Exp 5 - seminário 2012

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VOLTAMETRIA CÍCLICA
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
BACHARELADO E LICENCIATURA EM QUÍMICA
QUÍMICA ANALÍTICA INSTRUMENTAL
ERNA GUILHERMINA ALBRECHT DE OLIVEIRA 
MORGANA DE SOUZACAMARGO 
RAFAEL ANTUNES DE SOUZA
PROFESSORES: LUIZ HUMBERTO MARCOLINO JÚNIOR E MÁRCIO FERNANDO BERGAMINI
CURITIBA, ABRIL 2012
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Introdução
A voltametria cíclica compreende um grupo de métodos eletroanalíticos nos quais as informações sobre a concentração do analito são derivadas a partir das medidas de corrente em função do potencial aplicado sob condições de completa polarização do eletrodo de trabalho, através do uso de microeletrodos. 
A instrumentação necessária é um potenciostato com gerador de programa de potencial, computador para registrar os gráficos de corrente em função do potencial, célula convencional de três eletrodos e uma solução contendo o analito e eletrólito suporte. 
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Durante um experimento de voltametria cíclica, a resposta de corrente de um pequeno eletrodo estacionário em uma solução mantida em repouso é excitada na forma de uma onda triangular, como a mostrada na figura abaixo:
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A onda triangular produz a varredura no sentido direto e depois no sentido inverso. No exemplo da figura anterior, primeiramente o potencial varia de +0,8 V a -0,15 V, em relação ao eletrodo saturado de calomelanoo (ECS), ponto no qual a direção de varredura é invertida e o potencial retorna ao seu valor original de +0,8 V. Em ambas as direções a velocidade de varredura é, nesse exemplo, de 50mV/s.
Normalmente o ciclo é repetido mais de uma vez. Os potenciais nos quais a reversão ocorre (nesse caso -0,15 V e +0,80 V) são chamados de potenciais de inversão.
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Para um dado experimento, os potenciais de inversão são escolhidos de maneira que possamos observar a oxidação ou redução, controlada por difusão, de uma ou mais espécies.
A direção de uma varredura inicial pode tanto ser negativa (como mostrado na figura 1) quanto positiva, dependendo da composição da amostra. Uma varredura na direção de potenciais negativos é denominada varredura direta, enquanto uma varredura na direção oposta é chamada varredura inversa.
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Parte experimental
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Objetivos
Desenvolver os conceitos básicos envolvidos nas técnicas de voltametria cíclica.
Determinar o teor de ácido ascórbico (vitamina C) em uma amostra comercial.
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Reagentes, vidrarias e equipamentos
Ácido ascórbico;
Tampão acetato 0,1 mol/L
Amostra de vitamina C
Balança analítica
Potenciostato
Célula eletroquímica com 3 eletrodos
Micropipeta de volume variável até 500µL
Balão volumétrico de 10 e 100 mL
Béquer de 10, 100 e 250 mL
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Fotos
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Procedimento Experimental
Preparo do padrão de ácido ascórbico: Foi pesado, em um béquer de 10 mL, 0.1772 gramas de ácido ascórbico e transferido quantativamente para um balão volumétrico de 10 mL. O volume foi completado com tampão acetato.
Concentração do padrão: 0,1006mol.L-1
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Preparo da amostra: foi dissolvida uma pastilha contendo 1g de AA em um béquer com aproximadamente 40 mL de água e transferido quantitativamente para um balão de 100 mL.
Concentração inicial da amostra: 5,7x10-2 mol.L-1
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Aquisição dos voltamogramas usados para a construção da curva analítica
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Voltamogramas cíclicos para a construção da curva analítica
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Reação de oxidação do ácido ascórbico
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Varredura anódica: há aumento no potencial
Tabela dos valores da concentração do padrão do ácido ascórbico pela corrente de pico
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Adições
Eixo x= cde AA(mol/L)
Eixo y = I (mA)
100mL
0,00099
4,1402
300mL
0,00291
13,2791
600mL
0,00566
21,3666
800mL
0,00741
25,0897
1000mL
0,00909
32,4348
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Equação da Reta
 I(ampér) = A(ampér) + B(ampérLmol-1) x c(molL-1)
Imáx – Imín = Ipico
Ipico = 15,0781mA
Curva analítica para determinação de aa na amostra
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y = A + B*x	
A=2,07341x10-6
B=0,0033
15,0781=2,07341x10-6+ 0,0033xC
CAA = 3,94mmolL-1
Aquisição dos voltamogramas com a amostra
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Voltamogramas com a amostra de ácido ascórbico
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Tabela dos valores da concentração do padrão de ácido ascórbico pela corrente de pico
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Adições
Eixo x =c de AA(mol/L)
Eixo y = I (mA)
10mL
0
12,7678
200mL
0,003728
19,2038
400mL
0,00470
22,6954
600mL
0,00559
26,9166
Curva de adição de padrão com a amostra
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y = A + B*x	
A=1,21108x10-5
B=0,00236
Considerando que a corrente de pico foi nula temos, através da equação da reta, que:
 
 
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 0= 1,21108x10-5 + 0,00236 x C
 CAA = 5,13mmol-1
Amperograma: adição de padrão com agitação
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Tabela dos valores da concentração do padrão de ácido ascórbico pela corrente de pico
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Adições
Eixo x =c de AA(mol/L)
Eixo y = I (mA)
10mL
0
46,3810
200mL
0,003728
73,1789
400mL
0,00470
91,3954
600mL
0,00559
105,9988
Curva de adição de padrão-amostra com agitação 
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y = A + B*x
A=4,36058x10-5
B=0,01017
Considerando que a corrente de pico foi nula temos, através da equação da reta, que:
Comparando os valores experimentais das concentrações, temos que:
Método da curva analítica: CAA = 3,94mmolL-1
Método da adição de padrão: CAA = 5,13mmol-1
Método da adição de padrão com agitação: CAA = 4,29mmol-1
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0 = 4,36058x10-5 + 0,01017 x C
 
CAA = 4,29mmol-1
Cálculo da concentração da amostra diluída:
C1V1 = C2V2
5,7x10-2 x 0,5ml = C2 x 10,5ml
C2 = 2,72mmol-1 
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Erro relativo referente ao método da curva analítica:
E.r = [ (V.e – V.v) / V.v ] x 100%
E.r = [3,94mmolL-1- 2,72mmolL-1/ 2,72mmolL-1] x 100%
E.r = 44,8%
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Erro relativo referente ao método de adição de padrão com agitação:
E.r = [ (V.e – V.v) / V.v ] x 100%
E.r = [4,29mmolL-1- 2,72mmolL-1/ 2,72mmolL-1] x 100%
E.r = 57,72%
E.r = [ (V.e – V.v) / V.v ] x 100%
E.r = [5,13mmolL-1 - 2,72mmolL-1/ 2,72mmolL-1] x 100%
E.r = 88,6%
Erro relativo referente ao método de adição de padrão: 
Conclusão
Os erros obtidos podem ser explicados pelo comportamento negligenciável da equipe durante a realização do experimento.
Uma outra fonte que pode ter originado os erros grosseiros é a manipulação errônea do programa OriginPro8.
A falta de polimento do eletrodo de trabalho a cada adição pode ter afetado nos resultados.
O método da adição do padrão foi menos eficiente que o método via curva analítica.
O método de adição do padrão com agitação foi mais eficiente que o mesmo método, porém sem agitação.
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Agradecimentos
Agradecemos ao monitor Paulo que nos auxiliou e teve paciência para tirar todas as nossas dúvidas referentes ao programa OriginPro8.
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Bibliografia
SKOOG, D.A.; HOLLER, F.J.; WEST, D.M.; & CROUCH, S.R., Fundamentos da Química Analítica. 8ªedição norte-americana, Editora CENGAGE Learning, São Paulo, 2008.
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