RELATÓRIO VOLTAMETRIA - MÉTODOS INSTRUMENTAIS

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UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA – CCEN
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
EDNA MARIA DOS SANTOS ALVES – 11311745 
GABRIEL ARAUJO ROMANIUC – 11411530 
 JULIANA TEÓFILO DOS SANTOS PEREIRA – 11321812 
SIDNEY LUCAS MONTEIRO DE ARAUJO – 11318185 
VOLTAMETRIA CÍCLICA
JOÃO PESSOA 
2017
 UNIVERSIDADE FEDERAL DA PARAÍBA
CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS E DA NATUREZA – CCEN
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA 
VOLTAMETRIA CÍCLICA
Relatório apresentado ao Curso de Bacharelado em Química Industrial na disciplina Introdução aos Métodos Instrumentais Experimentais como um dos requisitos necessários à aprovação.
Docente: Professor Doutor Mário Cesar Ugulino De Araújo.
JOÃO PESSOA 
2017
INTRODUÇÃO
Os métodos eletroquímicos tiveram um crescimento expressivo nas últimas três décadas por ser uma técnica com uma combinação de instrumentação eletrônica moderna e o desenvolvimento de novas teorias que se baseiam em análises de resposta do sistema ao sofrer uma perturbação. Essa perturbação pode ser saltos de potencial ou pulsos. Dentro desse meio eletroquímico, a voltametria cíclica vem se destacando por ser seletiva, específica e sensível a baixos limites de detecção nas determinações resultantes da oxirredução das espécies analíticas, sendo um método exploratório que obtém informações qualitativas e/ou quantitativas.
A voltametria é uma técnica eletroanalítica dinâmica que se baseia nos fenômenos de uma espécie química em função da aplicação controlada de um potencial dentro de uma cela eletroquímica constituída, mais convencionalmente, de três eletrodos: um eletrodo de trabalho, um de superfície e um eletrodo auxiliar, sendo este último utilizado para assegurar o sistema potenciostático. Assim, as informações sobre o analito são obtidas por meio da medição da magnitude da corrente elétrica que surge no eletrodo de trabalho ao se aplicar um potencial entre um eletrodo de trabalho e um eletrodo auxiliar.
O parâmetro ajustado é o potencial (E) e o medido é a corrente resultante (i). A resposta da corrente em função do potencial é denominada voltamograma, e a magnitude da corrente obtida pela transferência de elétrons durante um processo de oxirredução, pode ser relacionada com a quantidade de analito presente na interface do eletrodo e consequentemente, na cela eletroquímica. 
O potencial aplicado no eletrodo de trabalho atua como a força motriz para que a oxirredução ocorra. É o potencial controlado que possibilita a espécie presente na solução ser oxidada ou reduzida na superfície do eletrodo. Na medida que o potencial se torna mais negativo, o eletrodo se torna uma fonte de elétrons favorecendo a redução das espécies na interface solução-eletrodo. No caso de um potencial mais positivo a oxidação das espécies será favorecida. Por esta razão, quando se faz uma varredura de potencial no sentido negativo usa-se a denominação de varredura catódica, enquanto que uma varredura de potencial no sentido positivo é a varredura anódica.
Na voltametria cíclica, nós podemos ter casos reversíveis, quase-reversíveis ou irreversíveis. Nos casos reversíveis, o processo no qual a velocidade de transferência de carga heterogênea é suficientemente alta para estabelecer um equilíbrio dinâmico à superfície do elétrodo. Já os quase-irreversíveis e irreversíveis, são resultantes de uma transferência eletrônica lenta entre as espécies redox e o eletrodo de trabalho.
A medição do potencial é determinada pela forma da aplicação do mesmo. Nesta técnica, o potencial é aplicado na forma de escada, como pode ser visto na figura 1, com degraus de potenciais e tempo de duração pequenos, em uma solução sem agitação, minimizando a contribuição da corrente capacitiva na corrente total. 
Figura 1 – forma de aplicação de potencial para voltametria cíclica
OBJETIVOS 
Como objetivo principal, temos a obtenção do dos parâmetros voltamétricos do ferrocianeto de potássio, identificando quantos processos oxidativos ou redutivos ocorreram; em qual potencial ocorreu a oxidação e/ou redução e o valor de suas respectivas correntes; se o comportamento redox do Fe (II) é de caráter reversível, irreversível ou quase reversível e quantos elétrons estão atuando na reação redox do Fe (II).  
METODOLOGIA 
3.1 MATERIAIS E MÉTODOS
Micropipeta; 
Solução de ácido clorídrico (HCl) 1,0 mol/L;
Potenciostato.
Eletrodos utilizados:
Eletrodo de trabalho – Carbono vítreo 
Eletrodo de referência – Ag/AgCl 
Eletrodo auxiliar – Fio de platina 
Eletrólito suporte: 
Solução de cloreto de potássio (KCl) 0,1 mol/L
Ferrocianeto de potássio K4[Fe(CN)6] 0,1 mol/L
Programa utilizado: GPES 
Condições experimentais: 
Janela de potencial: -0,2V a +0,7V retornando a -0,2V
Incremento do potencial: 2 mV
Número de scans: 2
	3.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Inicialmente preparou-se as soluções de KCl e K4[Fe(CN)6], ambos com concentração 0,1 mol/L. 
Em seguida, efetuou-se um pré-tratamento da superfície do eletrodo de trabalho através de um polimento com papel filtro, seguido do enxague com água deionizada, a fim de evitar sinais de interferentes. Esse procedimento foi repetido 3 vezes. 
Preencheu-se a célula eletroquímica com ferrocianeto de potássio até a imersão dos eletrodos.
De posse do sistema montado, foi-se realizado a varredura na ausência do analito. Ou seja, a medida do branco.
Adicionou-se o analito e deu-se início a varredura para obtenção do voltamograma cíclico do par redox [FeIII(CN)6]3-/[FeII(CN)6]4- nos valores 0,025; 0,050; 0,075 e 0,100. 
RESULTADOS E DISCUSSÃO 
	Após a varredura na ausência do analito, foi obtido o seguinte voltamograma – disposto na figura 1: 
	Para uma análise na ausência do analito, é esperado que não haja sinal. Como é observado no voltamograma obtido, notamos que não houve sinal em nenhum potencial. 
	Após a varredura na presença do analito, obteve-se o seguinte voltamograma – disposto na figura 2:
	Já na presença do analito, é esperado que haja sinal de resposta em algum potencial. No caso do ferrocianeto de potássio, observa-se somente um par de picos de oxidação-redução do Fe2+, em que um elétron participa, no intervalo de potenciais de -0,425 a 0,700 V, com características de processo reversível. Sendo que os potenciais de pico de oxidação e redução foram observados, respectivamente, em 0,280 e 0,215 V e as correntes observadas, respectivamente, 6,906 x 10-6 e 6,882 x 10-6 A, correspondentes ao processo redox reversível. Com isso, podemos determinar o número de elétrons participantes da reação através da reação: 
E = EPA – EPC 0,059 
	Onde, EPA é a corrente de pico anódica e EPC é a corrente de pico catódica. 
Obtendo E = 0,024. 
CONCLUSÃO
	Considerando todos os resultados obtidos nas condições experimentais utilizadas pode concluir-se que: Todos os materiais estudados revelam uma situação reversível - sendo isto comprovado pela diferença de potencial - e a participação de um elétron.
REFERÊNCIAS 
D.T.Sawyer, A.Sobkowiak, J.L.Roberts,jr., Electrochemistry for chemists, Jonh Wiley and Sons, 1995, 220.
Skoog, D. A.; Holler, F. J.; Nieman, T. A.; Princípios de análise instrumental, 5a. ed., Bookman: Porto Alegre, 2002. Agostinho, S. M. L.; Villamil, R. F. V.; Agostinho Neto, A.; Aranha, H. Quim. Nova 2004, 27, 813.