Desenvolvimento de método voltamétrico para a determinação simultânea de pesticidas em água utilizando eletrodo compósito
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Data de Publicação: | 2020 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMT |
Texto Completo: | http://ri.ufmt.br/handle/1/4980 |
Resumo: | This work describes the development and validation of the electroanalytical method for quantification of the pesticides carbendazim (CBZ), diuron (DI) and carbofuran (CF) in surface water, using a composite electrode (EC) based on graphite and polycaprolactone (PCL) with and without modification with gold nanoparticles (AuNPs). The ECs were made in the proportion of 70% (mass of graphite), and the modified EC incorporated 5% of AuNPs anchored in Carbon Vulcan, in the proportion of 25:45:30 (% m) (AuNPs/C:Graphite:PCL) , maintaining the proportion of 70% in carbonaceous material in the composite. The analytical application of ECs was evaluated for the individual and simultaneous determination of pesticides. For CBZ, a quasi-reversible oxidation peak was observed at +0.76 V, while for DI and CF an irreversible oxidation peak at +0.88 V and +1.32 V vs. Ag/AgCl, respectively, in 0.1 mol L-1 phosphate buffer (pH 7.0), characterized by diffusion-controlled processes. The instrumental parameters of differential pulse voltammetry have been optimized, with the best response in terms of sensitivity and selectivity obtained by applying pulse amplitude (△Ep) of 50 mV, potential increase (Es) of 5 mV and pulse time (tp) of 0.2s. The modification of EC with AuNPs did not result in improved sensitivity in the response to pesticides. However, it was observed that the response to EC when compared to the glassy carbon electrode showed a higher signal intensity for the simultaneous determination of pesticides. The simultaneous analytical curve was obtained in the concentration range of 10 to 105 µg L1 (R2 = 0.9967) for CBZ and 100 to 1059 µg L-1 (R2 = 0.9979) for DI and from 4.0 to 43.0 mg L-1 (R2 = 0.9993) for CF, with detection limits (LD) of 4.0 µgL-1 , 35.0 µg L-1 and 1.0 mg L-1 for CBZ, DI and CF respectively. For the binary analysis of CBZ and DI a concentration range of 5 to 105 µg L-1 (R2 = 0.9987) was obtained for CBZ and 50 to 1059 µg L-1 (R2 = 0.9934) for DI, with lower detection and quantification limits reached of 18.0 µg L-1 and 55.0 µg L-1 for DI, with DPR less than 5%. The proposed method was applied for simultaneous determination of pesticides in fortified surface water samples without the need for any type of sample pretreatment, with recoveries between 78.0 to 88.8% for CBZ and between 79.4 to 105.5% for DI, and showed no significant differences with the reference chromatographic method at a 95% confidence level, demonstrating the applicability of the method. |
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Desenvolvimento de método voltamétrico para a determinação simultânea de pesticidas em água utilizando eletrodo compósitoCarbendazimDiuronCarbofuranoPolicaprolactonaNanoparticulas de AuCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICACarbendazimDiuronPolycaprolactoneAu nanoparticlesThis work describes the development and validation of the electroanalytical method for quantification of the pesticides carbendazim (CBZ), diuron (DI) and carbofuran (CF) in surface water, using a composite electrode (EC) based on graphite and polycaprolactone (PCL) with and without modification with gold nanoparticles (AuNPs). The ECs were made in the proportion of 70% (mass of graphite), and the modified EC incorporated 5% of AuNPs anchored in Carbon Vulcan, in the proportion of 25:45:30 (% m) (AuNPs/C:Graphite:PCL) , maintaining the proportion of 70% in carbonaceous material in the composite. The analytical application of ECs was evaluated for the individual and simultaneous determination of pesticides. For CBZ, a quasi-reversible oxidation peak was observed at +0.76 V, while for DI and CF an irreversible oxidation peak at +0.88 V and +1.32 V vs. Ag/AgCl, respectively, in 0.1 mol L-1 phosphate buffer (pH 7.0), characterized by diffusion-controlled processes. The instrumental parameters of differential pulse voltammetry have been optimized, with the best response in terms of sensitivity and selectivity obtained by applying pulse amplitude (△Ep) of 50 mV, potential increase (Es) of 5 mV and pulse time (tp) of 0.2s. The modification of EC with AuNPs did not result in improved sensitivity in the response to pesticides. However, it was observed that the response to EC when compared to the glassy carbon electrode showed a higher signal intensity for the simultaneous determination of pesticides. The simultaneous analytical curve was obtained in the concentration range of 10 to 105 µg L1 (R2 = 0.9967) for CBZ and 100 to 1059 µg L-1 (R2 = 0.9979) for DI and from 4.0 to 43.0 mg L-1 (R2 = 0.9993) for CF, with detection limits (LD) of 4.0 µgL-1 , 35.0 µg L-1 and 1.0 mg L-1 for CBZ, DI and CF respectively. For the binary analysis of CBZ and DI a concentration range of 5 to 105 µg L-1 (R2 = 0.9987) was obtained for CBZ and 50 to 1059 µg L-1 (R2 = 0.9934) for DI, with lower detection and quantification limits reached of 18.0 µg L-1 and 55.0 µg L-1 for DI, with DPR less than 5%. The proposed method was applied for simultaneous determination of pesticides in fortified surface water samples without the need for any type of sample pretreatment, with recoveries between 78.0 to 88.8% for CBZ and between 79.4 to 105.5% for DI, and showed no significant differences with the reference chromatographic method at a 95% confidence level, demonstrating the applicability of the method.Este trabalho descreve o desenvolvimento e a validação do método eletroanalítico para quantificação dos pesticidas carbendazim (CBZ), diuron (DI) e carbofurano (CF) em água superficial, empregando um eletrodo compósito (EC) a base de grafite e policaprolactona (PCL) com e sem a modificação com nanopartículas de ouro (AuNPs). Os ECs foram confeccionados na proporção de 70% (massa de grafite), e o EC modificado incorporou 5% de AuNPs ancoradas em Carbon Vulcan, na proporção de 25:45:30 (% m) (AuNPs/C:Grafite:PCL), mantendo a proporção de 70% em material carbonáceo no compósito. A aplicação analítica dos ECs foi avaliada para a determinação individual e simultânea dos pesticidas. Para CBZ, foi observado um pico de oxidação quase-reversível em +0,76 V, enquanto para DI e CF um pico de oxidação irreversível em +0,88 V e +1,32 V vs. Ag/AgCl, respectivamente, em tampão fosfato 0,1 mol L-1 (pH 7,0), caracterizados por processos controlados por difusão. Os parâmetros instrumentais da voltametria de pulso diferencial foram otimizados, sendo a melhor resposta em termos de sensibilidade e seletividade obtida aplicando-se amplitude de pulso (△Ep) de 50 mV, incremento de potencial (Es) de 5 mV e tempo de pulso (tp) de 0,2s. A modificação do EC com as AuNPs não acarretou melhora de sensibilidade na resposta para os pesticidas. No entanto foi observado que a resposta para EC quando comparada ao eletrodo de carbono vítreo apresentou maior intensidade de sinal para a determinação simultânea dos pesticidas. A curva analítica simultânea foi obtida na faixa de concentração de 10 a 105 µg L-1 (R2 = 0,9967) para CBZ e 100 a 1059 µg L-1 (R2 = 0,9979) para DI e de 4,0 a 43,0 mg L-1 (R2 = 0,9993) para CF, com limites de detecção (LD) de 4,0 µgL-1 , 35,0 µg L-1 e 1,0 mg L-1 para CBZ, DI e CF respectivamente. Para a análise binária de CBZ e DI foi obtida a faixa de concentração de 5 a 105 µg L-1 (R2 = 0,9987) para CBZ e 50 a 1059 µg L-1 (R2 = 0,9934) para DI, com menores limites de detecção e quantificação alcançados de 18,0 µg L -1 e 55,0 µg L-1 para DI, com DPR menores que 5%. O método proposto foi aplicado para determinação simultânea dos pesticidas em amostras de água superficial fortificadas sem a necessidade de nenhum tipo de pré-tratamento da amostra, com recuperações entre 78,0 a 88,8% para CBZ e entre 79,4 a 105,5% para DI, e não mostrou diferenças significativas com o método cromatográfico de referência em um nível de confiança de 95%, demonstrando a aplicabilidade do método.Universidade Federal de Mato GrossoBrasilInstituto de Ciências Exatas e da Terra (ICET)UFMT CUC - CuiabáPrograma de Pós-Graduação em QuímicaCastilho, Marilzahttp://lattes.cnpq.br/3560580165299597Castilho, Marilza095.426.918-74http://lattes.cnpq.br/3560580165299597Brugnera, Michelle Fernanda228.077.838-64http://lattes.cnpq.br/5210611443974911095.426.918-74Flumignan, Danilo Luiz834.517.491-49http://lattes.cnpq.br/3524264298241361Silva, Gleiciane Barros Ferreira da2024-01-02T13:04:13Z2021-07-272024-01-02T13:04:13Z2020-04-14info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisSILVA, Gleiciane Barros Ferreira da. Desenvolvimento de método voltamétrico para a determinação simultânea de pesticidas em água utilizando eletrodo compósito. 2020. 105 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Ciências Exatas e da Terra, Cuiabá, 2020.http://ri.ufmt.br/handle/1/4980porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UFMTinstname:Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)instacron:UFMT2024-01-04T06:01:21Zoai:localhost:1/4980Repositório InstitucionalPUBhttp://ri.ufmt.br/oai/requestjordanbiblio@gmail.comopendoar:2024-01-04T06:01:21Repositório Institucional da UFMT - Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)false |
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