Ultrasonically Enhanced Voltammetric Analysis and Applications: An Overview

Abstract

Ultrasonically enhanced voltammetric measurements have been successfully applied for the detection of a wide range of trace metals. These are reviewed and the beneficial effects of power ultrasound applied to electroanalysis highlighted, most notably the possibility for quantitative analysis in otherwise highly passivating media, where classical electrochemical techniques often fail.

Aplicação do ultra-som em sistemas eletroquímicos: considerações teóricas e experimentais

“…O modelo da camada de difusão permite uma descrição do transporte de massa à interface do eletrodo considerando uma subcamada laminar próxima à superfície e um gradiente de concentração aproximadamente linear através de uma fina camada adjacente ao eletrodo. A Equação 1 descreve o transporte em um eletrodo submetido à radiação de ultra-som baseado no modelo eletródico "acessivelmente" uniforme (valor da δ constante sobre a superfície do eletrodo), sendo o eletrodo maior que o tamanho da δ 1,3 .…”

“…A δ é uma função dos coeficientes de difusão, δ(D) = D x , onde o expoente x pode ser considerado um indicador da natureza do processo de transporte de massa 70 . Experimentos conduzidos utilizando a geometria "face-on" mostraram que um eletrodo sob a presença do ultra-som se comporta como um eletrodo hidrodinâmico 1,3 . Nesses casos de difusão e convecção simultâneas, o gradual aumento na δ que ocorre com o aumento da distância entre a colisão do fluxo e a superfície leva a uma diminuição no fluxo difusional.…”

“…Em alguns casos, o poder do ultra-som transforma sinais invisíveis de espécies metáli-cas em sinais capazes de serem quantificados 3 . Exemplos dessa limpeza eletródica são mostrados na Figura 3 onde, para compostos como o carbaril (inseticida) e o 4-nitrofenol (proveniente da degradação de pesticidas organofosforados), sucessivas varreduras por SWV na ausência do ultra-som mostraram uma diminuição na resposta voltamétrica, justificada pelo bloqueio da superfície eletródica, devido à adsorção de produtos da oxidação de ambos os compostos.…”

“…Já na presença do ultra-som, essas varreduras sucessivas apresentaram respostas semelhantes, mostrando que o ultra-som aplicado nestas condições é capaz de limpar a superfície eletródica. Adicionalmente, para os dois compostos, observou-se o aumento da intensidade de corrente do primeiro voltamograma obtido na presença do ultra-som, gerado pelo aumento do transporte de massa, se comparado ao pri- ) na ausência (1)(2)(3)(4)(5) e na presença do ultrasom (6)(7)(8)(9)(10) A seguir são mostrados os trabalhos encontrados na literatura relativos à sonoeletroanálise de espécies metálicas e de alguns compostos orgânicos e à combustão eletroquímica de compostos orgâ-nicos na presença do poder do ultra-som.…”

“…Os benefícios do ultra-som em processos eletroquímicos têm sido bastante relatados e explorados na literatura [1][2][3][4][5] . Os trabalhos de revisão encontrados relatam aspectos teóricos do efeito do ultrasom em experimentos eletroquímicos e mostram a aplicação destes sistemas na análise de metais em água (eletrólito suporte) e em amostras complexas.…”