Voltametria

Prévia do material em texto

Resumo – Voltametria 
 
 
 
 
 
 
Voltametria 
O QUE É A VOLTAMETRIA? 
• Método eletroanalítico que depende da medida da 
corrente em função do potencial que é aplicado. 
• Usado para estudos fundamentais de processos de 
oxidação e redução em vários meios; processo de 
adsorção às superfícies e mecanismos de 
transferência de elétrons em superfícies modificadas 
de eletrodos. 
 
Segundo o livro fundamentos da química analítica: 
A voltametria baseia- se na medida da corrente em uma 
célula eletroquímica sob condições de completa 
polarização de concentração, na qual a velocidade de 
oxidação e redução do analito é limitada pela velocidade 
de transferência de massa do analito para a superfície do 
eletrodo. 
 
VOLTAMETRIA X ELETROGRAVIMETRIA X COULOMETRIA 
- Na eletrogravimetria e na coulometria é tomado cuidado 
para minimizar ou compensar os efeitos da polarização de 
concentração. 
- Na voltametria ocorre um consumo mínimo de analito; já 
na eletrogravimetria e coulometria todo o analito é 
convertido em produto. 
 
SINAIS DE EXCITAÇÃO 
- Voltagem do eletrodo varia enquanto a resposta da 
corrente é medida. 
- Funções voltagem-tempo = sinais de excitação 
VOLTAMETRIA DE VARREDURA LINEAR 
- O potencial no eletrodo de trabalho pode ser aumentado 
ou diminuído a uma velocidade de 2 a 5 mV/s -1. A 
corrente gerada vai fornecer um gráfico da corrente em 
função do potencial aplicado, chamado de voltamograma. 
- Polarografia e voltametria hidrodinâmica. 
OBS: eletrodo de trabalho é aquele no qual o analito será 
oxidado ou reduzido. 
 
 
INSTRUMENTAÇÃO VOLTAMÉTRICA 
 
Há três eletrodos imersos em uma solução contendo o 
analito e também um excesso de um eletrólito não reativo 
chamado eletrólito de suporte; isso constitui a célula. 
- Eletrodo de trabalho (ET) – potencial em relação ao de 
referência (ER) vai variar linearmente com o tempo – 
dimensões mantidas pequenas para aumentar sua 
tendência em se tornar polarizado. 
- ER – Potencial que se mantem constante durante o 
experimento 
- Contraeletrodo (CE) – pode ser um fio de platina 
enrolado ou um poço de mercúrio. 
 A corrente na célula irá fluir entre o ET e o CE. A fonte 
de sinal é uma fonte cc variável que é uma bateria ligada 
em uma série com resistor variável R. 
O potencial de excitação que se deseja será selecionado 
quando movimenta o contato C para uma correta no 
resistor. 
Um voltamograma é registrado quando se move o contato 
C e registra a corrente resultante em função do 
potencial aplicado no ET e o ER. 
 
→ VOLTAMETRIA HIDRODINÂMICA 
 Varias formas de realizar: 
1. Solução agitada vigorosamente enquanto entra 
em contato com eletrodo de trabalho fixo – 
agitação pode ser feita com um agitador 
magnético comum. 
2. Outra forma é girar o ET a uma velocidade 
 
 
 
 
constate na solução para fornecer a agitação. 
3. Outra maneira é passar uma solução de analito 
através de um tudo encaixado em um eletrodo de 
trabalho – muito usada para detectar analitos 
oxidáveis e redutíveis à medida que saem de uma 
coluna cromatográfica líquida. 
 
Aplicação da Voltametria Hidrodinâmica 
- Detecção e determinação de espécies químicas à medida 
que elas deixam colunas cromatográficas ou aparelho de 
injeção por fluxo 
- Determinação rotineira de oxigênio e certas espécies de 
interesse bioquímico como glicose, lactose e sacarose 
- Detecção de pontos finais em titulações coulométricas 
e voltamétricas 
-Estudos fundamentais de processos eletroquímicos. 
 
→POLAROGRAFIA 
- Diferente em dois aspectos da voltametria 
hidrodinâmica: 
1. não há essencialmente convecção ou migração. 
2. Um eletrodo gotejante de mercúrio é empregado como 
ET. 
- Como não tem a convecção, a difusão controla as 
correntes limite polarográficas. 
-As correntes limite polarográficas são de uma ordem de 
grandeza menor pela ausência de convecção. 
- A corrente de difusão é proporcional a concentração do 
analito na polarografia. 
VOLTAMETRIA DE PULSO 
- Usado como método alternativo ao eletrodo gotejante 
de mercúrio. 
 
 
- A figura “a” mostra uma onda de instrumento analógico. 
Ela é obtida pela sobreposição de um pulso periódico em 
uma varredura linear. 
- Na figura “b” é usado instrumento digital. Nele se aplica 
um pulso sobre uma varredura em forma de escada. 
- O pulso é tipicamente de 50mV durante 50ms de vida da 
gota de mercúrio. 
- Duas correntes são feitas alternativamente: 
 › S1- logo antes a aplicação do pulso 
 › S2 – imediatamente após o pulso 
 › Δi – diferença de corrente de pulso – é registrada em 
função do aumento linear da voltagem. 
- O resultado é uma curva diferencial com um pico. A 
altura desse pico é diretamente proporcional a 
concentração. 
 
VOLTAMETRIA DE ONDA 
- É um tipo de voltametria de pulso. 
- Grande velocidade e elevada sensibilidade. 
- Voltamograma inteiro em menos de 10 ms. 
- Usado com eletrodos gotejantes de mercúrio. 
- Usado para determinar espécies orgânicas e inorgânicas. 
- Também está sendo usado em detectores para 
cromatografia de líquidos. 
VOLTAMETRIA CÍCLICA 
- Técnica eletroanalítica amplamente empregada. 
- Aplicabilidade no estudo de reações redox, na 
observação e no acompanhamento de reações envolvendo 
 
 
 
 
produtos formados nos eletrodos. 
- A varredura de potencial é feita primeiro em uma 
direção e depois na outra enquanto a corrente é medida 
- Pode ser empregada em um ciclo inteiro, parcial ou 
vários ciclos. 
- Em um experimento de voltametria cíclica a resposta 
de corrente de um eletrodo estacionário em uma solução 
mantida em repouso é excitada na forma de uma onda 
triangular. 
- A onda triangular produz uma varredura em sentido 
direto e depois inverso. 
 
 
- No gráfico é possível ver que terá uma variação linear 
de +0,8V a -0,15V em relação ao eletrodo saturado de 
calomelano, ponto no qual a direção é invertida e retorna 
a +0,8V. 
- Os potenciais onde ocorre a reversão são chamados de 
potenciais de inversão. Eles são escolhidos de maneira que 
seja possível observar a oxidação ou redução, controlado 
por difusão, de uma ou mais espécies. 
- A varredura na direção de potenciais mais negativas é 
chamado de varredura direta. Na direção oposta é 
chamado varredura inversa. 
 
 
 
VOLTAMETRIA DE MICROELETRODOS 
- Eletrodos microscópicos ou ultramicroeletrodos. 
 →Tem dimensões menores em uma ou mais ordens de 
grandeza que os eletrodos usados nos outros métodos. 
 → menores que cerca de 20µm. 
- Eles assumem várias formas: 
 →Eletrodo planar: construído prendendo-se uma fibra 
de carbono com raio de 5µm, ou um fio de platina ou ouro 
com dimensões de 0,3 a 20µm, em um tubo capilar fino; a 
fibra ou os fios são cortados rentes as extremidades dos 
tubos. 
 →Eletrodos cilíndricos: é construído da mesma forma 
que o planar, porém uma pequena porção do fio se estende 
para além do fim do tubo. 
- A voltametria com microelétrodos é mais simples que as 
outras porque não tem necessidade de empregar um 
sistema com três eletrodos. 
- Usado no estudo de processos químicos em uma única 
célula ou processos dentro de órgãos ou espécies vivas. 
 
 
 
APLICAÇÃO DA VOLTAMETRIA NA FARMÁCIA OU NAS 
CIÊNCIAS DA SAÚDE 
 A voltametria pode ser usada com várias finalidades, 
ela já foi usada para determinar quantitativamente uma 
grande quantidade de espécies inorgânicas e orgânicas, 
incluindo também moléculas de interesse biológico e 
bioquímico. 
 No dia a dia a voltametria é usada, porém de forma 
anônima, quando está presente em detectores para 
cromatógrafos em sistemas para avaliação dos índices de 
 
 
glicose em sangue de diabéticos. 
 Ela se encontra presente em diversas áreas, sendo 
algumas delas: indústria química, farmacêutica e 
alimentícia, cosmetologia, análises biomédicas e 
toxicologia. 
 Na farmáciaa voltametria pode ser usada para 
determinar analitos de interesse farmacêutico que depois 
podem ser usados para a produção de medicamentos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REFERÊNCIA 
• SKOOG, Douglas; WEST, Donald; HOLLER, James; CROUCH, Stanley. Fundamentos da Química 
Analítica. 8º edição. São Paulo: Cengage Learning, 2009. 
• PACHECO, W.F; et al. Voltametrias: Uma Breve Revisão Sobre os Conceitos. Revista Virtual de 
Química. Universidade Federal Fluminense, 2013. Disponível em: https://rvq-
sub.sbq.org.br/index.php/rvq/article/view/380 Acesso em: 12 AGO, 2022 
https://rvq-sub.sbq.org.br/index.php/rvq/article/view/380
https://rvq-sub.sbq.org.br/index.php/rvq/article/view/380