was 5,56 µg L-1. The precision of the developed methodologies was evaluated though its repeatability and reproductibility, besides the accuracy were determined by the relative error. Recovery experiments done by the standard addition method, provided values of 104 % for the 2,4-D and 102 % for the metribuzin. The electroanalytical methodologies developed for the determination of these herbicides were applied in two different soils with distinct characteristics, one sandy and other clayed soil. Results indicate that the herbicides present high mobility in the studied soils and 24 hours after its application it was possible to detect the presence of the herbicides in the soil solution extract. For the 2,4- D, seven days after the beginning of the experiment it was measured only residues, but for the metribuzin it is possible to measure concentrations around 1 mg L-1, even after fourteen days. After 100 days it was observed the highest accumulation of the 2,4-D in the sandy soil, that can be explained by the highest content of OM in the clay soil, which provides a higher content of 2,4-D degrading microorganisms. The herbicide metribuzin was adsorbed in the first layers of the clay soil, possibly due to the higher CTC and OM amounts in the soil profile. The GPU electrode with the SWV technique presented very good results when considered the sensibility and time analyses, being an excellent alternative for the mercury electrode usually used in the electroanalytical measurements of the 2,4-D and metribuzin. The obtained results with soil samples and commercial formulation of the herbicides are very consistent, considering the spatial and temporal dissipation dynamics of the herbicides in the soil.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico
O Dimetomorfe (DIM) pertence à classe dos fungicidas morfolÃnicos, tem aÃÃo sistÃmica, à persistente nas matrizes alimentÃcias e em solos de plantio onde foi aplicado e à um possÃvel interferente endÃcrino, o que justifica o desenvolvimento de metodologias para detecÃÃo e quantificaÃÃo desse composto. No estudo eletroquÃmico pode-se observar que DIM apresentou processo eletroquÃmico controlado por difusÃo e caracterizado como quasi-reversÃvel, com potencial de eletrodo em torno de 1,28 V vs. eletrodo de Ag/AgCl/Cl-(KCl sat.), referente à transferÃncia de dois elÃtrons. No desenvolvimento da metodologia eletroanalÃtica utilizando voltametria de onda quadrada e o eletrodo de diamante dopado com boro, constatou-se que as melhores condiÃÃes experimentais e voltamÃtricas foram obtidas em tampÃo Britton-Robinson pH 3, como eletrÃlito de suporte, frequÃncia de aplicaÃÃo dos pulsos de potencial de 30 s-1, amplitude dos pulsos de potencial de 50 mV e incremento de potencial de 2 mV. Partindo dessas condiÃÃes foi possÃvel desenvolver uma metodologia analÃtica com faixa linear de 4,57x10-6 a 3,78x10-4 mol L-1, limite de detecÃÃo de 3,11x10-7 mol L-1, limite de quantificaÃÃo de 1,04x10-6 mol L-1, repetibilidade de 0,13% (n = 10) e reprodutibilidade de 0,92% (n = 5). A avaliaÃÃo da interferÃncia das espÃcies iÃnicas presentes no eletrÃlito de suporte e do Mancozebe (MZB), presente em coformulaÃÃes de DIM, na exatidÃo e na precisÃo da metodologia mostrou que essas espÃcies exercem pouca influÃncia. A recuperaÃÃo em eletrÃlito foi de 97,25  0,70 %, com confianÃa de 95%, e BIAS de 2,74 %. O percentual de interferÃncia do MZB, em diferentes concentraÃÃes, foi menor que |10%|. A aplicaÃÃo da metodologia proposta na determinaÃÃo do DIM em uva in natura e em vinho tinto apresentou percentual de recuperaÃÃo de 101,0  12,1% e 105,1  10,8% com confianÃa de 95%, respectivamente, e BIAS menor que 6%. Baseando-se nas informaÃÃes quÃmico-computacionais, pode-se inferir que o sÃtio de oxidaÃÃo do DIM à na dupla ligaÃÃo nÃo aromÃtica. Os dados obtidos por cromatografia gasosa acoplada a um espectrÃmetro de massa levaram à conclusÃo que a natureza do substrato eletrÃdico nÃo interfere no mecanismo global da reaÃÃo de eletrooxidaÃÃo do DIM, sendo formado o (4-clorofenil)-(3,4-dimetoxifenil)metanona como produto majoritÃrio.
Dimethomorph (DIM) belongs to the class of morpholinic fungicides, it has systemic action, it is persistent in food matrices and in planting soils where was applied and a possible endocrine interferent, justifying the development of methodologies for detection and quantification of this compound. In the electrochemical study can be seen that the DIM had electrochemical process diffusion-controlled and characterized as quasi-reversible, with electrode potential of approximately 1.28 V vs. Ag/AgCl/Cl-(KCl sat.) electrode and involving two electrons transfer. In the development of electroanalytical methods using the square-wave voltammetry and the boron-doped diamond electrode, it was found that the best experimental and voltammetric conditions were obtained in Britton-Robinson buffer pH 3, as supporting electrolyte, pulse potential frequency of 30 s-1, square-wave amplitude of 50 mV and potential step increment of 2 mV. From these conditions it was possible to develop an analytical method with a linear range from 4.57x10-6 to 3.78x10-4 mol L-1, detection limit of 3.11x10-7 mol L-1, quantification limit of 1.04x10-6 mol L-1, 0.13% of repeatability (n = 10) and 0.92% of reproducibility (n = 5). The evaluation of the interference of the ionic compounds present in the supporting electrolyte and the Mancozebe (MZB), present in DIM co-formulations, in the accuracy and precision of the methodology showed that these species have little influence. The recovery in electrolyte was of 97.25 Â 0.70%, with 95% confidence, and BIAS of 2.74%. The percentage of MZB interference, in different concentrations, was less than |10%|. The application of the proposed methodology for determining of the DIM in fresh grapes and red wine showed a percent recovery equal to 101.0 Â 12.1% and 105.1 Â 10.8% with 95% confidence, respectively, and BIAS less than 6 %. Based on the quantum-chemicals information, we can infer that the site of oxidation of DIM is the non-aromatic double bond. The data obtained by gas chromatography-mass spectrometry led to the conclusion that the electrodic substrate nature does not interfere in the overall mechanism of the DIM electrooxidation reaction, in which is formed the (4-chlorophenyl)-(3,4-dimethoxyphenyl)methanone as major product.

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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Due to the implementation of more restricted environmental regulation laws, the control of pollution agent such as sulfur compounds has provides the development of new analytic methodologies for its quantification on different matrices, including biodiesel fuel. Thus, this work aims to compare three different sensors - film bismuth and mercury film on the surface of a glassy carbon electrode and solid silver amalgam (dental) - for the determination of sulfur in biodiesel, by means of stripping voltammetric cathodic square wave mode (VRC/SW) as supporting electrolyte with a solution of sodium acetate (1,4 mol.Lˉ¹) and acetic acid (0.33 mol.Lˉ¹) in metanol/2-propanol. In general, the mercury film electrode (MFE) has presented the best electrochemical behavior to the definition of peak reduction, being then selected as standard electrode to the measurements. The sulfur quantization on biodiesel samples was performed by adding 70 μL of soybean biodiesel and tallow fatty with TMAH, adding later, aliquots of standard sulfur. The method showed good linearity (0.998), suggesting an average sulfur concentration of 6,870x10ˉ7 (± 6,857x10ˉ⁸) mol.Lˉ¹, within a confidence interval of 95%, to a limit of detection 3,294x10ˉ¹º mol.Lˉ¹ and quantification limit of 1,098x10ˉ9 mol.Lˉ¹. Besides, for the untreated sample, the experimental has provided a LD of 6,54 x 10ˉ9 mol.Lˉ¹. Finally the proposed method has been compared with the results of a collaborative study (ANP 01/2012) of the same sample using the Teste-t de Student, verifying that the proposed method and official methods (EN ISO 20846, EN ISO 20884) are statistically equivalent to a confidence level of 95%, thereby demonstrating the feasibility of the method.
O controle da poluição ambiental tem exigido, cada vez mais, a determinação de enxofre em uma variedade de matrizes. Diferentes métodos analíticos têm sido desenvolvidos para determinação deste analito em biodiesel, empregando várias técnicas, que vão desde a análise cromatográfica aos métodos espectroanalíticos. No presente trabalho são apresentados os resultados da avaliação de diferentes sensores eletroquímicos para determinação de enxofre em Biodiesel, utilizando a técnica voltamétrica de redissolução catódica no modo onda quadrada (VRC/SW) tendo como eletrólito suporte uma solução de acetato de sódio (1,4 mol.Lˉ¹) e ácido acético (0,33 mol.Lˉ¹), em metanol/2-propanol. Foram avaliados três sensores (filme de bismuto e filme de mercúrio na superfície de carbono vítreo, e eletrodo sólido de amálgama de prata dentária) na determinação de enxofre, sendo observado que o eletrodo de filme de mercúrio (EFM) apresentou os melhores resultados relacionados ao comportamento eletroquímico na definição do pico de redução. Portanto, o EFM foi o sensor escolhido para aplicação na amostra de biodiesel. A determinação do analito em Biodiesel foi realizada adicionando-se 70 μL de Biodiesel de Soja e Sebo (01/2012, interlaboratorial) tratado com TMAH, adicionando, posteriormente, alíquotas de padrão de enxofre. O método apresentou uma boa linearidade (0,998), determinando-se assim uma concentração média de enxofre de 3,687 x 10ˉ7± 6,857 x 10ˉ⁸ mol.Lˉ¹, a um intervalo de confiança de 95%, para um limite de detecção de 3,294 x 10-10 mol.Lˉ¹ e limite de quantificação de 1,098 x 10ˉ9 mol.Lˉ¹, o que demonstra uma boa sensibilidade da técnica. Além disso, avaliou-se o estudo sem tratamento da amostra, na qual obteve-se LD de 6,54 x 10ˉ9 mol.L-1. O presente método foi comparado com os resultados de um estudo interlaboratorial (ANP 01/2012) da mesma amostra, utilizando o Teste-t de Student, verificando que o método proposto e os métodos oficiais (EN ISO 20846; EN ISO 20884) são estatisticamente equivalentes a um nível de confiança de 95%, demonstrando assim a viabilidade do método.

Sensores de filme de carbono, construídos a partir de resistores com 2 Ω de resistência nominal, foram utilizados para aplicações em áreas de interesse ambiental e farmacêutico sem a modificação prévia de suas superfícies. Através de um tratamento eletroquímico em meio ácido, é possível obter uma faixa de potencial (para ambos os limites anódico e catódico) maior comparado aos eletrodos de carbono convencionalmente utilizados. Devido ao fato dos sensores serem confeccionados em escala industrial na Alemanha, seu custo é muito baixo, tornando possível sua utilização na forma de eletrodos descartáveis. Além disso, são caracterizados por uma grande versatilidade, reprodutibilidade e estabilidade. Para comprovar a viabilidade dos eletrodos de filme de carbono como transdutores voltamétricos, amostras de paraquat foram analisadas em águas de rio e potável. A associação com a voltametria de onda quadrada possibilitou obter um limite de detecção inferior ao limite máximo estabelecido para o herbicida em água potável. Estudos por voltametria cíclica mostraram dois picos para a redução do paraquat, similares aos descritos na literatura. Os sensores de filme de carbono também foram adaptados ao sistema de análise por injeção em fluxo para a determinação amperométrica de paracetamol e de ambroxol em formulações farmacêuticas. Em ambos os estudos, foi possível obter ampla faixa linear de concentração, baixos limites de detecção e sensibilidade elevada. Estudos de repetibilidade com os dois analitos apresentaram desvios padrões relativos de até 3%, comprovando a ausência de efeito de memória. Os resultados obtidos durante as análises em fluxo com os novos sensores amperométricos concordaram com as metodologias descritas nas farmacopéias. Ao longo dos quatro anos de doutoramento também foram desenvolvidos outros estudos, os quais estão descritos nos apêndices desta tese.
Carbon film sensors, built from resistors of 2 Ω nominal resistance, were employed for application in the environment and pharmaceutical fields without previous modification of the electrode surface. When these sensors are electrochemically treated they obtain a wider potential window (both anodic and cathodic regions) than many other forms of carbon. Due to the fact that sensors are produced on industrial scale in Germany, the cost of each unit is very low, a feature that enables the use of these electrodes in disposable form. Moreover, they have great versatibility, reproducibility and stability. To prove the suitability of the carbon film electrodes as voltammetric sensors paraquat samples were analysed in river and drinking water. The association with the square wave voltammetry led to a detection limit below the allowed upper limit for herbicide analysis in drinking water. Previous results with cyclic voltammetry showed two peaks for paraquat reduction, in agreement with the literature data. The carbon film sensors were also adapted to the flow injection analysis system for amperometric determination of acetaminophen and ambroxol in pharmaceutical formulations. It was possible to obtain a wide linear working range, low detection limit and high sensitivity for both analytes. During the repeatabilty studies, acetaminophen and ambroxol showed relative standard desviations lower than 3% without any memory effect. The results obtained with a new amperometric sensor associated to FIA were in good agreement with those recommended by pharmacopoeias. In the appendices of this thesis are described other studies which have been developed for four years of PhD.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico.
Made available in DSpace on 2013-12-05T19:23:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T13:51:14Z : No. of bitstreams: 1 175064.pdf: 3447963 bytes, checksum: 40b260f447c11d0d5a6484653a7d83e7 (MD5)

Submitted by Maike Costa (maiksebas@gmail.com) on 2016-05-11T12:53:38Z No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 6105657 bytes, checksum: 8404a0fcb54e3893c95fdfb017f0ac96 (MD5)
Made available in DSpace on 2016-05-11T12:53:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivo total.pdf: 6105657 bytes, checksum: 8404a0fcb54e3893c95fdfb017f0ac96 (MD5) Previous issue date: 2015-08-26
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq
Triclocarban (TCC) is a bactericide and fungicide widely used in personal care products, while carbendazim (MBC) is a fungicide widely used in cereal crops and a variety of fruits and vegetables, both are considered environmental contaminants. In this paper, propose the study of oxidation and determination of TCC using glassy carbon electrode (ECV) and the use of a carbon paste electrode modified with carbon nanotubes functionalized multi walled (EPC-NTCPMF) to determine MBC. Electrochemical detection of TCC and MBC was studied using different voltammetric techniques on a wide range of pH and the determination was performed on samples of soaps, only the TCC and drinking water at low concentrations, for both contaminants. For TCC, various oxidation processes were observed, however the peak P1 had greater sensitivity and selectivity in acetate buffer, pH 5.4 and was therefore used for the development of voltammetric methods, direct VOQ and adsorptive stripping voltammetry. For adsorptive stripping voltammetry, the linear response range was from 1.8 to 21 × 10-9 mol L-1 with a detection limit (LD) of 3.2 × 10-10 mol L-1, 1,000 times smaller than the LD obtained by direct VOQ. The method of adsorptive stripping voltammetry showed satisfactory levels of repeatability, 4.1% and reproducibility, 5.4% and was applied to determine TCC in soaps samples and an average recovery of 95.3% and drinking water with an average recovery apparent 95.4%. The MBC peaked main oxidation, almost reversible; the better sensitivity was achieved in H2SO4, pH 1.0 on the EPC-NTCPMF using VOQ. The linear response range is between 3 and 150 × 10-10 mol L-1 to LD 1.1 × 10-11 mol L-1. The method developed showed acceptable levels of repeatability, 4.6% and reproducibility, 6.2% and was applied for MBC determination in drinking water samples obtained average apparent recovery of 95.6%. The results obtained in the development of methods for determination of TCC and MBC showed excellent applicability for the studied samples, in addition to having advantages such as low cost instrumentation, analytical fast response, high sensitivity and selectivity.
Triclocarban (TCC) é um bactericida e fungicida amplamente utilizado em produtos de higiene pessoal, enquanto que o carbendazim (MBC) é um fungicida muito utilizado em culturas de cereais e numa grande variedade de frutas e vegetais, e ambos são considerados contaminantes ambientais. Nesse trabalho, propõe-se o estudo da oxidação e determinação do TCC utilizando eletrodo de carbono vítreo (ECV) e o uso de um eletrodo de pasta de carbono modificado com nanotubos de carbono de múltiplas paredes funcionalizado (EPC-NTCPMF) para determinação de MBC. A detecção eletroquímica de TCC e MBC foi estudada utilizando diferentes técnicas voltamétricas sobre uma ampla faixa de pH e a determinação foi realizada em amostras de sabonetes para TCC e em água potável em baixas concentrações para os dois contaminantes. Para TCC, foram observados seis processos de oxidação, entretanto, o processo correspondente ao pico P1 apresentou maior sensibilidade e seletividade em tampão acetato pH 5,4, portanto, foi utilizado para o desenvolvimento das metodologias voltamétricas, VOQ direta e VOQ com redissolução adsortiva. Para a VOQ com redissolução adsortiva, a faixa de resposta linear foi de 1,8 a 21 × 10-9 mol L-1 com limite de detecção (LD) de 3,2 × 10-10 mol L-1, 1.000 vezes menor do que o LD obtido por VOQ direta. O método de redissolução adsortiva apresentou níveis satisfatórios de repetibilidade, 4,1% e reprodutibilidade, 5,4% e foi aplicado para determinação de TCC em amostras de sabonetes, obtendo uma recuperação média de 95,3% e água potável com uma média de recuperação aparente de 95,4%. O MBC apresentou um pico de oxidação principal, quase reversível e a maior sensibilidade foi alcançada em H2SO4, pH 1,0, sobre o EPC-NTCPMF, utilizando VOQ. A faixa de resposta linear está entre 3 e 150 × 10-10 mol L-1 com LD de 1,1 × 10-11 mol L-1. O método desenvolvido apresentou níveis satisfatórios de repetibilidade, 4,6% e reprodutibilidade, 6,2% e foi aplicado para determinação de MBC em amostras de água potável, obtendo-se valor médio de recuperação aparente de 95,6%. Os resultados obtidos no desenvolvimento dos métodos para determinação de TCC e MBC demonstraram excelente aplicabilidade para as amostras estudadas, além de apresentarem vantagens como instrumentação de baixo custo, rápida resposta analítica, elevada sensibilidade e seletividade.

A citricultura, introduzida no Brasil na época da colonização e explorada comercialmente a partir dos anos 30 do século passado, é um setor de grande importância para o agronegócio brasileiro. Atualmente, o Brasil detém 50% da produção mundial de laranja e cerca de 85% de toda exportação mundial, representando uma captação de divisas de cerca de 2,5 bilhões de dólares por ano, devido principalmente à exportação do suco de laranja. Apesar do suco ser o principal produto de exportação da citricultura, vários subprodutos com valor comercial são obtidos durante seu processo de produção, tais como os óleos essenciais cítricos. Esses subprodutos localizam-se na casca da fruta e são obtidos durante o processo de extração do suco de laranja por prensagem a frio. Devido ao uso intensivo de pesticidas na citricultura e que muitas vezes se acumula na casca da fruta é comum à obtenção de óleos essenciais com resíduos de pesticidas, o que reduz seu preço de mercado internacional e limita sua inserção em mercados exigentes como o Europeu, Japonês e Americano, por exemplo. Este trabalho propõe o desenvolvimento de metodologias eletroanalíticas para a determinação de alguns pesticidas amplamente utilizados na citricultura brasileira e que têm sido encontrados nos óleos essenciais produzidos pelas indústrias de processamento. Inicialmente, foram realizados testes para avaliação da eletroatividade de três pesticidas (piridafention, cihexatina e bromopropilato) amplamente utilizados no Brasil, mas que são proibidos na maioria dos países importadores, sendo, portanto, de importância estratégica. Utilizando-se a técnica de voltametria cíclica verificou-se que o piridafention apresenta resposta sobre o eletrodo compósito de grafite-poliuretana (GPU), a cihexatina apresentou eletroatividade sobre o eletrodo de filme de bismuto e o bromopropilato não foi eletroativo nas superfícies eletródicas testadas. Varreduras realizadas com voltametria cíclica mostraram que o piridafention apresenta um pico de redução em -0,80 V (vs. EECS) sobre eletrodo compósito de GPU em meio ácido (tampão Britton-Robinson 0,1 mol L-1) com características de processo irreversível. Em seguida, desenvolveu-se uma metodologia eletroanalítica, utilizando a técnica de voltametria de onda quadrada (SWV), com a otimização do pH da solução (1,0) e demais parâmetros da SWV como a frequência (80 s-1), amplitude do pulso (50 mV) e incremento de varredura (ΔEi = 5 mV). Curvas analíticas foram obtidas no intervalo de 1,46 a 17,1 µmol L-1, apresentando boa linearidade, com coeficiente de determinação (r2) de 0,998. Os limites de detecção (LD) e de quantificação (LQ) obtidos foram de 0,27 µmol L-1 e 0,92 µmol L-1, respectivamente. A precisão da metodologia desenvolvida foi avaliada por meio da repetibilidade e a reprodutibilidade e a exatidão determinada pelo erro relativo. Os testes de recuperação realizados pelo método de adição de padrão forneceram valores de 98%. A metodologia eletroanalítica desenvolvida para determinação do piridafention foi aplicada em amostras de óleo essencial de laranja, contaminadas com três níveis de concentração 1,5, 2,9 e 5,9 µmol L-1. Foram avaliados quatro procedimentos de extração líquido-líquido, utilizando água Milli-Q como extrator: i) agitação manual da mistura (10 mL de óleo e 10 mL de água) por 4 minutos com repetição do procedimento por 3 vezes; ii) agitação magnética da mistura (5 mL de óleo e 50 mL de água) por 20 minutos em uma única etapa, à temperatura ambiente; iii) agitação magnética da mistura (5 mL de óleo e 50 mL de água) por 20 minutos em uma única etapa, à temperatura de 45°C; iv) agitação da mistura em mesa orbital com tempo de agitação variando de 5 até 180 minutos. Os melhores resultados foram obtidos com o procedimento utilizando a agitação por mesa orbital (iv), sendo recomendado, portanto, para extração do piridafention em amostras de óleo essencial de laranja. No caso da cihexatina, os testes realizados visando à determinação de uma metodologia eletroanalítica mostraram uma baixa reprodutibilidade do eletrodo filme de bismuto inviabilizando a sua aplicação na eletroanálise da cihexatina. Entretanto, devido à importância da cihexatina e do bromopropilato recomenda-se a realização de mais estudos eletroquímicos com o objetivo de se estabelecer novos métodos de análise.
The citrus production introduced in Brazil during the colonization period and commercially exploited since 1930, is very important for the Brazilian agribusiness. Currently, Brazil is responsible for 50% of the total world citrus production and for about 85% of the citrus world exportation trade, representing an income of about 2.5 billion dollars for the country yearly. The orange juice is the major product of the citrus industry, but other commercially valuable byproducts can be obtained during the manufacturing process, such as the citrus essential oils. These byproduct, located at the orange fruit exocarp, are extracted during the juice production process by cold pressing. Due to the use of pesticides in the citrus production, these agrochemicals can be occasionally presented in extracted essential oil products as unwished residues, which significantly reduce their values in the international market and restrict their insertion in exigent markets as the European, Japanese and North American, for instance. This study aim to develop electroanalytical methodologies for the determination of some pesticides widely employed in the Brazilian citrus production and that has been found in the essential oils produced by the processing industries. Preliminar tests were conducted to evaluate the electroactivity of three pesticides (pyridaphention, cyhexatin and bromopropylate) widely applied in Brazil, but not regulated for use in most of the importing countries. Using the cyclic voltammetry technique, these experiments showed that pyridaphenthion presented a good electrochemical response on the graphite-polyurethane composite electrode (GPU), cyhexatin showed electroactivity on thin bismuth film electrode and bromopropylate was not electroactive on the tested electodes. Studies conducted using cyclic voltammetry showed that pyridaphenthion presents a reduction peak in -0.8 V (vs. ESCE) on GPU in acidic medium (Britton - Robinson buffer 0.1 mol L- 1(BR)) with features of an irreversible process. The electroanalytical methodology for pyridaphenthion analysis was developed using square wave voltammetry (SWV) with optimization of pH (1.0) and the SWV scanning parameters, as pulse frequency (80 s-1), amplitude (50 mV), and increment (ΔEi = 5 mV). An analytical curve was obtained for concentrations ranging from 1.46 a 17.1 µmol L-1, showing good linearity expressed in the determination coefficient (r2) of 0.998. The detection limit (LOD) and quantification limit (LOQ) obtained were 0.27 µmol L-1 and 0.92 µmol L-1, respectively. The precision was evaluated by means its repeatability and reproductibility, while accuracy was assessed by means relative error. Recovery experiments conducted using the standard addition method provided a concentration recovering level of 98%. The electroanalytical methodology developed for pyridaphenthion was applied in citrus essential oil samples spiked with three concentration levels 1.5, 2.9 and 5.9 µmol L-1. Four liquid-liquid extraction procedures were evaluated using only Milli-Q purified water as extracting agent: i) manual stirring of the mixture (10 mL of essential oil and 10 mL of water) during 4 minutes, repeating the procedure three times; ii) magnetic stirring of the mixture (5 mL of essential oil and 50 mL of water) during 20 minutes, in a single step, at room temperature; iii) magnetic stirring of the mixture (5 mL of essential oil and 50 mL of water) during 20 minutes, in a single step, at 45o C; iv) orbital shaking of the mixture (5 mL of essential oil and 50 mL of water) for different period of times varying from 5 to 180 minutes. The best results were obtained with the procedure using the orbital shaking table (iv), which is, therefore, recommended for extraction of pyridaphention residues in citrus essential oils samples. For the cyhexatin, studies carried out aiming to determine an electroanalytical methodology, showed low reproducibility of the bismuth film, preventing its application in the electroanalysis of cyhexatin. However, due to the importance of these pesticides in citrus essential oils production it is recommended additional studies regarding the electrochemistry and electroanalysis of these chemicals.

Orientador: Jarbas Jose Rodrigues Rohwedder
Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica
Made available in DSpace on 2018-08-10T02:35:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Killner_MarioHenriqueMontazzolli_M.pdf: 2163718 bytes, checksum: 57b0452d9c198120c39d7c2faffd08e3 (MD5) Previous issue date: 2007
Resumo: O presente trabalho descreve o desenvolvimento de um sistema voltametrico microfluidico, de um potenciostato de baixo custo e de um programa computacional para controle do potenciostato e aquisição de dados. O sistema voltamétrico microfluídico foi confeccionado empregando dois fotopolímeros, sendo um sólido e outro líquido. Foi também avaliado o uso de uma resina acrílica. Técnica de litografia utilizando radiação UVA foi empregada para a confecção dos protótipos. O fotopolímero líquido, a base de uretano-acrilato, apresentou as melhores características como flexibilidade, fácil manuseio e boa selagem dos canais analíticos. Estes canais foram confeccionados com largura de 600 mm e profundidade de 100 mm. O eletrodo de trabalho foi construido empregando um fio de platina de 75 mm de diâmetro e 1,5 mm de comprimento. Uma agulha de aço inox de 13 mm de comprimento e 0,45 mm de diametro foi empregada como eletrodo auxiliar e um fio de prata de 600 mm de diâmetro e 2,0 mm de comprimento recoberto com cloreto de prata foi utilizado na construção do eletrodo de referência. Os resultados de voltametria cíclica para soluções de diferentes concentrações de FeK4(CN)6 obtidos utilizando o sistema desenvolvido foram semelhantes aqueles obtidos empregando um potenciostato comercial. A determinação de Pb(II) em uma amostra certificada (452,2 mg L) apresentou um erro relativo de -3,9% e desvio relativo de 2,0% (n=3) empregando voltametria de redissolução anódica com varredura de onda quadrada
Abstract: The present work describes the development of a microfluidic voltammetric system, a low cost potentiostat, and a software used for data acquisition and control of the potentiostat. The microfluidic voltammetric system was formed using two photopolymers, one solid and one liquid. In addition, the use of an acrylic resin was evaluated. The photolitography using UVA radiation was used for the fabrication of prototypes. The liquid polymer of urethane-acrylate showed better characteristics such as flexibility, easy manipulation and good sealing of the analytical channels. The analytical channels were 600 mm width and 100 mm depth. The work electrode was made of a platinum wire of 75 mm of diameter and 1,5 mm of length. A stainless steel needle 13 mm long and with 0,45 mm of diameter was employed as auxiliary electrode and a silver wire of 600 mm of diameter and 2,0 mm long covered with AgCl was employed as reference electrode. The results obtained using Cyclic Voltammetry for solutions of different concentrations of FeK4(CN)6 and the developed system were similar to those obtained using a commercial potentiostat. The determination of Pb(II) in a certificated sample of water (452,2 mg L) showed a relative error of ¿3,9% and a relative standard deviation of 2,0% (n=3) employing anodic stripping voltammetry and square wave potential scan
Mestrado
Quimica Analitica
Mestre em Química

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Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior (CAPES)
Funda??o de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais (FAPEMIG)
RESUMO Etionamida e pirazinamida s?o antibi?ticos ?teis no tratamento da tuberculose multirresistente. O presente trabalho descreve o desenvolvimento e valida??o de metodologias eletroanal?ticas para determina??o de etionamida e pirazinamida em formula??es farmac?uticas e em urina humana empregando um eletrodo de diamante dopado com boro e um eletrodo de carbono v?treo modificado comum filme de poli glicina. Durante o desenvolvimento de ambas as metodologias, a voltametria c?clica foi empregada para verificar a influ?ncia do pH, da velocidade de varredura e do eletr?lito suporte no comportamento eletroqu?mico de ambos os analitos, bem como foram calculados os n?meros de pr?tons e el?trons envolvidos em cada uma das rea??es eletroqu?micas. A voltametria de onda quadrada com os par?metros otimizados foi utilizada para construir curvas anal?ticas para a ETO e PZA. Para a ETO foi obtido um intervalo linear de 1,0 a 80,0 ?mol L?1, com LOD e LOQ iguais a 0,294 e 0,980 ?mol L?1, respectivamente. Para a PZA foi obtido um intervalo linear de 0,47 a 6,16 ?mol L?1, com LOD e LOQ iguais a 0,035 e 0,12 ?mol L?1, respectivamente. A precis?o foi avaliada pelo registro de voltamogramas no mesmo dia e em dias diferentes, obtendo-se desvios padr?es relativos, inferiores a 5,0% em ambos os m?todos. Os resultados dos estudos de interferentes mostraram que nenhuma das subst?ncias testadas interferiu de maneira significativa na determina??o de ambos os f?rmacos. Os m?todos desenvolvidos foram comparados estatisticamente com os protocolos oficiais da farmacopeia atrav?s do teste-t e do teste-F, e os resultados mostraram que os valores de t e F calculados foram menores do que os valores de t e F cr?ticos, indicando que n?o houve diferen?a estat?stica entre as m?dias. A exatid?o de ambos os m?todos foi avaliada tamb?m por estudos de adi??o e recupera??o, obtendo-se como resultados percentuais de recupera??o pr?ximos a 100% para ambos os m?todos. A valida??o das metodologias desenvolvidas foi realizada pela avalia??o dos par?metros anal?ticos como sensibilidade, seletividade, limite de detec??o, limite de quantifica??o, faixa linear, exatid?o e precis?o e os resultados obtidos foram satisfat?rios. Portanto, os m?todos desenvolvidos podem ser aplicados com sucesso na determina??o dos f?rmacos ETO e PZA em medicamentos e urina humana.
Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-gradua??o em Ci?ncias Farmac?uticas, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2016.
ABSTRACT Ethionamide and pyrazinamide antibiotics are useful in the treatment of multidrugresistant tuberculosis. This work describes the development and validation of electroanalytical methodologies for determination of ethionamide and pyrazinamide in pharmaceutical formulation and human urine using boron-doped diamond electrode and poly glycine modified glassy carbon electrode, respectively. During the development of both methodologies, cyclic voltammetry was used to investigate the influence of pH, scan rate and the supporting electrolyte on the electrochemical behavior of both analytes, as well as the numbers of protons and electrons involved in each of the electrochemical reactions were calculated. Square wave voltammetry with optimized parameters were used to construct standard curves for ETO and PZA. For ETO a linear range from 1.0 to 80.0 ?mol L?1 was obtained with LOD and LOQ equal to 0.294 and 0.980 ?mol L?1, respectively. For PZA a linear range from 0.47 to 6.16 ?mol L?1was obtained with LOD and LOQ equal to 0.035 and 0.12 ?mol L?1, respectively. The precision was evaluated by voltammograms record on the same day and on different days, obtaining relative standard deviation less than 5.0% in both methods. The results of interfering studies showed that none of the tested substance interferes significantly in the determination of both drugs. The developed methods were statistically compared with the pharmacopoeia official protocols through the t-test and F-test, and the results showed that the calculated t and F values were lower than the critical t and F values indicating that there was no statistical difference between the averages. The accuracy of both methods was also evaluated by addition and recovery studies, obtaining results as percentage recovery close to 100% for both methods. The validation of the developed methodologies was carried out by the evaluation of analytical parameters such as sensitivity, selectivity, detection limit, quantification limit, linear range, accuracy and precision and the obtained results were satisfactory. Therefore, the developed methods can be applied successfully in the determination of ETO and PZA drugs in pharmaceuticals and human urine.

Made available in DSpace on 2017-07-20T12:40:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Giselle Nathaly Calaca.pdf: 4129912 bytes, checksum: 17ad0dde0faa7762fe24c34e6ffcd471 (MD5) Previous issue date: 2015-03-23
Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Paraná
The development and validation of analytical methods for quantification of two associations, antibiotics: sulfamethoxazole (SMX) and trimethoprim (TMP); and depigmenting agents: kojic acid (AK) and hydroquinone (HQ), using unmodified glassy carbon electrode (ECV) and square wave voltammetry (SWV) are described. For the first association, two well defined irreversible oxidation peaks were obtained at 0.96V (SMX) and 1.12V (TMP) in Britton–Robinson buffer (pH 6.0), characterized by diffusion and adsorptive processes, respectively. SWV parameters were optimized by means of 23 Full Factorial Design, and the best analytical signal, in terms of sensitivity and selectivity is obtained at a=30 mV, f=100 s-1 and ΔES=5mV. Under optimized conditions, SWV measurements showed excellent linear response, from 5.5x10-5 to 3.95x10-4 mol L-1 (R=0.9971) and 1.05x10-5 to 1.04x10-4 mol L-1 (R=0.9974) for SMX and TMP, respectively. The detection and quantification limits were found to be 8.52x10-6 mol L-1 and 2.84x10-5 mol L-1 for SMX; and 9.31x10-7 mol L-1 and 3.10x10-6 mol L-1 for TMP, respectively. The proposed method was successfully applied to the simultaneous determination of these antibiotics in commercial pharmaceutical formulations (tablets, oral suspension and injection), without any sample pretreatment. The obtained results are in good agreement with that obtained by the standard HPLC method at a 95% confidence level. For the second association, the redox peak potentials were completely separated in Mcllvaine buffer solution (pH 8.0), KA exhibits a well-defined irreversible oxidation peak at 0.72V and HQ a quasi-reversible redox peak at 0.08 V and -0.02 V, characterized by adsorptive and diffusional processes, respectively. Under SWV parameters optimized (a= 40 mV, f=40 s-1 and ΔES=1mV) by 23 Full Factorial Design, the calibration curves were obtained in the concentration ranges of 3.5×10-5 to 2.5×10-4 mol L-1 (R= 0.9996) for kojic acid and 1.5×10-5 to 1.6×10-4 mol L-1 (R= 0.9994) for hydroquinone. The detection and quantification limits were found to be 7.84x10-6 mol L-1 and 2.61x10-5 mol L-1 for KA; and 3.71x10-6 mol L-1 and 1.24x10-5 mol L-1 for HQ, respectively. The novel electroanalytical method was validated in terms of specificity, linearity, range, accuracy and precision (repeatability and intermediate precision) and successfully applied to the direct simultaneous determination of these bleaching agents in real samples.
O trabalho descreve o desenvolvimento e a validação de métodos analíticos para quantificação de duas associações, os antibióticos: sulfametoxazol (SMX) e trimetoprima (TMP); e os agentes despigmentantes: ácido kójico (AK) e hidroquinona (HQ), empregando-se eletrodo de carbono vítreo (ECV) não modificado e voltametria de onda quadrada (VOQ). Para a primeira associação, dois picos de oxidação irreversíveis em 0,96V (SMX) e 1,12V (TMP) foram observados em tampão Britton–Robinson (pH 6,0), caracterizados por processos difusional e adsortivo, respectivamente. Os parâmetros instrumentais da VOQ foram otimizados por meio de um planejamento fatorial completo 23, sendo a melhor resposta em termos de sensibilidade e seletividade obtida em a=30 mV, f=100 s-1 e ΔES=5mV. Nas condições otimizadas, foram construídas curvas analíticas nos intervalos de concentração de 5,5x10-5 a 3,95x10-4 mol L-1 (R=0,9971) para SMX e 1,05x10-5 a 1,04x10-4 mol L-1 (R=0,9974) para TMP. Os valores de limites de detecção (LD) e de quantificação (LQ) calculados foram: 8,52x10-6 mol L-1 e 2,84x10-5 mol L-1 para SMX e 9,31x10-7 mol L-1 e 3,10x10-6 mol L-1 para TMP, respectivamente. O método proposto foi aplicado para determinação simultânea dos fármacos em diferentes amostras farmacêuticas (comprimidos, injeção e suspensão oral) sem a necessidade de nenhum tipo de pré-tratamento da amostra. Os resultados obtidos através do método voltamétrico foram comparados aos obtidos pelo método farmacopeico (HPLC) e comprovou-se que não há diferença significativa em um nível de confiança de 95%. Para a segunda associação, nos voltamogramas cíclicos em tampão Mcllvaine (pH=8,0) um pico de oxidação irreversível em +0,7V foi observado para o AK, enquanto que para HQ foi observado um processo quase-reversível, com picos de oxidação em 0,08V e redução em -0,02V, caracterizados por processos adsortivo e difusional, respectivamente. Utilizando-se os parâmetros da VOQ otimizados (a= 40 mV, f= 40 s-1 e ΔES= 1mV), através de um planejamento fatorial completo 23, as curvas de calibração foram obtidas nas faixas de concentração de 3,5×10-5 a 2,5×10-4 mol L-1 (R= 0,9996) para AK e 1,5×10-5 a 1,6×10-4 mol L-1 (R= 0,9994) para HQ. Os limites de detecção e quantificação foram: 7,84x10-6 mol L-1 e 2,61x10-5 mol L-1 para AK; e 3,71x10-6 mol L-1 e 1,24x10-5 mol L-1 para HQ, respectivamente. O método voltamétrico desenvolvido foi validado em termos de especificidade, linearidade, faixa de concentração, exatidão e precisão (repetibilidade e precisão intermediária) e aplicado na determinação simultânea dos agentes despigmentantes em amostras de clareadores.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Joseany.pdf: 1293821 bytes, checksum: c1a750664ab89568783ec0c6aa91c9b1 (MD5) Previous issue date: 2013-06-05
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Metal traces are often detected in biodiesel samples due to its presence in the raw materials or solubilization during its manufacturing. Thus, this work aims to propose an electroanalytical methodology for the direct determination of Ca²⁺ in biodiesel using with a glassy carbon electrode. The metal quantification was developed according to Anodic Stripping Voltammetry Mode square-wave (SWASV) technique applying EDTA as the complexing agent. Thus, all samples were pretreated according to wet acid digestion processing and microwave radiation. Therefore, a solution of 4 mL of ultrapure nitric acid (HNO₃), 2 mL of hydrogen peroxide (H₂O₂) and 1 mL deionized water were added to 300 mg sample of biodiesel. Later, such mixtures was thermal treated at 90 °C using 300 W (10 min) and 450 W (5 min) of microwave radiations. The analytical determinations were carried out using ammonium buffer (0.01 mol Lˉ¹, pH = 9.4) as supporting electrolyte and EDTA (1x10ˉ² mol Lˉ¹) as ligand. The optimized voltammetric conditions were EDEP = -1000 mV; tpre = 120 s; Frequency = 30 Hz; Amplitude = 100 mV and ΔEstep = 15 mV. The accuracy was verified by recovery tests. In all cases, the metal quantizations were statistically consistent considering the t-test student for a confidence level of 95%. The CV values were lower than 11%, the recoveries were between 102.9% to 102.4% and the values of the detection limits were 1.9 x 10ˉ⁸ and 1.6 x 10ˉ9 mol Lˉ¹ for the samples, showing good accuracy and sensitivity of the proposed method. The values obtained for the samples ranged from 2.8 x 10ˉ⁸ ± 5.0 x 10ˉ⁸ mol Lˉ¹ and 3.4 x 10ˉ7 ± 5.0 x 10ˉ9 mol Lˉ¹ for Ca²⁺ in evaluated biodiesel.
A presença de metais no biodiesel está diretamente relacionada com a matéria-prima utilizada e também com o processo utilizado para a obtenção do biodiesel. Este trabalho apresenta um procedimento eletroanalítico simples para a determinação direta de Ca2+ em biodiesel com um eletrodo de carbono vítreo. A determinação foi feita com a técnica Voltametria de Redissolução Anódica no modo onda quadrada (SWASV), usando-se o EDTA como agente complexante. As amostras de biodiesel foram submetidas a um processo de digestão ácida por via úmida por radiação, em sistema fechado, com o uso de um microondas. O procedimento para digestão das amostras foi realizado pela adição de 4 mL de ácido nítrico ultrapuro (HNO₃), 2 mL de peróxido de hidrogênio (H₂O₂) e 1 mL de água deionizada em 300 mg de amostra de biodiesel. As amostras foram aquecidas a uma temperatura de 90 oC, durante 10 minutos, em potência de 300 W e 5 minutos em potência de 450 W. As determinações foram feitas utilizando-se tampão amônio (0,01 mol Lˉ¹), pH 9,4, como eletrólito suporte e EDTA 1 x 10ˉ² mol Lˉ¹ como ligante, nas seguintes condições: potencial de deposição (Edep) = -1000 mV; tempo de pré-concentração (tpré) = 120 s; frequência (Freq.) = 30 Hz; amplitude (Amp) =100 mV e potencial de escada (ΔEescada) =15 mV. A exatidão do método foi verificada através de testes de recuperação. Os resultados foram concordantes, estatisticamente, considerando o teste-t de student para um nível de confiança de 95%. Os valores de CV foram menores que 11%, as recuperações foram entre 102,9 % e 102,4 % e os valores dos limites de detecção foram de 1,9 x 10ˉ⁸ e de 1,6 x 10ˉ9 mol Lˉ¹ para as amostras analisadas, mostrando boa exatidão e sensibilidade do método proposto. Os valores obtidos para as amostras analisadas situaram-se entre 2,8 x 10ˉ6 ± 5,0 x 10ˉ⁸ mol Lˉ¹ e 3,4 x 10ˉ7 ± 5,0 x 10ˉ9 mol Lˉ¹ para Ca²⁺ nas amostras de biodiesel.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais
In this work we investigated the potentiality of batch injection analysis with square-wave voltammetry (BIA-SWV) detection for simultaneous determination of Zn and naphazoline (NAF) and batch injection analysis with multiple pulse amperometric (BIA-MPA) detection for simultaneous determination of NAF and pheniramine (FEN) or NAF and chlorpheniramine (CLO). In both methods, boron-doped diamond (BDD) was used as working electrode. For the simultaneous determination of Zn and NAF by BIA-SWV, the following conditions have been optimized: supporting electrolyte: acetate buffer 0.05 mol L-1 (pH = 4.7), injection volume: 100 μL, deposition time (Zn): 5 s, deposition potential (Zn) -1.5 V, : 100 s-1, a: 60 mV, ΔEs: 6 mV. Under these conditions, the method showed linear response range between 10 and 60 μmol L-1 for Zn (r = 0.992) and between 3.0 e 21 μmol L-1 for NAF (r = 0.999), high analytical frequency (70 injections h-1) and LOD of 0.126 μmol L-1 and 0.04 μmol L-1 for Zn and NAF, respectively. In the study of repeatability (n = 20), the calculated RSD were 0.98% and 0.97% for Zn and NAF, respectively. The simultaneous determination of NAF and FEN or NAF and CLO by BIA-MPA was performed with the application of three sequential pulses in function of time to the BDD electrode using Britton-Robinson Buffer solution 0.12 mol L-1 (pH = 10.0) as supporting electrolyte. At +1.1 V/50 ms, FEN or CLO was detected (oxidation) without interference of NAF. At +1.3 V/50 ms, both compounds (FEN + NAF or CLO + NAF) were oxidized. The current of NAF can then be obtained by subtraction of the currents detected during application of both potential pulses using a correction factor. The proposed method presented good ability (RSD = 1.7 and 4.0% for FEN and NAF; 2.1% and 3.6% for CLO and NAF, respectively; n=20); high analytical frequency (110 injections h-1), linear concentration range between 16 e 100 μmol L-1 for FEN and CLO (r > 0.996) and between 2 e 15 μmol L-1 for NAF (r > 0.997). The LOD calculated were 0.367, 0.361 e 0.148 μmol L-1, for FEN, CLO and NAF, respectively. The proposed methods were used for determination of these compounds in pharmaceutical samples. The obtained results were statistically similar to that obtained by HPLC (NAF, FEN and CLO) and atomic spectroscopy (Zn).
No presente trabalho investigou-se a potencialidade do sistema de análise por injeção em batelada com detecção por voltametria de onda quadrada (BIA-SWV) para determinação simultânea de Zn e nafazolina (NAF) e do sistema análise por injeção em batelada com detecção por amperometria de múltiplos pulsos (BIA-MPA) para determinação simultânea de NAF e feniramina (FEN) ou NAF e clorfeniramina (CLO). Em ambos os métodos, diamante dopado com boro (BDD) foi usado como eletrodo de trabalho. Para determinação simultânea de Zn e NAF empregando BIA-SWV, as seguintes condições foram otimizadas: eletrólito de suporte: tampão acetato 0,05 mol L-1 (pH = 4,7), volume de injeção: 100 μL, tempo de deposição (Zn): 5 s, potencial de deposição (Zn): -1,5 V, : 100 s-1, a: 60 mV, ΔEs: 6 mV. Nestas condições, o método apresentou faixa linear de resposta entre 10 e 60 μmol L-1 para Zn (r = 0,992) e entre 3,0 e 21 μmol L-1 para NAF (r = 0,999), frequência analítica de 70 injeções h-1 e limites de detecção de 0,126 μmol L-1e 0,04 μmol L-1 para Zn e NAF, respectivamente. No estudo de repetibilidade (n = 20), os DPRs foram calculados 0,98% e 0,97% para Zn e NAF, respectivamente. A determinação simultânea de NAF e FEN ou NAF e CLO por BIA-MPA foi realizada através da aplicação de dois pulsos de potenciais em função do tempo ao eletrodo de BDD usando tampão BR 0,12 mol L-1 (pH = 10) como eletrólito suporte. Em +1,1 V/50 ms, FEN ou CLO foram oxidadas livre da interferência de NAF. Em +1,3 V/50ms, ambos os compostos (NAF + FEN ou NAF + CLO) foram oxidados. A corrente proveniente da oxidação da NAF foi obtida pela subtração entre as correntes detectadas em ambos os pulsos de potenciais com auxílio de um fator de correção (FC). O método proposto apresentou boa estabilidade (DPR = 1,7 e 3,95% para FEN e NAF; 2,1 e 3,6% para CLO e NAF, respectivamente; n=20), alta frequência analítica (110 injeções h-1), faixa linear de resposta entre 16 e 100 μmol L-1 para FEN e CLO (r > 0,996) e entre 2 e 15 μmol L-1 para NAF (r > 0,997). Os limites de detecção foram de 0,367, 0,361 e 0,148 μmol L-1 para FEN, CLO e NAF, respectivamente. Os métodos propostos foram usados na determinação destes compostos em formulações farmacêuticas. Os resultados obtidos com os métodos propostos foram estatisticamente similares aos obtidos por HPLC (NAF, FEN e CLO) ou absorção atômica (Zn).
Mestre em Química

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A importância e a necessidade do uso de protetores solares, também denominados fotoprotetores, nos últimos anos, é uma realidade inquestionável, visto que protegem a pele contra a radiação ultravioleta. A resolução RDC nº 47 de março de 2006 da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA) determina quais tipos de filtros podem ser usados em produtos de higiene pessoal, cosméticos e perfumes, bem como sua concentração máxima permitida (10 % para benzofenona-3 - BZ-3, 4 % para 4-metilbenzilideno cânfora – MBC e 10 % para 4-metoxicinamato-2-etilhexila – OMC). Portanto, o presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um método eletroanalítico utilizando eletrodos modificados e voltametria de onda quadrada para quantificar BZ-3, MBC e OMC em amostras de protetor solar. Foram otimizadas a composição do eletrólito, eletrodo de trabalho e a técnica voltamétrica aplicada. O sistema eletroquímico consistiu em uma célula com três eletrodos: trabalho – eletrodo de ouro modificado com filme de mercúrio, referência – Ag/AgCl(sat) e auxiliar - platina, como eletrólito foi usado 4,0 mL de Tampão Britton Robinson 0,04 mol.L-1 (pH = 4,0), 1,0 mL de Metanol (grau HPLC) e 5,50 x 10-4 mol.L-1 de brometo de cetiltrimetilamônio. As medidas eletroquímicas foram realizadas por voltametria de onda quadrada, sendo o sistema eletroquímico submetido a purga com argônio por 12 minutos antes das análises. Os limites de detecção (LD) e quantificação (LQ) foram 0,47 mg.L-1 e 1,56 mg.L-1 para BZ-3, 0,77 mg.L-1 e 2,58 mg.L-1 para MBC e 0,78 mg.L-1 e 2,59 mg.L-1 para OMC. O método mostrou valores de recuperação entre 83,3 a 98,1 %. Foram encontrados valores de concentração para BZ-3 de 3,49 % m/m (728 mg.L-1), para MBC de 0,56 % m/m (113 mg.L-1) e para OMC 0,99 % m/m (208 mg.L-1). As amostras de protetor solar foram avaliadas por cromatografia líquida de alta eficiência, como método de referência, demostrando uma boa correlação entre os resultados. Desta forma, todos os valores estão abaixo do permitido pela ANVISA.
In the last few years, the importance and necessity of the use of sunscreen protectors, also denominated photoprotectors, is an unquestionable reality, since they protect the skin against the ultraviolet radiation. The resolution RDC n. 47 of March, 2006 of National Sanitary Vigilance Agency (ANVISA) determines which kinds of filters can be used in personal hygiene products, cosmetics and perfumes, as well as their maximal allowed concentration (10% benzophenone-3 – BZ-3, 4% to camphor 4-metylbenzilidene – MBC and 10% to 2-ethylhexyl-4-methoxycinnamate – OMC). Therefore, the present work has as objective the development of an electroanalytical method utilizing modified electrodes and square wave voltammetry to quantify BZ-3, MBC and OMC in sunscreen protector samples. The electrode composition, work electrode and voltammetric technique were optimized. The electrochemical system consisted of a cell with three electrodes: work – gold electrode modified with mercury film, reference – Ag/AgCl(sat) and auxiliary – platinum, using as electrolyte 4.0 mL of Britton Robinson Buffer 0.04 mol.L-1 (pH = 4.0), 1.0 mL of methanol (HPLC degree) and 5.50 x 10-4 mol.L-1 of cetyltrimethylammonium bromide. The electrochemical measurements were realized by square wave voltammetry, being the electrochemical system under an argon purge for 12 minutes before the analyses. The detection (LD) and quantification (LQ) limits were 0.47 mg.L-1 and 1.56 mg.L-1 to BZ-3, 0.77 mg.L-1 and 2.58 mg.L-1 to MBC and 0.78 mg.L-1 and 2.59 mg.L-1 to OMC. The method showed recovery values between 83.3 and 98.1%. Concentration values found were 3.49% m/m (728 mg.L-1) to BZ-3, 0.56% m/m (113 mg.L-1) to MBC and 0.99% m/m (208 mg.L-1) to OMC. The sunscreen protector samples were evaluated by high performance liquid chromatography, as the reference method, demonstrating a good correlation between the results. In this way, all the values are below of that allowed by ANVISA.

Series voltage compensators (SVC) have become the main solution to protect electrical loads against voltage sags in recently years. Researchers have developed new technologies that aimed the reduction of the SVC size, in terms of power and voltage, and also cost. In order to achieve this purpose, some simplifications have been made, such as the absence of series transformer, and energy storage elements. This thesis proposes two simplifications: the remove of the output filter, and the modulation change on the series voltage inverter, from PWM to square-wave. Square-wave series voltage compensator topologies are proposed. Prototypes of the square-wave SVC have been assembled. The square-wave SVC was tested protecting eletronic loads against voltage sags, demonstrating the efiectiveness of the square-wave compensation. There is a comparison between the square-wave SVC and the conventional ones, showing that the square-wave solution has a lower cost. The use of the square-wave SVC to mitigate voltage unbalance is presented
Compensadores série de tensão (CST) têm se tornado, ao longo dos anos, a principal solução para proteção de cargas elétricas ao fenômeno afundamento de tensão. Novas tecnologias foram desenvolvidas procurando reduzir o tamanho deste dipositivo, em termos de potência e tensão, e, consequentemente, custo. Para alcançar tal objetivo algumas simplificações foram realizadas, dentre elas a retirada do transformador série e dos elementos armazenadores de energia. Esta tese propõe mais duas simplificações: retirada do filtro de saída e modulação do inversor de tensão série não mais em alta frequência e sim em onda quadrada. Topologias de compensadores série de tensão que trabalhem em onda quadrada são propostas. Há um estudo comparativo entre o CST em onda quadrada e os CSTs convencionais mostrando ser o CST em onda quadrada uma solução de menor custo. Para a coleta de dados experimentais, foram montados protótipos de CST em onda quadrada. Seus testes foram realizados para proteção de cargas eletrônicas a afundamentos de tensão, demostrando a eficácia da compensação em onda quadrada. A utilização do CST em onda quadrada para mitigação de desequilíbrios de tensão é apresentada

O tributilestanho é uma espécie química que tem demonstrado ser altamente tóxica para organismos vivos. É utilizado em tintas anti-incrustantes, aplicadas sobretudo no revestimento de cascos de embarcações e outras estruturas marinhas com o objectivo de evitar a deposição de organismos vivos. O tributilestanho, tal como os seus derivados, apresenta um comportamento muito complexo, nomeadamente no que respeita à determinação e quantificação através de métodos electroquímicos. Este trabalho apresenta uma nova abordagem, aliando a voltametria de onda quadrada de redissolução anódica a redes neuronais artificiais. Esta técnica, oriunda da Área Científica da Inteligência Artificial, permite analisar os dados obtidos por voltametria de onda quadrada de redissolução anódica e encontrar um padrão comportamental que permite quantificar o tributilestanho em amostras de água salgada recolhidas no porto de Sesimbra. É uma técnica muito rápida de executar, de baixo custo e que apresenta taxas de recuperação consideravelmente elevadas; ABSTRACT:Tributyltin is a chemical species that has proven to be highly toxic to living organisms. It is used in antifouling paints, especially in boat hulls coating and other marine structures in order to prevent the deposition of living organisms. TBT and its derivatives have a very complex behavior, particularly when it comes to the determination and quantification using electrochemical methods. This project presents a new approach, combining the square wave anodic stripping voltammetry with artificial neural networks. This technique, emanating from the Scientific Area of Artificial Intelligence, enables the analysis of the data obtained by square wave anodic stripping voltammetry and helps in finding a pattern that allows the quantification of Tributyltin in the seawater samples collected at the Sesimbra harbor. This is a very fast and low cost technique which presents considerably high recovery rates.

Os aços inoxidáveis possuem uma grande importância tecnológica devido suas excelentes propriedades mecânicas, além de ser capaz de gerar sobre a superfície um filme de óxido protetor que retarda o processo de corrosão. Porém, em determinados projetos, a cor cinza metálica do aço inoxidável não é cor final desejada. Buscando atender a demanda por aços coloridos, foram crescidos filmes óxidos interferentes sobre a superfície do aço inoxidável AISI 204. Através do método eletroquímico, foi aplicada corrente com forma de onda quadrada em solução com H2SO4 5 mol/L e CrO3 2 mol/L. Foi avaliado a influência do tempo de imersão em solução oxidante, a temperatura do sistema e a densidade de corrente aplicada para a coloração no crescimento do óxido. O pós-tratamento por passivação foi utilizado em um grupo de amostras a fim de avaliar sua influência na resistência à corrosão. A suscetibilidade à corrosão das amostras foi avaliada através da espectroscopia eletroquímica em solução NaCl 0,1mol/L e de ensaios acelerados de exposição à névoa salina e câmara de vapor condensado. Utilizou-se a técnica de fotometria para determinar a cor e a luminosidade dos filmes formados. Através dos resultados obtidos, observou-se que as peças produzidas à temperatura de 40°C apresentaram filmes uniformes e cores homogêneas, assim utilizou-se esta temperatura nos demais ensaios. A partir dos ensaios acelerados de corrosão, foi verificado que os filmes de óxidos crescidos sobre o inoxidável mantem a resistência à corrosão em ambiente úmido e ambiente marítimo. Os resultados do ensaio de espectroscopia eletroquímica indicaram que as peças com filme de óxido crescido em sua superfície apresentam resistência à corrosão de mesma ordem de grandeza do aço inoxidável sem este filme. A caracterização da superfície revelou que os filmes de óxidos interferentes são porosos e rugosos. O estudo da composição química mostrou que o processo de coloração produz filmes de óxidos ricos em cromo.
Stainless steels have great technological importance due to their excellent mechanical properties, besides being able to generate on the surface a protective oxide film that retards the corrosion process. However, in certain designs, the metallic gray color of the stainless steel is not desired final color. Seeking to meet the demand for colored steel, oxide film interfering were grown on the surface of stainless steel AISI 204. Through electrochemical method was applied current with square waveform in H2SO4 solution 5 mol/L with CrO3 and 2 mol/L. The influence of the time of immersion in the oxidant solution, the system temperature and current density applied to dye in the growth of the oxide were evaluated. The post treatment of passivation was used in a group of samples in order to evaluate its influence on corrosion resistance. The corrosion susceptibility of the samples was evaluated by electrochemical spectroscopy in a solution of NaCl 0,1 mol/L and accelerated tests of exposure to salt fog and condensed steam chamber utilizing the photometry technique for determining the color and brightness of the formed films. By the results obtained, it was observed that parts produced at a temperature of 40°C had a uniform and homogeneous film color, so that temperature was used in other assays. From the accelerated corrosion tests, it was found that the grown oxide films on stainless maintains corrosion resistance in wet environment and marine environment. The results of the electrochemical spectroscopy indicated that the test pieces with oxide film grown on its surface have corrosion resistance of stainless steel of the same order of magnitude without this film. The characterization of the surface showed that the interfering oxide films are porous and rough. The chemical composition study showed that the coloring process produces oxides films rich of chromium.

Aquesta tesi doctoral se centra en l’estudi teòric i numèric de sistemes fotònics amb retroacció i múltiples línies de retard, en el límit en el que els temps de retard són molt més grans que les escales de temps intrínseques del sistema. Es consideren dos sistemes òptics amb retroacció: i) dos oscilıladors optoelèctronics (OEOs) acoblats mútuament amb retard i ii) un làser de semiconductor amb retard que depèn de l’estat mitjançant el filtrat freqüencial des de dues cavitats amb diferents longituds i freqüències centrals. Tot i que els dos sistemes tenen en comú la presència de múltiples línies de retard, es tracta de dos sistemes ben diferents. En el primer, intevenen en tot moment dos temps de retard. En el segon, en canvi, la llum pren una única línia de retard a cada moment; en aquest sistema, el valor del retard és seleccionat intrínsicament per l’estat del sistema d’entre dos valors diferents mitjançant el filtrat freqüencial de la llum des de dos filtres de diferents freqüències centrals colılocats en dues cavitats de diferent longitud. D’una banda, es modelitzen aquests sistemes i es desenvolupen mètodes analítics per trobar solucions aproximades. Aquests mètodes es podrien emprar per entendre la dinàmica d’altres sistemes amb retard. D’altra banda, es comparen els resultats analítics o experimentals amb simulacions numèriques. La tesi està dividida en quatre parts. Les parts I, II i IV contenen diversos capítols, mentre que la part III està formada per un únic capítol. La part I, Introducció, objectius, eines i resultats anteriors , està dividida en tres capítols: En el Capítol 1, primer s’introdueixen alguns exemples de sistemes en els quals la presència de retards determina les propietats dinàmiques del sistema i en alguns casos origina un comportament complex. A continuació, s’introdueix el problema genèric d’un sistema amb retard i la seva modelització mitjançant equacions diferencials amb retard. S’expliquen dos exemples en detall, incloent la seva modelització amb equacions diferencials amb retard. Més endavant, s’introdueixen les ones quadrades que es poden obtenir amb sistemes d’OEOs i altres sistemes amb retard, i es presenten algunes aplicacions de les solucions tipus ona quadrada obtingudes amb OEOs, com són el control del període o la codificació d’informació. Finalment es resumeixen els objectius de la tesi. En el Capítol 2, es presenten alguns mètodes analítics i numèrics emprats en aquesta tesi, com són el mètode d’estabilitat lineal, l’estudi de l’estabilitat de solucions periòdiques, i algoritmes per integrar numèricament equacions diferencials amb retard. El Capítol 3 està dedicat a l’estudi de la dinàmica de sistemes senzills en els quals els sistemes d’estudi d’aquesta tesi estan basats: un oscilılador optoelectrònic i un làser de semiconductor amb retroacció òptica. En cada cas, es descriu el sistema en detall, s’introdueix la seva modelització mitjançant equacions diferencials amb retard, i es presenten els diferents tipus de dinàmica i possibles aplicacions. La part II està dedicada a la Sincronització en oscil·ladors optoelectrònics mú- tuament acoblats amb retard i conté quatre capítols: En el Capítol 4, es descriu el sistema de dos OEOs mútuament acoblats i amb dos temps de retard diferents, el de la retroacció i el de l’acoblament. Primer s’obtenen les equacions dinàmiques del sistema. A continuació, s’escriuen les equacions dinàmiques de manera adimensional i es troba l’estat estacionari estàtic (punt fix) del sistema. Per acabar, s’introdueix el cas d’OEOs idèntics, se simplifiquen les equacions dinàmiques i es demostra l’existència de solucions periòdiques sincronitzades en fase i en antifase a partir de l’anàlisi d’estabilitat lineal de la solució zero. El Capítol 5 se centra en la generació de solucions periòdiques quadrades mitjançant el sistema de dos OEOs idèntics mútuament acoblats descrit en el capítol 4, en el cas de retroacció negativa, la qual tendeix a reduir l’efecte de les pertorbacions de l’estat estacionari estàtic. Primer s’aplica el mètode d’estabilitat lineal per trobar el període de les solucions oscilılants en funció de la relació entre els dos temps de retard diferents. Es demostra la coexistència de múltiples solucions periòdiques de tipus ona quadrada sincronitzades en fase quan la raó entre el temps de retard intrínsec i el de l’acoblament satisfà una relació racional entre dos nombres senars. De manera similar, múltiples ones quadrades en antifase i amb diferents períodes poden coexistir quan la raó entre el temps de retard intrínsec i el de l’acoblament és un racional senar/parell. A continuació, s’apliquen mètodes assimptòtics per obtenir mapes per a l’amplada de les solucions. Es demostra que les solucions periòdiques quadrades experimenten una ruta al caos del tipus doblament de període. Després s’analitza l’efecte de canviar lleugerament els paràmetres en la forma de les solucions. Finalment, a partir del càlcul precís del període de les solucions, s’observa un fenomen de divisió del període en diferents valors. El Capítol 6 està dedicat a l’aparició de solucions quadrades estables amb el mateix model que en el Capítol 5, però en el cas de retroacció positiva, la qual tendeix a augmentar l’efecte de les pertorbacions de l’estat estacionari estàtic. Les solucions quadrades que apareixen amb retroacció positiva tenen un cicle asimètric i són més flexibles i robustes que les que s’obtenen amb retroacció negativa; en concret, l’asimetria del seu cicle permet que puguin adaptar la seva forma com a resposta a canvis en els valors dels paràmetres. Primer s’aplica l’anàlisi d’estabilitat lineal de l’estat estacionari estàtic per obtenir el període de les ones quadrades de freqüència més gran en funció de la relació entre els dos temps de retard diferents. Es demostra que el sistema té solucions sincronitzades en fase i en antifase, i que múltiples solucions poden coexistir, de manera similar al cas de retroacció negativa. No obstant això, a diferència del cas de retroacció negativa, aquí les solucions en antifase sempre coexisteixen amb solucions en fase amb diferents períodes. A més, aquest sistema té solucions periòdiques de freqüència més baixa, sincronitzades en fase i que coexisteixen amb les ones quadrades de freqüència alta per als mateixos valors dels paràmetres. A continuació, s’aplica un mètode assimptòtic per caracteritzar l’amplitud i la forma de les ones quadrades. Es demostra que el cicle de les solucions quadrades generades amb retroacció positiva es pot controlar canviant el voltatge constant aplicat als OEOs, sense que canviï el període. També s’analitza l’efecte de canviar lleugerament els valors dels paràmetres en la forma de les solucions. Es demostra que les ones quadrades generades amb retroacció positiva són més robustes a canvis en els valors dels paràmetres. Finalment, a partir del càlcul precís del període de les solucions, s’observa un fenomen de divisió del període en diferents valors. En el Capítol 7, s’estudia el cas de dos oscilıladors no-idèntics, incloent les possibilitats de retroacció negativa, positiva i mixta. Es demostra que aquest sistema pot generar múltiples solucions de tipus ona quadrada, amb diferents tipus de sincronització (en fase, en antifase i a un quart del període) depenent del signe de la retroacció de cada oscilılador. Les ones quadrades amb sincronització a un quart del període apareixen principalment quan la retroacció és negativa per a un oscilılador i positiva per a l’altre. Finalment, s’analitza la robustesa de les solucions sincronitzades a un quart del període a petits canvis en els valors dels paràmetres. La part III se centra en el tema Sistemes fotònics amb retards que depenen de l'estat i està formada per un capítol: En el Capítol 8, es considera un sistema de làser de semiconductor amb filtrat freqüencial des de dues cavitats de longituds i freqüències centrals diferents, com a model per a estudiar la dinàmica d’un sistema amb retard que depèn de l’estat. Primer s’introdueix el disseny experimental, que està basat en un làser de semiconductor i dos filtres de Bragg amb diferents freqüències centrals colılocats en dues cavitats de diferents longituds, i per tant associats a dos temps de retard diferents. Es demostra que la dinàmica d’aquest sistema es caracteritza per salts erràtics entre els dos valors del temps de retard. A continuació, s’introdueix un model teòric amb filtrat lorentzià des de dues cavitats diferents. Es calculen les solucions estacionàries i s’analitza la dinàmica erràtica amb retard que depèn de l’estat per a diferents valors dels paràmetres. Es demostra que els resultats numèrics en el règim erràtic coincideixen qualitativament amb els experiments. També es demostra que aquest sistema té solucions més regulars, similars a les ones quadrades periòdiques, amb retard que depèn de l’estat. Finalment, s’analitza l’estadística dels temps de residència durant els quals el retard pren un valor constant. La part IV, Resum i perspectives de treball, conté dos capítols de conclusions: el Capítol 9, corresponent a la part dels OEOs; i el Capítol 10, referit a la part dels retards depenents de l’estat. En aquests capítols es resumeixen els principals resultats obtinguts i es proposen algunes perspectives per a futures investigacions.
Esta tesis doctoral se centra en el estudio teórico y numérico de sistemas fotónicos con realimentación y múltiples líneas de retardo, en el límite en el que los tiempos de retardo son mucho más grandes que las escalas de tiempo intrínsecas del sistema. Se consideran dos sistemas ópticos con realimentación: i) dos osciladores optoelectrónicos (OEOs) mutuamente acoplados con retardo y ii) un láser de semiconductor con retardo dependiente del estado mediante el filtrado frecuencial desde dos cavidades con diferentes longitudes y frecuencias centrales. Aunque estos dos sistemas tienen en común la presencia de múltiples líneas de retardo, se trata de dos sistemas bastante diferentes. En el primero en todo momento intervienen dos tiempos de retardo. En el segundo, en cambio, la luz toma una única línea de retardo en cada momento; en este sistema, el valor del retardo es seleccionado intrínsicamente por el estado del sistema entre dos valores diferentes mediante el filtrado frecuencial de la luz desde dos filtros con diferentes frecuencias centrales colocados en dos cavidades de diferente longitud. Por un lado, se modelizan estos sistemas y se desarrollan métodos analíticos para encontrar soluciones aproximadas. Estos métodos podrían utilizarse para comprender la dinámica de otros sistemas con retardo. Por otro lado, se contrastan los resultados analíticos o experimentales con simulaciones numéricas. La tesis está dividida en cuatro partes. Las partes I, II y IV contienen varios capítulos, mientras que la parte III está formada por un solo capítulo. La parte I, Introducción, objectivos, herramientas y resultados anteriores , está dividida en tres capítulos: En el Capítulo 1, primero se introducen algunos ejemplos de sistemas en los cuales la presencia de retardos determina las propiedades dinámicas del sistema, en algunos casos dando lugar a comportamiento complejo. A continuación se presenta el problema general de un sistema con retardo y su modelización con ecuaciones diferenciales con retardo. Se explican dos ejemplos en detalle, incluyendo su modelización con ecuaciones diferenciales con retardo. Luego se introduce el régimen dinámico de oscilación periódica de tipo onda cuadrada que se puede obtener con OEOs y otros sistemas con retardo, y se resaltan algunas aplicaciones de estas ondas cuadradas, como el control del período y la codificación de información. El capítulo termina con un resumen de los objetivos de la tesis. En el Capítulo 2, se introducen algunos métodos numéricos y teóricos usados en esta tesis, como el análisis de estabilidad lineal, métodos y herramientas para el estudio de la estabilidad de soluciones periódicas, y algoritmos para integrar numéricamente las ecuaciones diferenciales con retardo. El Capítulo 3 está dedicado al estudio de la dinámica de sistemas sencillos en los que se basan los sistemas estudiados en esta tesis: un único OEO y un láser de semiconductor con realimentación óptica. En cada caso, se describe en detalle el sistema, se introduce su modelización con ecuaciones diferenciales con retardo, y se presentan sus diferentes regímenes dinámicos y posibles aplicaciones. La parte II está dedicada a la Sincronización en osciladores optoelectrónicos mutuamente acoplados con retardo y contiene cuatro capítulos: En el Capítulo 4, se describe el sistema de dos OEOs mutuamente acoplados y con dos tiempos de retardo diferentes, el de la propia realimentación y el del acoplamiento. Primero se derivan las ecuaciones dinámicas del sistema. A continuación se escriben las ecuaciones dinámicas en forma adimensional y se calcula la solución estacionaria estática (punto fijo) del sistema. Finalmente se introduce el caso de OEOs idénticos, se simplifican las ecuaciones dinámicas y se demuestra que el análisis de estabilidad lineal de la solución cero da lugar a soluciones periódicas sincronizadas en fase y en antifase. El Capítulo 5 se centra en la generación de pulsos simétricos de onda cuadrada mediante el sistema de dos OEOs idénticos mutuamente acoplados con retardo descrito en el capítulo 4, en el caso de realimentacion negativa, la cual tiende a reducir el efecto de las perturbaciones del estado etacionario estático. Primero se aplica el método de estabilidad lineal para obtener el período de las soluciones oscilatorias en función de la relación entre los dos tiempos de retardo diferentes. Se demuestra que múltiples soluciones periódicas de tipo onda cuadrada en fase coexisten cuando la razón entre el tiempo de retardo intrínseco y el del acoplamiento satisface una relación racional entre dos números impares. De manera similar, múltiples ondas cuadradas en antifase con diferentes períodos pueden coexistir cuando la razón entre el tiempo de retardo intrínseco y el del acoplamiento es un racional impar/- par. A continuación, se aplican métodos asintóticos para obtener mapas para la amplitud de las soluciones. Se demuestra que las ondas cuadradas periódicas experimentan una ruta al caos del tipo doblamiento de período. Después se analiza el efecto de cambiar ligeramente los valores de los parámetros en la forma de las soluciones. Finalmente, a partir del cálculo preciso del período de las soluciones, se observa un fenómeno de división del período en diferentes valores. El Capítulo 6 está dedicado a la aparición de pulsos de onda cuadrada estables con el mismo modelo que en el Capítulo 5 pero en el caso de realimentación positiva, la cual tiende a aumentar el efecto de las perturbaciones del estado etacionario estático. Las ondas cuadradas que surgen con realimentación positiva tienen un ciclo asimétrico y son más flexibles y robustas que las obtenidas con realimentación negativa; en particular, la asimetría de su ciclo les permite adaptar su forma en respuesta a cambios en los valores de los parámetros en vez de experimentar un doblamiento de período. Primero se aplica el análisis de estabilidad lineal del estado estacionario estático para obtener el período de las ondas cuadradas de mayor frecuencia en función de la relación entre los dos tiempos de retardo diferentes. Se demuestra que el sistema tiene soluciones sincronizadas en fase y en antifase, y que múltiples soluciones pueden coexistir, de manera similar al caso de realimentación negativa. Sin embargo, a diferencia del caso de realimentación negativa, aquí las soluciones en antifase siempre coexisten con soluciones en fase con diferentes períodos. Además, este sistema tiene soluciones periódicas de menor frecuencia, sincronizadas en fase y coexistiendo con las soluciones cuadradas rápidas para los mismos valores de los parámetros. A continuación se aplica un método asintótico para determinar la amplitud y forma de las ondas cuadradas. Se demuestra que el ciclo de las ondas cuadradas generadas con realimentación positiva se puede controlar cambiando el voltaje constante aplicado a los OEOs, manteniendo el período constante. También se analiza el efecto de variar ligeramente los valores de los parámetros en la forma de las soluciones. Se demuestra que las ondas cuadradas generadas con realimentación positiva son más robustas frente a cambios en los valores de los parámetros que las obtenidas con realimentación negativa. Finalmente, a partir del cálculo preciso del período de las soluciones, se demuestra que el período de las soluciones se divide en diferentes valores. En el Capítulo 7, se considera el caso de OEOs no idénticos, incluyendo las posibilidades de realimentación negativa, positiva y mixta. Se demuestra que este sistema puede generar múltiples ondas cuadradas, con diferentes tipos de sincronización (en fase, en antifase y a un cuarto del período) dependiendo del signo de la realimentación de cada oscilador. Las ondas cuadradas con sincronización a un cuarto del período aparecen principalmente cuando la realimentación es negativa para un oscilador y positiva para el otro. Finalmente se analiza la robustez de las soluciones sincronizadas a un cuarto del período frente a pequeños cambios en los valores de los parámetros. La parte III se centra en el tema Sistemas fotónicos con retardos que dependen del estado y está formada per un único capítulo: En el Capítulo 8, se considera un sistema de láser de semiconductor con filtrado frecuencial desde dos cavidades de longitudes y frecuencias centrales diferentes, como prototípico para estudiar la dinámica de un sistema con retardo que depende del estado. Primero se introduce el diseño experimental, basado en un láser de semiconductor con realimentación filtrada desde dos filtros de Bragg con diferentes frecuencias centrales y situados en dos cavidades de diferetes longitudes, y por lo tanto asociados a diferentes tiempos de retardo. Se demuestra que la dinámica de este sistema se caracteriza por saltos erráticos entre los dos valores del tiempo de retardo. A continuación se introduce un modelo teórico con filtrado lorenciano desde dos cavidades diferentes. Se calculan las soluciones estacionarias y se analiza la dinámica errática con retardo que depende del estado para diferentes valores de los parámetros. Se demuestra que los resultados numéricos en el régimen errático concuerdan de forma cualitativa con los resultados experimentales. También se demuestra que este sistema tiene soluciones más regulares, similares a las ondas cuadradas, con retardo dependiente del estado. Finalmente se analiza la estadística de los tiempos de residencia durante los que el retardo toma un valor constante. La parte IV, Resumen y perspectivas de trabajo , contiene dos capítulos de conclusiones: el Capítulo 9, correspondiente a la parte de los OEOs; y el Capítulo 10, referido a la parte de sistemas fotónicos con retardos dependientes del estado. En estos capítulos, se resumen los principales resultados obtenidos y se proponen algunas perspectivas de trabajo para futuras investigaciones.
This PhD thesis focuses on the theoretical and numerical study of photonic systems with feedback from multiple delay lines, in the limit in which the delay times are much longer than the intrinsic time scales of the system. Two optical systems with feedback are considered: i) two mutually delay-coupled optoelectronic oscillators (OEOs) and ii) a semiconductor laser with a delay time that depends on the state of the system via the filtered feedback from two cavities with different length and central frequency. Although these two systems have in common the presence of multiple delay lines, they are indeed quite different. In the former, two different delay times take part at any time. In the latter, in contrast, light takes a single delay line at any time; in this system, the delay time value is intrinsically selected among two different values by the state of the system since the frequency of light is selectively filtered by using two filters of different central frequencies placed in two cavities of different lengths. On the one hand, these systems are modelled and analytical methods are developed to find approximate solutions. These methods could be used to understand the dynamics of other systems with delay. On the other hand, extensive numerical simulations are compared to analytical or experimental results. The thesis is divided into four parts. Parts I, II and IV contain several chapters, whereas part III has a single chapter. Part I, Introduction, objectives, tools and previous results , is divided in three chapters: In Chapter 1, some examples of systems in which the presence of delays determines the dynamical properties of the system, often giving rise to complex behavior, are first introduced. After that, the generic problem of a system with delay and its modelling with delay differential equations is presented. Two examples are explained in detail, including their modelling with delay differential equations. Then, the square-wave periodic regime that can be obtained with OEOs and other systems with delay is introduced, and some applications of the square-wave regime are highlighted, such as the control of the period and information encoding. The chapter ends with a summary of the objectives of the thesis. Chapter 2 introduces some analytical and numerical methods and tools used in this thesis, such as the linear stability analysis, methods and tools for the study of the stability of periodic solutions, and algorithms to integrate numerically delay differential equations. Chapter 3 is devoted to the study of the dynamics of simple systems in which the systems studied in this thesis are based: a single OEO and a semiconductor laser with optical feedback. In each case, the system is described in detail, its modelling with delay-defferential equations is introduced, and its different dynamical regimes and possible applications are presented. Part II is devoted to the Synchronization in mutually delay-coupled optoelec- tronic oscillators and contains four chapters: Chapter 4 describes the system of two mutually delay-coupled OEOs with two different delay times, the self-feedback delay time and the coupling delay time. First, the dynamical equations of the system are derived. After that, the equations are writen in non-dimensional form and the steady state (fixed point) of the system is found. Finally, the case of identical OEOs is introduced, the dynamical equations are simplified and it is shown that the linear stability analysis of the zero solution gives rise to periodic solutions synchronized in phase and out of phase. Chapter 5 focuses on the generation of symmetric square-wave pulses by the system of two identical mutually delay-coupled OEOs described in Chapter 4, in the case of negative feedback, which tends to reduce the effect of the perturbations of the steady state solution. First, linear stability analysis is applied to obtain the period of the solutions as a function of the ratio between the two different delay times. It is shown that multiple in-phase square waves with different periods can coexist when the ratio between the self-feedback and the cross-feedback delay times satisfies a rational relationship involving two odd numbers. Similarly, multiple outof- phase square waves with different periodicity can coexist when the ratio between the self- and the cross-delay times is an odd/even rational. After that, asymptotic methods are applied to obtain maps for the amplitude of the solutions. It is found that the symmetric square-wave periodic solutions undergo a period doubling route to chaos. Then, the effect of the parameter mismatch in the form of the solutions is analyzed. Finally, a splitting of the period in different values is demonstrated by performing a precise calculation of the period of the solutions. Chapter 6 is devoted to the emergence of stable square-wave pulses with the system described in Chapter 4 in the case of positive feedback, which tends to amplify the effect of the perturbations of the steady state solution. The square waves arising with positive feedback have an asymmetric duty cycle and turn out to be more flexible and robust than those obtained with negative feedback; in particular, the asymmetry of their duty cycle allows them to adapt their shape in response to changes in the parameter values instead of undergoing a period doubling. First, the linear stability analysis of the steady state is applied to obtain the period of the oscillatory solutions as a function of the two different delay times. It is shown that the system has stable in- and out-of-phase synchronized solutions, and that several solutions can coexist, similarly to the case of negative feedback. Nevertheless, in contrast to the negative feedback case, here out-of-phase solutions always coexist with in-phase solutions with different periods. Furthermore, this system has limit cycles of lower frequency, synchronized in phase and coexisting with the aforementioned fast square waves for the same values of the parameters. After that, an asymptotic method is applied to determine the amplitude and the shape of the square waves. It is shown that the duty cycle of the square waves generated with positive feedback can be tuned with the constant voltage applied to the OEOs, while the total period remains constant. The effect of the parameter mismatch on the form of the solutions is also analyzed. It is found that the square waves generated with positive feedback are more robust to parameter mismatch than those obtained with negative feedback. Finally, a splitting of the period in different values is demonstrated by performing a precise calculation of the period of the solutions. Chapter 7 addresses the case of two non-identical OEOs, including the possibilities of negative, positive, and mixed feedback. It is shown that this system can generate multiple square-wave solutions, with different kinds of synchronization (in-phase, out-of-phase, or at a quarter of the period) depending on the sign of the feedback on each oscillator. The square waves with synchronization at a quarter of the period mainly appear when the feedback is negative for one oscillator and positive for the other one. Finally, the robustness of the solutions synchronized at a quarter of the period to parameter mismatch is analyzed. Part III focuses on the topic Photonic systems with state-dependent delays and contains a single chapter: In Chapter 8, a semiconductor laser system with frequency filtering from two cavities of different lengths and central frequencies is considered as prototypical to study the dynamics of a system with state-dependent delay. First, the experimental setup is presented. It is based on a semiconductor laser with filtered feedback from two Bragg filters of different central frequencies placed in two cavities of different lengths, and thus associated to different delay times, experiencing erratic jumps between the two delay-time values. Then, a theoretical model with lorentzian filtering from different cavities is introduced. The stationary solutions are calculated and the erratic dynamics with state-dependent delay is analyzed for different parameter values. It is shown that numerical results in the erratic regime are in qualitative agreement with the experiments. It is also shown that this system has more regular solutions, similar to the square waves, with state-dependent delay. Finally, the switching statistics is analyzed from the residence times during which the delay time remains constant. Part IV, Summary and future work , contains two concluding chapters: Chapter 9, corresponding to the part of OEOs; and Chapter 10, associated to the part of photonic systems with state-dependent delays. In these chapters, the main results are summarized and some perspectives of future work are proposed.

A cortiça é uma matéria-prima natural com grande importância para a indústria portuguesa. Os grandes aspetos que tornam este material tão atrativo são não só, o facto de este ser renovável e sustentável, mas também devido à sua estrutura alveolar que lhe atribuem caraterísticas únicas, como a sua leveza. Grande parte da cortiça produzida pela indústria destina-se ao fabrico de vedantes para produtos vinícolas, tendo nos últimos anos vindo a perder popularidade, devido a problemas de contaminação. A situação mais comum e que causa maior prejuízo é o denominado de “gosto a rolha”, estando extremamente associado ao composto 2,4,6-tricloroanisol, mais conhecido por TCA. O TCA é um metabolito fúngico com odor a mofo que se forma através da biometilação do 2,4,6-triclorofenol (TCP). Este haloanisol é quimicamente estável e não se degrada significativamente no tempo, sendo o seu limite sensorial na ordem dos 1,4-4,6 ppt. Assim, torna-se de extrema importância conhecer e saber detetar haloanisóis, mais concretamente o TCA. Diversas técnicas têm vindo a ser desenvolvidas nos últimos anos, sendo a mais utilizada a cromatografia gasosa com deteção por espectrometria de massa. Embora esta técnica consiga detetar TCA em concentrações bastante baixas, abarca várias desvantagens como a utilização de equipamento dispendioso e não portátil, a necessidade de pessoal técnico qualificado ou o elevado tempo na obtenção de resultados. Estas desvantagens, levaram à colocação da hipótese da voltametria como técnica de análise do TCA, pois permite a análise em pouco minutos, in-situ e de uma forma simples sem recorrer a grandes quantidades de solventes. Este trabalho teve como objetivo validar um método de voltametria de onda quadrada para analisar TCA na água de cozedura da cortiça. Durante a determinação da curva de calibração obtiveram-se coeficientes de correlação satisfatórios (entre 79% e 94%). Os valores dos LD’s e LQ’s rondaram os 1,6x10-5 ppt e 4,7x10-5 ppt, respetivamente. Contudo, os resultados obtidos nos estudos de precisão e de exatidão do método indicam que esses valores não devem ser considerados. Durante o trabalho de validação foram-se analisando alguns parâmetros que poderiam interferir nas análises ou que se poderiam otimizar. Dentro de vários aspetos, a limpeza dos elétrodos e a temperatura da solução foram os que mostraram maior importância e que deveriam ser controlados. Assim, pode-se concluir que a técnica de voltametria de onda quadrada não é a melhor técnica para a determinação de TCA na água de cozedura na forma como o método foi desenvolvido, apesar de segundo a bibliografia ser uma técnica bastante sensível (Souza, et al., 2002).

Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Os compostos fenólicos estão entre os químicos a que os humanos mais estão expostos. Atividades domésticas, industriais, naturais e a agricultura facilitam a entrada dos compostos fenólicos no ambiente aquático. Métodos como a cromatrografia gasosa com detectores de captura eletrônica, ionização de chama e espectroscopia de massa são utilizados para identificação e quantificação de alguns compostos fenólicos em amostras ambientais e biológicas. Embora essas técnicas apresentem alta precisão e exatidão, requerem aparatos onerosos, exigem técnicos especializados, consomem muito tempo de preparação da amostra, além de exigirem constante manutenção. Neste âmbito, as técnicas de voltametria cíclica e de onda quadrada são adequadas para desenvolver metodologias rápidas, por aplicação de elétrodos que permitam a quantificação destas substâncias, tendo como base reações de oxidação-redução. Por isso, o objetivo geral deste trabalho foi avaliar o desempenho de elétrodos compósitos de carbono (com base em resina epoxílica e grafite) construídos com ou sem aditivos (Al2O3 ou Ag), na análise de 4-clorofenol, fenol e 4-nitrofenol e comparar as suas capacidades analíticas com um elétrodo comercial de carbono vítreo. Verificou-se por voltametria cíclica que todos os elétrodos compósitos e o de carbono vítreo funcionam corretamente, na análise de uma solução redox reversível, tendo-se obtido razão entre intensidades de pico catódica e anódica próximas da unidade para todos os elétrodos. De forma geral, os elétrodos permitiram medir concentrações inferiores a 1x10-5 mol/L para o 4-clorofenol e 4-nitrofenol e de 2x10-4 mol/L para o fenol, confirmadas através de calibrações individuais, cujos modelos de calibração apresentaram coeficientes de correlação superiores a 0,99 para todos os elétrodos testados. Para alguns dos elétrodos foi possível a medição de concentrações de 4-clorofenol ou 4-nitrofenol com níveis inferiores ou iguais a 5x10-8 mol/L. Nos ensaios efetuados com soluções de mistura dos três compostos fenólicos, verificou-se que os elétrodos testados permitiram a análise de concentração total dos compostos fenólicos e de 2 compostos fenólicos (4-clorofenol e fenol), obtendo-se relações lineares entre as concentrações previstas para o modelo e as experimentais com declives próximos da unidade (com valores de ordenada na origem não significativos) e coeficientes de determinação superiores a 0,991. Também se obtiveram modelos de previsão aceitáveis para a quantificação de cada composto fenólico isolado, predominando os dos compostos 4-clorofenol e 4-nitrofenol, mas não para todos elétrodos usados. Considerando o objetivo de aplicar estes elétrodos na análise de águas naturais, verificou-se que a matriz de água de furo e rio não alterava de forma acentuada o sinal voltamétrico quando comparado com o voltamograma obtido para a solução branco, com exceção da água do mar. Os resultados obtidos mostraram que o elétrodo com melhor comportamento analítico para a análise voltamétrica das diferentes águas naturais é o elétrodo compósito C, considerando as sensibilidades em relação aos compostos fenólicos testados.
Phenolic compounds are among the chemicals that most humans are exposed to. Domestic, industrial, natural and agricultural activities facilitate the entry of phenolic compounds into the aquatic environment. Methods such as gas chromatography with electron capture, flame ionization and mass spectroscopy detectors are used to identify and quantify some phenolic compounds in environmental and biological samples. Although these techniques are highly accurate, they require expensive apparatus, specialized technicians, consume a lot of sample preparation time, and require constant maintenance. In this context, the techniques of cyclic voltammetry and square wave voltammetry are adequate to develop fast methodologies, by the application of electrodes that allow the quantification of these substances, based on oxidation-reduction reactions. Hence, the objective of this work was to evaluate the performance of carbon composite electrodes (based on epoxy resin and graphite) constructed with or without additives (Al2O3 or Ag), in the analysis of 4-chlorophenol, phenol and 4-nitrophenol and compare their analytical capabilities with a commercial carbon glass electrode. It was verified, by cyclic voltammetry, that all the composite and vitreous carbon electrodes work correctly, in the analysis of a reversible redox solution, obtaining a ratio between cathodic and anode peak intensities close to the unit for all the electrodes. In general, the electrodes were able to measure concentrations lower than 1x10-5 mol/L for 4-chlorophenol and 4-nitrophenol and 2x10-4 mol/L for phenol, confirmed by individual calibrations, whose calibration models presented correlation coefficients higher than 0.99 for all electrodes tested. For some of the electrodes it was possible to measure 4-chlorophenol or 4-nitrophenol with concentrations levels lower than or equal to 5x10-8 mol/L. In the tests carried out with solutions of three phenolic compounds mixed, it was verified that the tested electrodes allowed the analysis of total concentration of the phenolic compounds and of 2 phenolic compounds (4-chlorophenol and phenol), obtaining linear relations between the predicted concentrations for the model and the experimental ones with slopes close to the unit (with non-significant intercepts values) and determination coefficients higher than 0.991. Also, acceptable prediction models were obtained for the quantification of each phenolic compound isolated, predominating those of the 4-chlorophenol or 4-nitrophenol compounds, but not for all electrodes used. Considering the objective of applying these electrodes in the analysis of natural waters, it was verified that the matrix of potable water and river water did not change markedly the voltammetric signal compared to the voltammogram obtained for the blanc solution, except for sea water. The results showed that the electrode with the best analytical behavior for the voltammetric analysis of the different natural waters is the carbon composite electrode, considering the sensitivities in relation to the phenolic compounds tested.

Mestrado em Engehnaria do Ambiente - Instituto Superior de Agronomia
Este trabalho tem como objectivo o desenvolvimento e optimização dum sensor “amigo do ambiente” para monitorização de crómio em matrizes ambientais. A detecção de vestígios de crómio em meio aquoso, e estudos de especiação, foram levados a cabo por voltametria adsortiva de redissolução catódica de onda quadrada com eléctrodo rotativo de filme de bismuto. A especiação tem particular interesse, visto que as duas formas de crómio, Cr(VI) e Cr(III), têm diferentes toxicidades. Permite determinar o impacto ecológico do crómio no ambiente. Após o estabelecimento das melhores condições para deposição do filme de bismuto, procedeu-se à optimização dos vários parâmetros experimentais para obtenção do sinal electroquímico do Cr(III) e do Cr(VI). Realizaram-se estudos sobre a reprodutibilidade do filme de bismuto e o tempo de contacto entre crómio e DTPA, agente complexante usado. Calibrou-se o eléctrodo para duas gamas de concentração de ordem nanomolar de Cr(VI) e estimaram-se os limites de detecção (LOD) e de quantificação (LOQ). Investigou-se a interferência de espécies surfactantes e metálicas. A metodologia proposta foi aplicada à determinação de Cr(VI), Cr(III) e Crtotal em amostras de água recolhidas junto à foz do rio Tejo, e num produto resultante da compostagem da fracção orgânica de resíduos sólidos urbanos indiferenciados. - ABSTRACT - The aim of the present work is the development and optimization of an environmental-friendly electrochemical sensor for the monitorization of chromium in environmental samples. This study focused on the detection and speciation of trace chromium in acetate medium, pH 6.0, by square wave adsorptive cathodic stripping voltammetry (SWAdCSV) at a rotating-disc bismuth film electrode (BFE) deposited ex situ onto a glassy carbon electrode. DTPA was used as the complexing agent and nitrate ions as a catalytic agent. The speciation of chromium is of particular interest because the two main forms usually present in the environment, Cr(VI) e Cr(III), have different toxicities. It can also determine its ecological impact and its environmental mobility and transport behaviour. After choosing the best conditions for the deposition of the bismuth film onto the glassy carbon substrate, we proceeded to the optimization of various experimental parameters that could affect the stripping performance of Cr(III) and Cr(VI). The influence of DTPA concentration, potassium nitrate concentration, accumulation potential, accumulation time, electrode rotation speed and equilibrium time was studied. Also the effect of the square wave parameters - amplitude, frequency and potential step – on the voltammetric signal of C(III) and (VI) was investigated. Studies for the reproducibility of the bismuth film electrode and the contact time between the complexing agent and chromium were made. Under the selected optimized conditions, two linear calibration plots were obtained in the nanomolar concentration range; the resulting detection limit (LOD) and quantification limit (LOQ) were 0,336 and 1,12 nmol L-1, for the range of 1 to 9 nmol L-1, 0,312 and 1,00 nmol L-1, for the range of 10 to 90 nmol L-1, respectively. The effect of a typical non-ionic surfactant, Triton X-100, and several metal ions, that could potentially interfere with the chromium determination, was considered. Finally, the proposed methodology was successfully applied to the determination of Cr(VI), Cr(III) and Crtotal in real samples. Water samples that were collected from river Tagus in Algés and a compost produced from the organic fraction of solid urban waste were analysed. The bismuth film electrode appears to be a promising tool for electroanalytical purposes in comparison to commonly used mercury electrodes, ensuring the use of a clean methodology for the monitorization of chemical species in environmental matrices.

Tese de mestrado, Química, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2019
O cianeto que é um agente poluente de ação tóxica e rápida, presente no meio ambiente devido à sua vasta utilização na indústria química. Os biossensores de inibição podem ser implementados para a quantificação deste composto em águas e alimentos. Assim, neste trabalho foi realizado um estudo preliminar para o desenvolvimento de um novo biossensor enzimático para cianetos, recorrendo a técnicas eletroquímicas, nomeadamente a voltametria cíclica (CV) e a voltametria de onda quadrada (SWV). Este biossensor baseia-se na inibição da enzima multihémica, redutase do nitrito (ccNiR) imobilizada na superfície de minas de grafite comercial, permitindo obter um sistema de monitorização de baixo custo. Para tal, foram escolhidas e caracterizadas quatro minas de grafite comercial como materiais transdutores: uma mina HB marca BIC (HBBICPE) e 3 minas 3B (3BKOHPE), HB (HBKOHPE) e 3H (3HKOHPE) da marca KOH-I-NOOR. Na caracterização dos quatro elétrodos de minas de grafite comercial verificou-se que as minas comerciais são constituídas por grafite natural e pelo mineral argiloso caulim. O desempenho eletroquímico de todas as minas em estudo para o processo de oxidação e redução do par [Fe(CN)6]-3/-4 foi avaliado por voltametria cíclica (CV) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). Verificou-se que o elétrodo HBBICPE permitiu uma transferência eletrónica mais eficaz do par redox estudado, por ter apresentado uma separação entre os processos redox (ΔEp) e valores de resistência à transferência de carga (Rct) inferiores aos dos outros elétrodos de minas propostos. Deste modo, modificou-se mina HB da BIC com a enzima ccNiR, observando-se pela primeira vez uma transferência eletrónica direta entre a enzima e o elétrodo para a redução catalítica do nitrito, validando a utilização de um elétrodo de muito baixo custo. Por voltametria de onda quadrada e na presença de 40 μM de nitrito, é possível obter um intervalo linear para a quantificação de cianeto entre 1 a 40 μM, com um limite de deteção inferior a 1 μM, recorrendo a dois métodos distintos para a remoção do oxigénio dissolvido. Com o sistema de desarejamento mais usual da célula eletroquímica pelo gás árgon, obtém-se uma sensibilidade de 17,6 ± 0,7 % enquanto que com um sistema bioquímico de duas enzimas, glucose oxidase (GOx) e a catalase, obtém-se uma sensibilidade ligeiramente superior (20,1 ± 0,6 %). Estes resultados provam a aplicabilidade do sistema desenvolvido para análises no local de recolha, onde não é possível recorrer a um desarejamento com um gás inerte. Além disso, foi demonstrado neste trabalho que é possível obter uma boa reprodutibilidade no valor do potencial do pico de redução da enzima ao substituir a referência convencional de Ag/AgCl pelo elétrodo HBBICPE. Utilizando o sistema de elétrodos (trabalho e pseudo-referência) composto pelas minas comerciais, os parâmetros do biossensor, ao nível da sensibilidade, limite de deteção e intervalo de linearidade não apresentam alterações significativas.
Cyanide is a pollutant and toxic agent. It is present in the environmental due to its wide range of applications in chemical industry. Inhibition based biosensors can be suitable for cyanide quantification in water and food. Thereby, in this work it was made a preliminary study to develop a new enzymatic biosensor for cyanides, with electrochemical techniques for signal transducer, like cyclic voltammetry (CV) and square wave voltammetry (SWV). This biosensor is based on the inhibition of a multihemic enzyme, the nitrite reductase (ccNiR), immobilized on the surface of commercial graphite mines, which allowed a low-cost monitorization system. For that, it was chosen and characterized four graphite mines as transducers: one HB mine from BIC and mines 3B (3BKOHPE), HB (HBKOHPE) and 3H (3HKOHPE) from KOH-I-NOOR. In the characterization of these four graphite mine electrodes we found that all mines are made of natural graphite, and kaolin clay mineral. The electrochemical behaviour of all mine electrodes for oxidation and reduction of [Fe(CN)6]-3/-4 probe were evaluated by cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). It was shown that HBBICPE electrode had a better heterogenous electron transfer, since the peak separation of redox process (ΔEp) and charge resistance transfer (Rct) values were inferior to the obtained for the other mine electrodes in the study. This way, HBBICPE was modified with ccNiR enzyme and, for the first time, a direct electron transfer for the catalytic nitrite reduction between the enzyme and the mine electrode was seen, validating the use of this low-cost electrode. By square wave voltammetry, in the presence of 40 μM nitrite, a linear range for cyanide quantification between 1 to 40 μM was acquired, with a detection limit less than 1 μM. These was archived with two distinct methods to remove dissolved oxygen. When the electrochemical cell was purged with argon gas, the sensitivity obtained for the biosensor was 17,6 ± 0,7 %, whereas using a biochemical system, with glucose oxidase (GOx) and catalase, the sensitivity was slightly higher (20,1 ± 0,6 %). These results demonstrated that the developed system can be applied for in sito analysis. Furthermore, it was shown that a good reproducibility of the value of peak enzyme reduction potential can be obtained, when replacing the conventional Ag/AgCl reference by HBBICPE electrode. Using the graphite mine electrode (working and pseudo-reference) system the biosensor settings, in respect to sensibility, detection limit and linear range didn´t change significantly.