A voltametria é uma técnica eletroquímica que consiste na aplicação de um potencial elétrico em uma célula eletroquímica para estudar a resposta elétrica de um analito. Esta técnica é amplamente utilizada em diversas áreas da química e da bioquímica devido à sua sensibilidade, precisão e facilidade de execução. Existem diferentes tipos de voltametria, como voltametria de varredura linear, voltametria cíclica e voltametria de onda quadrada, cada um com suas próprias características e aplicações específicas. A voltametria é utilizada em diversas áreas, como análise de metais em soluções aquosas, estudos de reações redox, determinação de compostos orgânicos e inorgânicos, entre outras aplicações.
Importância da voltametria na análise eletroquímica de substâncias e compostos químicos.
A voltametria é uma técnica analítica amplamente utilizada na análise eletroquímica de substâncias e compostos químicos. Ela permite a determinação de diversas propriedades, como a concentração de espécies químicas, a identificação de diferentes compostos e a avaliação da reatividade de substâncias.
Uma das principais vantagens da voltametria é a sua alta sensibilidade, que possibilita a detecção de concentrações muito baixas de analitos. Isso a torna uma ferramenta fundamental em diversas áreas, como a química ambiental, a bioquímica e a indústria farmacêutica.
Além disso, a voltametria é uma técnica versátil, que pode ser aplicada em diferentes tipos de amostras, como soluções aquosas, alimentos e produtos farmacêuticos. Ela também é capaz de fornecer informações detalhadas sobre a cinética de reações eletroquímicas, auxiliando no entendimento de diversos processos químicos.
Em resumo, a voltametria desempenha um papel crucial na análise eletroquímica de substâncias e compostos químicos, fornecendo informações precisas e confiáveis que são fundamentais para o avanço da ciência e da tecnologia.
Diferenças entre voltametria e Polarografia: entenda as distinções entre essas técnicas eletroquímicas.
A voltametria e a Polarografia são técnicas eletroquímicas utilizadas para estudar reações químicas que envolvem transferência de elétrons. Apesar de serem semelhantes em alguns aspectos, existem diferenças importantes entre elas.
Em primeiro lugar, a voltametria é uma técnica que envolve a aplicação de um potencial variável entre dois eletrodos para estudar a corrente elétrica resultante. Existem diferentes tipos de voltametria, como a voltametria cíclica, a voltametria de pulso diferencial e a voltametria de onda quadrada. Cada tipo de voltametria possui suas próprias vantagens e aplicações específicas.
Por outro lado, a Polarografia é uma técnica mais antiga que envolve a medição da corrente elétrica em função do potencial aplicado. A Polarografia é frequentemente utilizada para determinar a concentração de analitos em solução, mas possui algumas limitações em relação à voltametria, como menor sensibilidade e precisão.
Além disso, a voltametria é geralmente considerada uma técnica mais versátil e sensível do que a Polarografia, pois permite a análise de diferentes tipos de sistemas e reações eletroquímicas. A voltametria também é mais rápida e precisa do que a Polarografia, tornando-a uma escolha preferida para muitos pesquisadores e cientistas.
Em resumo, a voltametria e a Polarografia são técnicas eletroquímicas importantes para o estudo de reações químicas que envolvem transferência de elétrons. Enquanto a voltametria é mais versátil, sensível e precisa, a Polarografia é uma técnica mais antiga e menos precisa. Ambas as técnicas têm suas próprias vantagens e aplicações específicas, e a escolha entre elas depende das necessidades e objetivos do experimento em questão.
Entenda a técnica de voltametria hidrodinâmica e suas aplicações na análise de compostos químicos.
A voltametria é uma técnica eletroquímica amplamente utilizada na análise de compostos químicos. Entre os diferentes tipos de voltametria, destaca-se a voltametria hidrodinâmica, que se baseia na variação da corrente elétrica em função do potencial aplicado a um eletrodo. Essa técnica permite a identificação e a quantificação de diferentes espécies químicas em solução, tornando-a uma ferramenta poderosa para a análise de amostras complexas.
Em termos práticos, a voltametria hidrodinâmica envolve a varredura do potencial aplicado ao eletrodo enquanto a corrente elétrica é medida. Com isso, é possível determinar as características eletroquímicas dos compostos presentes na solução, como potencial de pico, corrente de pico e variação de corrente em função do potencial. Essas informações são essenciais para a identificação e quantificação dos compostos químicos em estudo.
As aplicações da voltametria hidrodinâmica são diversas e abrangem áreas como a análise ambiental, a farmacologia, a química de materiais e a bioquímica. Por exemplo, na análise ambiental, essa técnica pode ser utilizada para detectar a presença de metais pesados em solos e águas, enquanto na farmacologia pode auxiliar na determinação da concentração de fármacos em amostras biológicas.
Em resumo, a voltametria hidrodinâmica é uma técnica poderosa e versátil que permite a análise de compostos químicos com alta sensibilidade e seletividade. Sua aplicação em diferentes áreas da ciência a torna uma ferramenta indispensável para a caracterização e o estudo de diversas espécies químicas em solução.
Entenda o que é voltametria linear e sua importância na análise eletroquímica.
A voltametria é uma técnica eletroquímica que envolve a aplicação de um potencial variável em um eletrodo para estudar a corrente elétrica resultante. Entre os diferentes tipos de voltametria, a voltametria linear destaca-se por sua simplicidade e eficácia na análise de amostras.
A voltametria linear é um método que consiste em aplicar um potencial linearmente crescente ou decrescente em um eletrodo e medir a corrente resultante. Esse tipo de voltametria é especialmente útil na determinação de concentrações de analitos em solução, uma vez que a corrente medida é proporcional à concentração do analito.
Na análise eletroquímica, a voltametria linear desempenha um papel fundamental na determinação da concentração de diferentes espécies químicas em solução. Através da construção de curvas de calibração e da análise dos picos de corrente, é possível obter informações precisas sobre a concentração de analitos presentes na amostra.
Em resumo, a voltametria linear é uma técnica versátil e poderosa utilizada na análise eletroquímica para determinar a concentração de substâncias em solução. Sua simplicidade e eficácia tornam-na uma ferramenta valiosa para a realização de análises quantitativas em diversos campos, como a química, a biologia e a engenharia.
Voltametria: o que é, tipos e aplicações
A voltametria é uma técnica que determina eletroanalítico informação de uma espécie química ou analito a partir das correntes eléctricas geradas pela variação de um potencial aplicado. Ou seja, o potencial E (V) aplicado e o tempo (t) são as variáveis independentes ; enquanto a corrente (A), a variável dependente.
As espécies químicas do comum devem ser eletroativas. Oque quer dizer? Isso significa que você deve perder (oxidar) ou ganhar (reduzir) elétrons. Para que a reação comece, o eletrodo de trabalho deve fornecer o potencial necessário determinado teoricamente pela equação de Nernst.
Um exemplo de voltametria pode ser visto na imagem acima. O eletrodo de imagem é feito com fibras de carbono, imersas no meio de dissolução. A dopamina é não oxidados, formando dois grupos carbonilo C = O (lado direito da equação química), a menos que o potencial adequada é aplicada.
Isso é obtido através da varredura de E com valores diferentes, limitados por muitos fatores, como a solução, os íons presentes, o mesmo eletrodo e dopamina.
Variando E ao longo do tempo, são obtidos dois gráficos: o primeiro E vt (o triângulo azul) e o segundo, a resposta C vs t (amarelo). Suas formas são características para determinar a dopamina nas condições do experimento.
O que é voltametria?
A voltametria foi desenvolvida graças à invenção da técnica de polarografia pelo Prêmio Nobel de Química de 1922, Jaroslav Heyrovsky. Nele, o eletrodo da gota de mercúrio (EGM) é constantemente renovado e polarizado.
As deficiências analíticas desse método na época foram resolvidas com o uso e o design de outros microeletrodos. Eles variam muito em material, desde carvão, metais nobres, diamantes e polímeros, mesmo em seu design, discos, cilindros, chapas; e também, na maneira como eles interagem com a solução: estacionária ou rotativa.
Todos esses detalhes visam favorecer a polarização do eletrodo, o que causa um decaimento da corrente registrada conhecida como corrente limite (i 1 ). Isto é proporcional à concentração do analito, e metade da potência E (E 1/2 ) para atingir metade da referida corrente (i 1/2 ) é característica da espécie.
Então, determinando os valores de E 1/2 na curva em que a corrente obtida com a variação de E, chamada voltamperograma , é plotada , a presença de um analito pode ser identificada. Ou seja, cada analito, dadas as condições do experimento, terá seu próprio valor de E 1/2 .
Onda voltamétrica
A voltametria funciona com muitos gráficos. A primeira é a curva E vs t, que permite rastrear as possíveis diferenças aplicadas em função do tempo.
Mas, ao mesmo tempo, o circuito elétrico registra os valores de C produzidos pelo analito, perdendo ou ganhando elétrons nas proximidades do eletrodo.
Como o eletrodo é polarizado, menos analito pode se difundir da solução para ele. Por exemplo, se o eletrodo tiver uma carga positiva, a espécie X – será atraída por ele e passará a ele por mera atração eletrostática.
Mas X – ele não está sozinho: existem outros íons presentes em seu ambiente. Alguns cátions M + podem atrapalhar seu caminho para o eletrodo, colocando-o em “aglomerados” de cargas positivas; e da mesma forma, os ânions N – podem entrar em colapso ao redor do eletrodo e impedir X – de alcançá-lo.
A soma desses fenômenos físicos faz com que a corrente se perca, e isso é observado na curva C vs E e sua forma semelhante à de um S, chamada forma sigmóide. Essa curva é conhecida como onda voltamétrica.
Instrumentação
A instrumentação da voltametria varia de acordo com o analito, solvente, tipo de eletrodo e aplicação. Porém, a grande maioria deles é baseada em um sistema composto por três eletrodos: um funcionando (1), auxiliar (2) e a referência (3).
O principal eletrodo de referência usado é o eletrodo calomelan (ECS). Isso, junto com o eletrodo de trabalho, permite estabelecer uma diferença de potencial ΔE, uma vez que o potencial do eletrodo de referência permanece constante durante as medições.
Por outro lado, o eletrodo auxiliar é responsável por controlar a carga que passa para o eletrodo de trabalho, a fim de mantê-lo dentro dos valores E aceitáveis. A variável independente, a diferença de potencial aplicada, é aquela obtida pela soma dos potenciais dos eletrodos de trabalho e a referência.
Tipos
A imagem acima mostra um gráfico E vs t, também chamado de onda potencial para voltametria de varredura linear.
Pode-se ver que, com o passar do tempo, o potencial aumenta. Por sua vez, essa varredura gera uma curva de resposta ou voltamperograma C vs E cuja forma será sigmóide. Chegará um ponto em que, independentemente de quanto E aumentar, não haverá aumento na corrente.
Outros tipos de voltametria podem ser deduzidos a partir deste gráfico. Como Modificando a onda de potencial E vs t por pulsos repentinos de potencial seguindo certos padrões. Cada padrão está associado a um tipo de voltametria e abrange sua própria teoria e condições experimentais.
Voltametria de pulso
Nesse tipo de voltametria, você pode analisar misturas de dois ou mais analitos cujos valores de E 1/2 estão muito próximos um do outro. Assim, um analito com E 1/2 de 0,04V pode ser identificado na companhia de outro com um E 1/2 de 0,05V. Enquanto na voltametria de varredura linear, a diferença deve ser maior que 0,2V.
Portanto, há maior sensibilidade e menores limites de detecção; isto é, os analitos podem ser determinados em concentrações muito baixas.
Ondas em potencial podem ter padrões semelhantes a escadas, escadas inclinadas e triângulos. Este último corresponde à voltametria cíclica (CV, na sigla em inglês, primeira imagem).
No CV, um potencial E é aplicado em uma direção positiva ou negativa e, em seguida, a um certo valor de E no momento t, o mesmo potencial é aplicado novamente, mas na direção oposta. Quando os voltamperogramas gerados são estudados, os máximos revelam a presença de intermediários em uma reação química.
Voltametria de Redisolução
Isso pode ser do tipo anódico ou catódico. Consiste na eletrodeposição do analito em um eletrodo de mercúrio. Se o analito for um íon metálico (como Cd 2+ ), um amálgama será formado; e se for um ânion (como MoO 4 2– ) um sal de mercúrio insolúvel.
Em seguida, pulsos em potencial são aplicados para determinar a concentração e a identidade das espécies eletrodepositadas. Assim, o amálgama é redissolvido, assim como os sais de mercúrio.
Aplicações
A voltametria de redisolução do ânodo é usada para determinar a concentração de metais dissolvidos no fluido.
– Permite estudar a cinética dos processos redox ou de adsorção, principalmente quando os eletrodos são modificados para detectar um analito específico.
-Sua base teórica tem sido usada para fabricar biossensores. Com estes, a presença e concentração de moléculas biológicas, proteínas, gorduras, açúcares etc. podem ser determinadas.
-Finalmente, detecta a participação de intermediários nos mecanismos de reação.
Referências
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