Transdutores potenciométricos a base de polímeros condutores: aplicações analíticas

Abstract

Recebido em 22/11/96; aceito em 21/5/97 POTENTIOMETRIC TRANSDUCERS BASED IN CONDUCTING POLYMERS: ANALYTICAL APPLICATIONS. A review is given about the most relevant advances on the analytical applications of conducting polymers in potentiometric sensors. These organic polymers represent a new class of materials with conducting properties due to its doping by ions. Several polymers already were synthesized such as polypyrrole, polyaniline, polythiophene, among others. Particular attention is devoted to the main advantages supplied by ion selective electrodes and gas sensors using conducting polymers, as well as the incorporation of bioactive elements in these polymers for the construction of biosensors. The correlation between structure, stability and ability to ion exchange of some conducting polymers applied as potentiometric transducers, is discussed.Keywords: potentiometric sensors; conducting polymers; biosensors. REVISÃO INTRODUÇÃOUm dos aspectos mais interessantes de polímeros orgânicos condutores é que podem sofrer alterações reversíveis entre estados eletronicamente isolantes e condutores. Esta reação envolve oxidação ou redução de espécies não iônicas e isolantes para formar espécies policatiônicas com propriedades condutoras. Polímeros orgânicos são normalmente materiais isolantes; já polímeros condutores contêm seqüências de ligações duplas conjugadas na estrutura e passam de isolantes a condutores por um processo de oxidação ou redução podendo ocorrer a incorporação de íons, processo este denominado de dopagem. Devese ressaltar que em alguns processos, a dopagem é simultaneamente protônica e oxidativa, como no caso de alguns polímeros como a polianilina. Essas reações redox proporcionam aumento da mobilidade dos elétrons e também da condutividade.Por exemplo, a polimerização de acetileno, C 2 H 2 , produz filmes plásticos compostos de dois isômeros geométricos, sendo a forma trans a mais estável do ponto de vista termodinâmico. A dopagem deste polímero, (CH) x , é possível tanto por substâncias doadoras de elétrons (Br -,AsF 5 -) como por aceptoras (Na + , K + ) 1 . A reação de dopagem envolve um processo de transporte de carga no qual sítios do monômero (unidade que se repete na estrutura do polímero) no estado oxidado e contra-íons compensadores de carga se difundem através do filme polimé-rico. A reação de oxidação pode ser efetuada tanto por aplicação de potencial apropriado como também usando um agente químico oxidante, porém, neste caso é o agente oxidante que se difunde pelo polímero 2 . A condutividade elétrica destes filmes origina-se a partir da estrutura eletrônica (delocalização de elétrons π) de sua cadeia polimérica. Em geral, a razão de transporte de carga num polímero eletroativo pode depender de alguns fatores como difusão e/ou migração de contra-íons no filme para manter a eletroneutralidade, tipo de solvente, morfologia da cadeia polimérica, concentração do monômero, potencial, carga ou corrente aplicados e duração. Além disso, mudanças nas propriedades dos polímeros podem ser induz...

Electrochemical sensors: a powerful tool in analytical chemistry

“…30 Also a tubular ion selective electrode based on the ionophore nanoctin on PVC membrane is described for ammonium determination. 31 An example of macrocyclic compound used for anion recognition was described by Stradiotto and co-workers 16 These authors have developed novel acyclic ruthenium (II) bipyridyl complexes, shown in Figure 1, which were designed as receptor complexes and which were successfully applied as potentiometric sensors for chloride ions.…”

Filmes de polipirrol aplicados no desenvolvimento de eletrodos descartáveis seletivos a íons fluoreto

“…O aspecto mais interessante envolvido na síntese do polipirrol é que em sua forma oxidada o filme incorpora ânions como contra-íons, para manter a eletroneutralidade do sistema [4] . A capacidade de incorporação de diferentes ânions na estrutura polimérica durante o processo de polimerização afeta diretamente propriedades como adesão, condutividade, morfologia, resistência mecânica e atividade química [5] e também confere seletividade ao íon dopante o que possibilita o uso deste material para a construção de eletrodos íon-seletivos as espécies incorporadas. Na literatura são verificados relatos do uso do polipirrol para a determinação de diversas espécies de interesse, como por exemplo, nitrato [6] , cloreto [7] , perclorato [8] , dipirona [9] e sacarina [10] .…”