“integrando a eletroquímica e eletroanalítica em minas...

XX Simpósio Brasileiro de Eletroquímica e Eletroanalítica

Center Convention – Uberlândia - MG

17 a 21 de agosto de 2015

Workshop:

“Integrando a eletroquímica e eletroanalítica em Minas

Gerais: desafios e perspectivas da atuação em rede”

Organização:

Prof. Dr. André Luiz dos Santos (UFU/Pontal)

Prof. Dr. Arnaldo César Pereira (UFSJ)

APOIO:

Uberlândia - 2015




Apresentação

A eletroquímica é uma área que se destaca por ser extremamente abrangente,

diversificada e que frequentemente gera conhecimentos que culminam no desenvolvimento de

novas tecnologias que rapidamente tornam-se acessíveis à sociedade. Exemplos dessas

tecnologias podem ser encontrados em dispositivos comerciais para conversão de energia, tais

como pilhas e baterias e em diversos sensores eletroquímicos rotineiramente empregados, tais

como: o eletrodo de vidro, sensores para glicose, para oxigênio, etc. Desta forma, além da

importância acadêmica da área, a mesma apresenta diversas aplicações práticas e tem

contribuído significativamente para a melhoria da qualidade de vida da sociedade em geral.

Recentemente, tem sido observado em Minas Gerais um aumento expressivo do número

de pesquisadores na área de eletroquímica/eletroanalítica, o que tem aumentado o número de

projetos e a qualidade das pesquisas desenvolvidas nesta área no Estado de Minas Gerais.

Reflexos deste aumento incluem um número significativo de bolsistas produtividade atuantes na

área; elevado número de projetos financiados pela FAPEMIG e CNPq e o fato de existirem

projetos de pesquisa em eletroquímica/eletroanalítica sendo desenvolvidos em praticamente todas

as Universidades Federais do Estado de Minas Gerais.

A Rede Mineira de Química, rede de pesquisa criada em 2009 e financiada pela FAPEMIG,

reconheceu a importância da área de eletroquímica/eletroanalítica para o Estado de Minas Gerais

e, em 2013, realizou o V Encontro da Rede Mineira de Química, na cidade de Diamantina, tendo a

eletroquímica/eletroanalítica como tema central. Este evento foi crucial para o fortalecimento da

área em Minas Gerais e evidenciou a necessidade de um contato maior entre os pesquisadores

atuantes em Minas Gerais para o fortalecimento da eletroquímica/eletroanalítica no Estado.

Dentre as ações desencadeadas a partir deste evento, destacam-se: a realização do XX SIBEE

em Minas Gerais na cidade de Uberlândia e a realização do I Workshop em Eletroquímica e

Eletroanalítica da SBQ - Regional Minas Gerais, realizado também em 2013 na cidade de São

João del Rei durante o XXVII Encontro Regional da SBQ.

Neste contexto, pretende-se, com esse workshop, reunir novamente os eletroquímicos e

eletroanalíticos do Estado de Minas Gerais para que estes apresentem suas pesquisas e discutam

sobre seus avanços e dificuldades. Pretende-se também criar um espaço para reflexões sobre

como a área de eletroquímica/eletroanalítica está inserida na Rede Mineira de Química e quais

ações conjuntas podem ser desenvolvidas visando fortalecer e impulsionar a ciência, a tecnologia

e a inovação no Estado de Minas Gerais.




PROGRAMAÇÃO

Horário Evento

08:30-08:40 Abertura

08:40-09:10 Apresentação 1: Controle de Qualidade e Segurança Alimentar em Bebidas e Alimentos - Profa. Dra. Adelir Aparecida Saczk (UFLA)

09:10-09:15 Discussão sobre a apresentação 1

09:15-09:45 Apresentação 2: Preparação, síntese e caracterização de plataformas eletroquímicas funcionalizadas para aplicação em biossensores - Prof. Dr. Lucas Franco Ferreira (UFVJM)


09:50-10:20 Apresentação 3: Inserção iônica em hexacianoferratos de Cu-Fe – aplicação e propriedades em armazenagem de energia - Prof. Dr. Luciano Andrey Montoro (UFMG)


10:25-10:45 Coffee break

10:45-11:15 Apresentação 4: A contribuição dos pesquisadores de Minas Gerais no GEEQFor: 5 anos de uma parceria de sucesso - Prof. Dr. Marcelo Firmino de Oliveira (USP-RP)


11:20-11:50 Desafios e perspectivas da atuação em rede e a Rede Mineira de Química - Prof. Dr. João Marcos Madurro (UFU)

11:50-12:00 Encerramento




Workshop - Integrando a eletroquímica e eletroanalítica em Minas

Gerais: desafios e perspectivas da atuação em rede

Resumos das Palestras

Uberlândia - 2015




Controle de Qualidade e Segurança Alimentar em Bebidas e Alimentos

Quality Control and Food Safety in Beverages and Foods

A. A. Saczk1

1 Universidade Federal de Lavras, Campus Universitário, Caixa Postal 3037 – Lavras/MG - Brasil

Resumo: A oferta de alimentos de forma globalizada e a evolução da complexidade da cadeia

alimentar tem chamado atenção das autoridades quanto à segurança alimentar. Alguns alimentos podem ser expostos a agentes biológicos, físicos e químicos durante a sua cadeia de produção, e subsequentemente, apresentar traços residuais, representando riscos para a saúde humana. Segundo legislações nacionais e internacionais e, ainda, algumas organizações, como a Organização Mundial da Saúde (OMS), os alimentos não devem conter vestígios das substâncias utilizadas durante sua produção, para não comprometer a saúde humana. No Brasil o Ministério de Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) fiscaliza, investiga e realiza auditorias para garantir a segurança e a qualidade dos alimentos. A problemática envolvida em relação à análise em segurança alimentar é o monitoramento de elementos traços. Com isso cresce a necessidade de métodos mais sensíveis e seletivos para a determinação destes compostos, com precisão e exatidão. As técnicas eletroquímicas apresentam-se como ferramentas de monitoramento de compostos residuais em alimentos, uma vez que oferecem alta sensibilidade e seletividade, possibilidade de ser transportadas para sistemas portáteis e baixo custo. Foi desenvolvido um método analítico para quantificação de arsênio em cachaça utilizando eletrodo de pasta modificado com nanotubos de carbono usando a técnica voltamétrica de pulso diferencial com redissolução catódica. Neste trabalho os limites de detecção e de quantificação de arsênio em cachaça foi de 3,4 e 11,2 µg L

-1, abaixo do

valor máximo permitido de arsênio que é de 100 µg L-1

, segundo a Instrução Normativa nº 13 de 2005 do MAPA. Neste contexto, foi desenvolvido uma metodologia eletroanalítica para determinação simultânea de íons cobre e chumbo em cachaça empregando eletrodo de pasta de carbono modificada com ácido ascórbico e nanotubos de carbono, utilizando a técnica de voltametria de onda quadrada com redissolução anódica. Os resultados obtidos neste método foram concordantes com os obtidos por espectrometria de absorção atômica com chama e podem ser empregados com êxito para a quantificação de cobre e chumbo em amostras de cachaça. Outro contaminante estudado no grupo de pesquisa é a acrilamida. A formação deste contaminante ocorre em alimentos ricos em carboidratos quando estes são submetidos a altas temperaturas. Estudos realizados com várias espécies animais tem mostrado que a acrilamida possui ações tóxicas principalmente no sistema nervoso. Desta forma, os métodos eletroanalíticos têm sido desenvolvidos para quantificação deste contaminante e os resultados são concordantes com as técnicas convencionais de análises.Também tem sido estudado, o comportamento voltamétrico do anestésico tricaína e aplicado em análise residual de filés de peixes. Neste sentido, este trabalho vem contribuir para determinação de níveis aceitáveis deste anestésico, uma vez que não há controle deste resíduo no pescado. Assim, a segurança alimentar é uma área de pesquisa em crescimento, com expectativas promissoras no estudo envolvendo eletroquímica/eletroanalítica.

Agradecimentos: CNPq, FAPEMIG, Capes, RMQ, LGRQ/UFLA, DQI/UFLA Referências: [1] Tavares, E. F. L.; Okumura, L. L.; Cardoso, M. G.; Oliveira, M. F.; Magriotis, Z. M.; Saczk, A. A. J. Braz. Chem. Soc. 9 (2012) 1614-1622.

[2] Teixeira, M. C.; Tavares, E. F. L.; Okumura, L. L.; Cardoso, M. G.; Oliveira, M. F.; Magriotis, Z. M.;

Saczk, A. A. Food Chemistry 154 (2014) 38-43.

* e-mail do autor principal: [email protected]




Preparação, síntese e caracterização de plataformas eletroquímicas funcionalizadas para aplicação em biossensores

Preparation, synthesis and characterization of electrochemical functionalized platforms for use in biosensors

Lucas Franco Ferreira*

Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri – UFVJM, Instituto de Ciência e Tecnologia – ICT, Campus

JK, Rodovia MGT 367 - Km 583, nº 5000, Alto da Jacuba, Diamantina/MG, 39.100-000

Plataformas eletroquímicas preparadas com filmes poliméricos, provenientes de monômeros funcionalizados, podem originar materiais que exibem interessantes propriedades, sejam elas ópticas, elétricas, físicas e/ou químicas antes encontradas somente em sistemas inorgânicos. A utilização deste tipo de suporte agregado à detecção eletroquímica tem sido uma área ascendente no desenvolvimento de biossensores, pois apresentam resultados com maior sensibilidade, reprodutibilidade para imobilização, incorporação e detecção de biomoléculas, uma vez que, quando este tipo de material está adsorvido sobre os eletrodos, pode-se garantir maior eficiência de interação entre as partes. Tais biomoléculas podem ser enzimas, anticorpos, antígenos, fragmentos de DNA, fungos, tecidos, dentre outras, e quando imobilizadas sobre as superfícies de um transdutor, combinam a especificidade do componente biológico com concomitante seletividade e sensibilidade do transdutor. Por definição, biossensor é um dispositivo de sensoriamento onde o agente de reconhecimento é o material biológico com reações de afinidade ou atividade catalítica. Este agente biológico está intimamente ligado ao transdutor que irá converter este sinal biológico em um sinal químico e/ou físico, que então possa ser mensurado e analiticamente quantificado. Sabe-se que os métodos analíticos clássicos geralmente lidam com algumas desvantagens, dentre elas as difíceis etapas de pré-tratamento, longo tempo de análise, interferência de matriz, necessidade de mão de obra bem treinada para utilização de equipamentos, e geralmente alto custo tanto de reagentes como de instrumentos. Por outro lado, os biossensores tendem a se tornar uma opção ao uso destes métodos para aplicações diversas, por exemplo, no campo de análises clínicas, monitoramento ambiental e análises na indústria de alimentos, uma vez que, proporcionam características importantes como: baixo tempo de resposta, alta sensibilidade e seletividade, custo de análise relativamente baixo, possibilidade de miniaturização e dispensa a necessidade de mão de obra qualificada para operação. Os biossensores podem ser divididos basicamente em duas classes: os catalíticos, que utilizam enzimas imobilizadas e os de afinidade, que utilizam anticorpos, DNA ou peptídeos, como moléculas de bioreconhecimento. Também podem ser classificados de acordo com o tipo de biomolécula imobilizada sobre o transdutor. Desta forma, são dadas as seguintes denominações: Genossensores aos biossensores contendo oligonucleotídeos, produtos de PCR ou fragmentos de DNA; Biossensores enzimáticos: onde o componente biológico é uma enzima; Imunossensores que são biossensores contendo um antígeno ou anticorpo como componente biológico e os Biossensores Microbiológicos onde componente biológico é representado por fungos, bactérias organelas vegetais e animais dentre outras. Os mecanismos de transdução mais comumente utilizados são eletroquímicos, ópticos, térmicos e piezoelétricos, sendo que o tipo de transdução de sinal está diretamente relacionado à característica física ou química do produto gerado pelo componente biológico. Neste sentido, a discussão irá englobar principalmente a preparação, síntese e caracterização de novos materiais poliméricos, derivados de monômeros funcionalizados, os quais podem ser produzidos por meio de técnicas eletroquímicas, como voltametria cíclica e cronoamperometria, visando ainda, uma abordagem sobre o desenvolvimento de biossensores na aplicação do monitoramento de alguns poluentes ambientais, bem como diagnóstico de doenças infectocontagiosas.

*e-mail: [email protected]




Inserção iônica em hexacianoferratos de Cu-Fe – aplicação e propriedades em armazenagem de energia

Ionic insertion in Cu-Fe hexacyanoferrates - application and properties in energy storage

L. A Montoro

Universidade Federal de Minas Gerais, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Química, Pampulha 31270901 - Belo Horizonte, MG - Brasil

Resumo: Neste trabalho são estudados uma série de materiais análogos ao azul da Prússia, formados por hexacianoferratos (III) de Cu (II) e Fe (II) na forma de soluções sólidas. Estes materiais são aplicados em reações de eletroinserção iônica de íons Na

+ e Li

+ em elétrólitos aquosos, de maneira a avaliar a viabilidade

para o desenvolvimento de baterias recarregáveis de baixo custo e mais seguras. Análises complementares baseadas em espectroscopia Mössbauer foram dedicadas ao estudo dos mecanismos de descarga nestes materiais com a identificação precisa dos estados eletrônicos envolvidos. Este estudo apresenta resultados bastante promissores, indicando capacidades de energia da ordem de 80 - 120 mA.h.g

-1 em taxas de

descarga de 1C – 20C. Os estudos físico-químicos realizados permitiram ainda um melhor entendimento dos mecanismos de descarga, contribuindo para o futuro planejamento e desenvolvimento de novos materiais. Agradecimentos: FAPEMIG

* e-mail do autor principal: [email protected]




A contribuição dos pesquisadores de Minas Gerais no GEEQFor: 5 anos de uma parceria de sucesso.

The contribution of Minas Gerais researchers in the GEEQfor: 5 years of a successful partnership.

M.F. de Oliveira (1,*)

1 GEEQFor - Grupo de Eletroquímica, Eletroanalítica e Química Forense - Departamento de Química - Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto - Universidade de São Paulo, Avenida Bandeirantes, 3900 – Ribeirão

Preto – SP – Brasil

Resumo: Este trabalho reporta a importância das parcerias realizadas entre o GEEQFor - Grupo de Eletroquímica, Eletroanalítica e Química Forense - e os pesquisadores de instituições mineiras de ensino e pesquisa. Dos 33 artigos científicos publicados pelo GEEQFor ao longo dos últimos 5 anos, 22 contaram com a participação efetiva de pesquisadores de instituições mineiras, estando presentes portanto em 67% destes trabalhos. Foram publicados 13 artigos científicos no âmbito da eletroquímica e eletroanalítica [1-13], bem como 9 artigos nas áreas de biocombustíveis [15-17,19-22] e química forense [14,18]. As amizades oriundas dos períodos de graduação e pós-graduação, associadas à similaridade entre as linhas de pesquisa, bem como o envolvimento em projetos de pesquisa anteriores, coordenados por ex-orientadores, constituíram em fatores motivadores para uma interação consolidada entre os colegas. Além dos artigos, a produção científica oriunda destas parcerias possibilitou a elaboração de livros, capítulos de livros, trabalhos em congressos, palestras e orientações de graduação e pós-graduação, as quais não caberiam neste resumo. No âmbito do XX SIBEE, serão apresentados os resultados obtidos na área de eletroquímica e eletroanalítica, envolvendo metodologias voltamétricas para análises de contaminantes orgânicos e inorgânicos em biocombustíveis [1,2,10], em aguardentes produzidas em Minas Gerais [4,6,7,11], desenvolvimento de materiais eletródicos [3], análises de biocidas em alimentos [8,12,13] e análise de entorpecentes [9]. Agradecimentos: FAPESP, CNPq, FAPEMIG e Capes Referências: [1] M.F. de Oliveira, A.A. Saczk, L.L. Okumura, N.R. Stradiotto, Energy Fuels 23 (2009) 4852–4859 [2] L.L. Okumura,M.F. de Oliveira, A.A. Saczk, N.R. Stradiotto et AL. Electroanalysis 23 (2011) 2456 – 2461 [3] M.F. de Oliveira, Santos, A.L., Oiye, E.N., et AL. Macromol. Symp. 299/300 (2011) 147–155 [4] A.A. Saczk, L.L. Okumura, M.F. de Oliveira, Z.M. Magriotis, et AL. ECS Transactions, 43 (2012) 225-229 [5] L.L. Okumura, A.A. Saczk, M.F. de Oliveira, et Al. J. Braz. Chem. Soc., 22 (2011) 652-659 [6] L.L. Okumura, A.A. Saczk, M.F. de Oliveira, et AL. J. Braz. Chem. Soc. 23 (2012) 1614-1622 [7] A.A. Saczk, L.L. Okumura, M.F. de Oliveira, Z.M. Magriotis, et AL. ECS Transactions, 43 (2012) 231-235 [8] L.L. Okumura, A.A. Saczk, M.F. de Oliveira, H. Aleixo. J. Electrochem. Soc 159 (2012) B775-B781 [9] M.F. de Oliveira, A.A. Saczk, L.L. Okumura et AL. Forensic Sci. Int. 221 (2012) 29–32 [10] M.F. de Oliveira, R.M. Takeuchi, Santos, A.L. Stradiotto, NR. L.G. Caetano. Fuel 106 (2013) 837–842 [11] A.A. Saczk, L.L. Okumura, Z.M. Magriotis, M.F. de Oliveira, et AL. Food Chem. 154 (2014) 38–43 [12] A.A. Saczk, M.F. de Oliveira, A.C.C. Fulgencio. Food Anal. Methods 7 (2014) 31–38 [13] A.P. Assis, L.L. Okumura, A.A. Saczk, M.F. de Oliveira, et Al. J. Braz. Chem. Soc., 25 (2014) 27-35 [14] M.F. de Oliveira, A.A. Saczk, L.L. Okumura, J.Q. Alves et AL. Eclet. Quim. 34 (2009) 77-83 [15] M.F. de Oliveira, A.C.F. Batista, H.S. Rodrigues, A.T. Vieira et AL. J. Biomed. Biotech. (2011) 1-4 [16] M.F. de Oliveira, A.C.F. Batista, M.H. Terrones, A.T. Vieira, F.M. Portela. J. Biofuels 2 (2011) 64-70 [17] M.F. de Oliveira, A.C.F. Batista, M.H. Terrones et AL. Chem, Tech. Fuels and Oils 48 (2012) 13-16 [18] M.F. de Oliveira, A.A. Saczk, L.L. Okumura, Balbino, M.A. et AL. Bras. J. Forensic Sci. 1 (2012) 20–28 [19] A.C.F. Batista, M.F. de Oliveira, M.H. Terrones et AL. Chem, Tech. Fuels and Oils 48 (2012) 83-89 [20] A.C.F. Batista, M.F. de Oliveira, A.T. Vieira, Silva, T.A. Adv Petroleum Explor. Develop. 5 (2013) 83-88 [21] A.C.F. Batista, M.F. de Oliveira, A.T. Vieira, Silva, T.A. et Al. Fuel 136 (2014) 10–18 [22] M.F. de Oliveira, A.C.F. Batista, M.H. Terrones et AL. Energy 67 (2014) 569-574

* [email protected]

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