roteiro voltametria - prática 2014.1
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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).
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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.