Derivatização eletroquímica da álcoois num sistema em fluxo para determinação quantitativa por eletroforese capilar com detecção condutométrica sem contato

• Autor(a) principal: Santos, Mauro Sergio Ferreira
• Data de Publicação: 2012
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/46/46136/tde-26042013-102404/
• topic: Análise de álcoois por eletroforese capilar; Analysis of alcohols by capillary electrophoresis; Analytical chemistry; Derivatização eletroquímica; Electrochemical derivatization; Quantificação de etanol em cerveja; Quantification of ethanol in beer; Química analítica

A eletroforese capilar (CE) é uma técnica poderosa de separação que explora as diferenças na mobilidade de espécies iônicas sob efeito do campo elétrico. Não permite, contudo, separação de misturas de moléculas neutras, possível mediante formação de complexos com carga, derivatização química ou cromatografia eletrocinética micelar (MEKC). A derivatização eletroquímica tem sido usada em combinação com HPLC, entre outras técnicas, mas não ainda com CE e para fins quantitativos, como proposto e demonstrado nesta dissertação, em que se enfoca, como sistemas modelo, álcoois primários de cadeia curta e se recorre a sistema em fluxo designado de EC-CE-C4D, que consiste de uma célula eletroquímica acoplada com equipamento de eletroforese capilar provido de detector de condutividade sem contato direto com os eletrodos. O sistema EC-CE-C4D, inicialmente concebido para efetuar pré-concentração e redissolução eletroquímica de metais seguida de separação eletroforética, possibilitou também o monitoramento de produtos com carga, formados em processos eletrocatalíticos, fato que inspirou a investigação da aplicabilidade, também do sistema à derivatização eletroquímica de analitos neutros em iônicos ou ionizáveis. Inicialmente, a oxidação de etanol foi avaliada por voltametria cíclica em eletrodos de ouro, paládio e platina policristalinos, nos meios ácido, neutro e alcalino. Maior formação de ácido acético se deu sobre platina em meio ácido (pH = 2,3). Entre os tampões avaliados por simulação (PeakMaster 5.1) para a separação dos carboxilatos, o TRIS/HCl (pH = 8,6) foi favorável em termos de resolução, rapidez e sensibilidade. Após a eletrooxidação da amostra sobre Pt a 1,6 V vs. Ag/AgCl por 60 s seguida de transferência de nanolitros dos produtos formados para o capilar por injeção hidrodinâmica, o meio ácido é trocado pelo tampão de corrida com auxílio de microbombas controladas por computador. A eficiência da conversão eletroquímica dos álcoois em carboxilatos, de 16% para etanol e propanol nas condições adotadas, apesar de não muito eficiente, proporcionou boa repetibilidade e limites de quantificação ao redor de 5 10-5 mol L-1 para etanol, 1-propanol, 1-butanol e 1-pentanol, ou seja, cerca de 20 vezes melhores que os reportados para MEKC. As curvas analíticas para os 4 álcoois apresentaram boa linearidade (R > 0,996) e a boa separação entre os picos permitindo determinações quantitativas simultâneas. Como exemplo de aplicação a amostras reais, demonstrou-se a determinação quantitativa de etanol em cerveja Pilsen convencional (teor alcoólico 4,5% vol.) e sem álcool (teor alcoólico <0,5% vol.), diluídas de 1000 vezes e 100 vezes, respectivamente. A repetibilidade das análises foi muito boa (~6% DPR, n = 40), indicando a estabilidade do sistema automático e ausência de envenenamento da superfície do eletrodo. Resultados ainda melhores foram obtidos utilizando 1-propanol como padrão interno para a determinação de etanol. Comparação dos resultados da dosagem alcoólica obtida com o sistema EC-CE-C4D e por CG-FID não apresentou diferença significativa utilizando um intervalo de confiança de 95 %, demonstrando a efetividade e concordância da nova combinação de técnicas. Este trabalho pioneiro, aliando derivatização eletroquímica com a eletroforese para a quantificação de espécies neutras, abre perspectivas de pesquisa não só para aprofundamento e otimização da análise de álcoois, como para a derivatização de outras espécies neutras na faixa de pH comum em CE, como aldeídos e açúcares.