roteiro voltametria - prática 2014.1

UFMACCET DETQI Anlise Instrumental 2014.1 Profa. Snia Tanaka

Aula Experimental: Determinao dos Valores de Potencial e Nmero de Eltrons do Par Fe III(CN)63-/FeII(CN)64- por Voltametria Cclica

1. INTRODUO

Entre as tcnicas eletroqumicas, a voltametria compreende um conjunto de tcnicas que permitem

investigar processos eletroqumicos atravs da observao de relaes entre a corrente eltrica (I) e o potencial (E)

aplicado entre dois eletrodos imersos numa soluo eletroltica.

A voltametria cclica (VC) uma tcnica voltamtrica eficaz, verstil, importante e amplamente empregada.

Na VC, em primeiro lugar, a varredura de potencial feita em uma direo e, em seguida, na outra, enquanto a

corrente medida. Os parmetros importantes em um voltamograma cclico so o potencial de pico catdico, Epc, o

potencial de pico andico, Epa, a corrente de pico catdica, ipc, e a corrente de pico andica, ipa, (Figura 1). Testes

diagnsticos realizados a partir da observao da dependncia da intensidade de corrente com o potencial aplicado

em relao velocidade de varredura (v) permitem obter informaes relevantes sobre reversibilidade ou

irreversibilidade do processo de transferncia de eltrons, ocorrncia de reaes qumicas acopladas, fenmenos

catalticos e adsoro[7]. A VC tem sido amplamente utilizada na qumica orgnica, inorgnica, analtica gerando

principalmente informaes qualitativas sobre processos eletroqumicos sob diferentes condies. Frequentemente,

a primeira tcnica selecionada na investigao de um sistema que contm espcies eletroativas.

Figura 1 - Voltamograma cclico para um sistema reversvel, onde Epc o potencial de pico catdico, ipc a corrente

de pico catdica, Epa o potencial de pico andico e ipa a corrente de pico andica.

Em sistemas reversveis o potencial de reduo formal (E0) de um par reversvel centrado entre o potencial

do pico andico e o catdico, ou seja: E0 = (Epa + Epc)/2. O nmero (n) de eltrons transferidos na reao de eletrodo

para um par reversvel pode ser determinado por meio da separao entre os potenciais de picos e

aproximadamente 0,059 V.

1.1 Clula Eletroqumica e Instrumentao

Os experimentos eletroqumicos usualmente so realizados em uma clula contendo trs eletrodos imersos

na soluo a ser analisada (vide Figura 2):

1) O eletrodo de trabalho, onde se processa a reao de interesse. Na polarografia clssica, o eletrodo de

trabalho utilizado o eletrodo gotejante de mercrio;

2) O eletrodo de referncia, que fornece um potencial estvel, com o qual o potencial aplicado ao eletrodo de

trabalho comparado. Os eletrodos de referncia mais utilizados em polarografia so o eletrodo de calomelano

saturado (ECS) e o eletrodo de prata/cloreto de prata (Ag/AgCl);

3) O eletrodo auxiliar (ou contra-eletrodo), que consiste de um material condutor e quimicamente inerte,

como por exemplo, platina (Pt).

Figura 2 - Clula de trs eletrodos, utilizada em experimentos eletroqumicos.

A soluo a ser analisada deve conter a amostra dissolvida e um eletrlito de suporte tambm dissolvido,

numa concentrao mnima de 10-3 mol/L, para assegurar uma condutividade mdia da soluo requerida nas

medidas eletroqumicas.

O eletrlito de suporte deve ser escolhido de forma a no interferir nas reaes eletroqumicas das espcies

eletroativas analisadas no intervalo de potencial de interesse.

Entre os eletrlitos de suporte tpicos podemos destacar os do tipo:

cido: (HCI, HNO3, HClO4, H2SO4, etc.);

Bsico: (NaOH, KOH, NH4OH, etc.);

Sal: (NaCI, KCI, K2SO4, etc.);

Tampo: (acetato, fosfato citrato, tartarato, etc.).

2. OBJETIVO

O objetivo deste experimento utilizar a tcnica de voltametria cclica (VC) para determinar os valores de

potencial (E) e nmero de eltrons (n) do par FeIII(CN)63-/FeII(CN)64-.

3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL

Preparar uma soluo de estoque de K4Fe(CN)60,1 molL-1 em KCl 0,5 molL-1.

Efetuar um pr-tratamento da superfcie do eletrodo de trabalho atravs do polimento com alumina,

lavagem com gua e ultra-som.

Preencher a clula com K4Fe(CN)6 at imerso dos eletrodos.

Desaerar a soluo por 10 min.

Ajustar os parmetros do equipamento: Ei = -200 mV; Ef = +800 mV; direo = negativa para a positiva; v =

100 mV/s.

Conectar o eletrodo de trabalho.

Iniciar a varredura para obter o VC do par redox FeIII(CN)63-/FeII(CN)64-.

Os efeitos de v so observados, repetindo um experimento VC para cada velocidade (25, 50, 75, 100 mV/s).

Bibliografia: Skoog, D. A.; Holler, F. J. e Nieman, T. A. Princpio de Anlise Instrumental, ArtmedEditora S.A, So

Paulo, 2010.