Nanotubos de carbono modificados com ftalocianina de cobalto (CoPc): estudo das propriedades eletrocatalíticas e aplicação como sensor para hidrazina

Abstract

A hidrazina é uma substância utilizada como inibidora de corrosão, antioxidante, catalisador, emulsificante, agente redutor, combustível para propulsão de foguete, inseticidas, e na preparação de diversos derivados farmacêuticos. Porém, a hidrazina é um material tóxico, sendo, portanto, necessário um método sensível para a sua determinação. Neste trabalho um sensor foi desenvolvido para determinação de hidrazina mediante modificação de um eletrodo de carbono vítreo com ftalocianina de cobalto adsorvido em nanotubos de carbono de paredes múltiplas. A caracterização eletroquímica e de superfície foi feita por voltametria cíclica, microscopia eletrônica de varredura, FT-IR e Espectroscopia de Energia dispersiva de Raios-X. Os estudos de superfície deixaram evidente que os NTCPM e a CoPc formam um material compósito. Os estudos eletroquímicos mostraram a ocorrência de processos redox de superfície e ainda há indícios de uma limitação da transferência de carga. O número de elétrons para a reação de oxidação de hidrazina bem como a constante de velocidade heterogênea foram estimados a partir dos coeficientes linear e angular das curvas de Koutecky-Levich sendo, respectivamente, 4,1 e 1,51 x 103 M-1s-1. Os parâmetros operacionais de três técnicas eletroanalíticas (Amperometria, VPD e VOQ) foram otimizados em relação à determinação de hidrazina com o uso do ECV/NTCPM/CoPc, sendo que a VOQ apresentou maior sensibilidade, tendo sido, portanto, escolhida para a determinação da hidrazina em água de caldeira. Uma curva analítica final para a determinação de hidrazina em amostra da água de caldeira foi feita utilizando-se eletrodos impressos, sob condições experimentais otimizadas, apresentando resposta linear no intervalo de concentração de 99 a 7630 μmol L-1, com R igual a 0,999. Foram obtidos valores de LD e LQ iguais a 50 e a 99 μmol L-1, respectivamente. O sensor permitiu uma boa recuperação para a hidrazina nas amostras de águas de caldeiras analisadas, com valores de recuperação compreendidos entre 98,41 e 103,62%, atestando a exatidão do método proposto.