Resumo |
O desenvolvimento de sensores eletroquímicos é uma área de bastante interesse da comunidade científica. Sensores desse tipo quando estruturados da maneira adequada podem apresentar altíssima seletividade e sensibilidade na detecção e quantificação eletroquímica de diferentes elementos presentes em analitos diversos. Além disso, de um modo geral esses sensores são de fácil construção e de baixo custo e as análises demandam pouco tempo. As pesquisas atuais estão focadas no desenvolvimento de novos materiais que funcionem como camadas transdutoras e aperfeiçoamento das técnicas para possibilitar análises ágeis, reprodutíveis e confiáveis. Nesse contexto, o eletrodo com filme de bismuto (Bi) surgiu como alternativa para substituir os eletrodos de mercúrio (Hg), comumente utilizado como sensor de traços de metais pesados em amostras diversas. Além de apresentar as mesmas propriedades eletroquímicas do mercúrio, o bismuto é sólido a temperatura ambiente e não apresenta toxicidade. O objetivo deste trabalho foi a obtenção de filmes finos de bismuto via síntese eletroquímica e a descrição das propriedades morfológicas e eletroanalíticas do material. Os filmes finos de bismuto foram obtidos através de eletrodeposição potenciostatica em substratos metálicos de cobre, em diferentes potenciais e tempos de deposição. Os depósitos ocorreram em uma célula eletroquímica convencional de três eletrodos fixos e eletrólito contendo íons de Bi diluídos em solução ácida. As características morfológicas, como porosidade e tamanho de grãos, foram estudadas através de imagens da superfície dos filmes, via microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostram que filmes depositados com potenciais mais negativos apresentam maior porosidade com a presença de ramificações nos grãos, além de serem mais espessos e com uma distribuição de tamanho relativamente heterogênea. Essa mudança na morfologia dos depósitos se torna ainda mais evidente com o aumento do tempo de deposição de 45 para 90 segundos. Para verificar a aplicação analítica dos filmes finos e a influência da morfologia dos depósitos no sinal eletroanalítico, foi utilizada a técnica de voltametria de redissolução anódica (VRA) por onda quadrada em eletrólitos contendo traços de metal pesado cádmio (Cd) diluídos em solução de acetato de sódio. Inicialmente, foi feita uma otimização dos parâmetros de VRA, através do ajuste da amplitude, frequência e do tempo de pré-concentração. Os testes foram feitos nos diferentes depósitos e os resultados mostraram que filmes depositados com potencial de -0.8 V e tempo de 90 s, apresentam maior estabilidade e sensibilidade nas medidas e um limite de detecção de 12,5 g/L. Esses resultados ilustram a dependência do sinal eletroanalítico com a morfologia dos depósitos, e mostram que filmes com maior porosidade apresentam maior área superficial e por sua vez maior sensibilidade para detecção e quantificação de metais pesados em um eletrólito. |