Desenvolvimento de um sensor eletroquímico para a codetecção de cobre(II) e chumbo(II) em amostras de cachaças artesanais utilizando eletrodos de grafite modificados com o ácido cafeico

Abstract

O presente trabalho investigou o desenvolvimento de um sensor eletroquímico, utilizando eletrodos de grafite (EG) modificados com filmes poliméricos derivados do ácido cafeico (CA), denominados de poli(CA)/EG, para a codetecção de cobre(II) e chumbo(II) em amostras de cachaça artesanal, utilizado a voltametria de redissolução anódica por onda quadrada (VOQRA). A eletropolimerização do CA foi conduzida por voltametria cíclica, onde observou um comportamento adsortivo reversível para o poli(CA) em +0,60 V, envolvendo dois prótons e dois elétrons. Um mecanismo para a formação do poli(CA) foi proposto. O poli(CA)/EG apresentou maior sensibilidade para ambos os metais quando comparado ao EG. Os parâmetros da VOQRA, bem como da eletropolimerização foram otimizados obtendo-se as melhores respostas com Edep: −0,70 V (330 s), agitação de 2000 rpm, incremento de 7 mV, amplitude de 100 mV e frequência de 100 Hz, na faixa de potencial de −0,80 a +0,60 V. Para a modificação dos EG as condições ótimas foram em ácido sulfúrico 0,50 M como eletrólito suporte, 2,50 mM de CA e 50 ciclos sucessivos de potencial a 50 mV/s, na faixa de +0,20 a +0,80 V. O efeito do eletrolítico suporte utilizado nas análises e da força iônica foi avaliado, obtendo-se os melhores resultados com HNO3 1,0 M. Verificou-se que o teor de etanol até 5% apresenta uma queda de sinal de 15% e 10% para o chumbo e cobre, respectivamente. Análises de repetibilidade (n=21) mostraram um desvio padrão relativo de (DPR) de 0,4% para o Pb(II) e 3,6% para o Cu(II). Para as análises de reprodutibilidade (n=6) obteve-se valores médios de ipa de 11,49 (±0,23) mA para o Pb(II) e de 8,56 (±0,26) mA para o cobre. A resposta do Pb(II) não apresentou variação significativa utilizando o Cu(II) na mesma concentração, mas em concentrações 10x maiores a ipa do chumbo diminui drasticamente. Para o Cu(II) não foi observada variações significativas mesmo em concentração do Cu(II) sendo 100x. Análises de interferentes (Cd2+, Co2+, Fe3+, Zn2+, Sn2+, Ca2+, K+, Ba2+, Al3+, Cl−, NO3− e SO42−) em concentração 10x maior que o dos metais de interesse mostraram que apenas o cádmio e o cloreto interferem diretamente na resposta do Cu(II). Sobre as condições otimizadas o poli(CA)/EG apresentou uma faixa linear de reposta de 15 a 705 μg L−1 para o Pb(II) e Cu(II), obtendo-se um limite de detecção (LOD) de 3,01 e 4,50 μg L−1 para o Pb(II) e Cu(II), respectivamente, e um limite de quantificação (LOQ) foi de 10,1 e 15,2 μg L−1 para o Pb(II) e Cu(II), respectivamente. Medidas de adição e recuperação foram conduzidas para oito amostras de cachaça artesanais, obtendo porcentagens de recuperação de 85,4 a 99,8% para o Pb(II) e de 82,3 a 99,1% para o Cu(II). Além disso, o poli(CA) foi aplicado na análise de amostras reais de cachaças artesanais e os resultados comparados aos obtidos por espectroscopia de absorção atômica (AAS) obtendo-se similaridade entre ambos os métodos. Mediante os resultados obtidos, o sensor eletroquímico mostrou-se promissor para a codetecção de Cu(II) e Pb(II) em amostras de cachaças artesanais.