Voltametria de micropartículas imobilizadas: fundamentos e aplicações analíticas

Abstract

Recebido em 9/11/09; aceito em 17/4/10; publicado na web em 1/9/10 VOLTAMMETRY OF IMMOBILIZED MICROPARTICLES: FUNDAMENTALS AND ANALYTICAL APPLICATIONS. The theoretical aspects of Voltammetry of Immobilized Microparticles (VIM) were discussed. The immobilization of microparticles on electrode surface, the electrode cleaning processes and the electrode materials were analyzed. The three-phase electrode model and the possible reactions between the immobilized particle and the electrolytic solution were discussed. In addition, this work discusses some selected applications of VIM published in the last years.Keywords: voltammetry of immobilized microparticles; solid materials; three-phase electrode. INTRODUÇÃOTradicionalmente, a eletroanalítica está associada aos estudos de substâncias dissolvidas em fases líquidas. Desde a descrição da voltametria por Kolthoff e Laitinen, em 1940, 1 este método analítico tornou-se o mais importante no campo da eletroquímica. Entretanto, para que estudos eletroanalíticos de substâncias sólidas fossem possíveis, novas estratégias experimentais e conceitos teóricos tiveram que ser aprimorados a fim de superar os problemas associados com a preparação da amostra e a eletroquímica de fases sólidas.Em 1989, as dificuldades experimentais puderam ser superadas com o surgimento de uma nova técnica desenvolvida por Scholz e colaboradores, 2,3 chamada inicialmente de voltametria abrasiva de redissolução (AbrSV -Abrasive Stripping Voltammetry) e, posteriormente, de voltametria de micropartículas imobilizadas (VIM -Voltammetry of Immobilized Microparticles).4 Esta técnica eletroanalítica baseia-se na imobilização de micropartículas de uma amostra sólida (menos de 1 μg) sobre a superfície de um eletrodo sólido adequado, o qual é imerso em um eletrólito líquido, e no subsequente registro de um sinal de corrente em função do potencial aplicado. 5,6 Os voltamogramas obtidos revelam informações sobre a composição química da amostra sólida.A imobilização de micropartículas tem se tornado um método bastante utilizado para ensaios diretos de sólidos devido à facilidade de preparação do eletrodo, evitando a dissolução da amostra, além de possibilitar uma análise rápida e de baixo custo.7 Além de ser um método indicado para determinações qualitativas e semiquantitativas, 8,9 também fornece informações sobre a cinética das reações redox de materiais sólidos. 4,10 Encontram-se, na literatura, textos dedicados exclusivamente à VIM, a exemplo de capítulos em livros-texto, 4,11 de alguns artigos de revisão publicados em periódicos especializados, 7,9,12 e um livro-texto dedicado aos seus fundamentos e aplicações, publicado por Scholz, Schröder e Gulaboski intitulado "Electrochemistry of Immobilized Particles and Droplets". 13Este artigo apresenta uma revisão sobre os fundamentos que envolvem a determinação voltamétrica de materiais sólidos e suas principais aplicações analíticas. Os principais tipos de eletrodos utilizados são descritos, assim como a sua limpeza e a imobilização mecânica de micropartículas à su...

Electroanalytical chemistry for the analysis of solids: Characterization and classification (IUPAC Technical Report)

“…In several instances, the electrochemical information can be used to obtain wider analytical information; reported applications include monitoring solid state reaction kinetics [218,219], tracing temperature profiles in fired monuments [181,208], authentication of archaeological pieces [220], and dating archaeological materials [221][222][223][224]. As recently reviewed [225], studies include applications to environmental analysis [226,227] and pharmacology, including estimation of anti-oxidative properties of vegetables [228,229]. A number of electroanalytical applications to determine analytes in solution based on electrocatalytic processes occurring carbon paste electrodes incorporating a wide variety of modifiers are known and are available in recent reviews [104][105][106][107]230].…”

Uso da voltametria de micropartículas (VMP) para identificação de elementos metálicos presentes em produtos de corrosão e pigmentos.

“…In 1989 a technique presented by Scholz, Nitschke and Henrion [18] evaded these two problems. In this technique, microparticles of a solid compound (less than 1 μg) are transferred to an electrode by abrasion [15,18,20]. An important characteristic of this technique is the possibility of reproducible measurements with the immobilized particles, which reflects the electrochemistry of the bulk of the microparticles [15].…”

“…An important characteristic of this technique is the possibility of reproducible measurements with the immobilized particles, which reflects the electrochemistry of the bulk of the microparticles [15]. This technique was initially called abrasive stripping voltammetry (AbrSV) and then, voltammetry of immobilized microparticles (VMP) [20].…”

“…The introduction of VMP in 1989, and the recent developments of voltammetric methods based on the immobilization of microquantities of solids on the electrode surface, provided a quick way to obtain useful analytical information about a solid compound through electrochemical measurements, helping to expand the field of applications of solid state electrochemistry [16]. In principle, every insoluble solid sample with elements that can undergo electrochemical reactions can be analyzed by VMP [20]. Along with experimental research, the theoretical model of the electrochemical processes of solid particles has been developed.…”

“…These features make it an interesting tool for analyzing works of cultural heritage, as will be detailed later. It has expanded the possibilities of electroanalysis of solids, thanks to its wide applicability, ease of electrode and sample preparation, besides enabling a quick analysis without the need for pre-treatment [17,20]. It can be used for qualitative and semi-quantitative analysis, and it can give information on the kinetics of redox reactions [20].…”