Este trabalho tem por objetivo realizar estudos sobre as potenciais aplicações do compósito a base de grafite e borracha de silicone como material eletródico. O compósito foi aplicado na determinação de propranolol, uma droga antihipertensiva largamente utilizada no Brasil e rutina, um flavonóide com propriedades vasodilatadoras e antioxidantes. Os eletrodos foram preparados misturando-se proporções adequadas de pó de grafite e borracha de silicone, de maneira a obter um compósito com 70% de grafite (m/m). Dados de voltametria cíclica (CV) foram usados para estimar a região útil de trabalho para o eletrodo em diferentes eletrólitoes suporte e pH. Estudos usando CV foram utilizados para avaliar a resposta e o comportamento voltamétrico dos analitos propostos em relação a vários parâmetros. Para a quantificação foi utilizada voltametria de pulso diferencial (DPV), na qual foram obtidas curvas analíticas para definição de intervalos lineares de resposta e limites de detecção. Curvas analíticas também foram obtidas com eletrodo de carbono vítreo para comparação. Posteriormente, os procedimentos foram aplicados na determinação dos analitos em formulações farmacêuticas. Os resultados obtidos foram comparados com procedimentos padrão descritos na literatura. A rutina foi determinada no medicamento Novarrutiva e os resultados obtidos concordaram com o método de comparação com 95% de confiança. O propranolol foi determinado no medicamento Propranolol Ayerst? e os resultados concordaram com o método comparativo com 95% de confiança. Em todos os casos, com o eletrodo compósito foi obtido menor limite de detecção e maior região linear de resposta para os dois analitos, quando comparado ao eletrodo de carbono vítreo. / Studies regarding the applications of a graphite-silicone rubber composite as an electrode material have been performed and the results described in this work. The composite was used in the voltammetric determination of propranolol, an antihypertensive drug widely used in Brazil and rutin a flavonoid that presents both dilatation of blood vessels capabilities and antioxidative actions. The electrodes were prepared by using a suitable amount of graphite powder and silicone rubber in order to reach a 70% (graphite, w/w) composition. Cyclic voltammetric (CV) data were used in order to characterize the electrode material regarding useful potential window in different supporting electrolyte and pH. CV data were also used in order to evaluate the response of the composite electrode to the analytes. The quantitative measurements were performed with differential pulse voltammetry (DPV) with which analytical curves were obtained and used to estimate the detection limits and linear dynamic range. These data guided us towards the determination of the analytes in pharmaceutical formulations. The results were compared with those from standard methods with agreement in the 95% confidence level, according to the Student?s t-Test, in both cases. Lower limits of detection and larger linear dynamic ranges were observed for the composite when compared with those from the glassy carbon electrode under the same experimental conditions.

Neste trabalho duas espécies de grãos, de kefir e do tibet, popularmente conhecidas e utilizadas para fermentar o leite, foram estudados neste trabalho, no que se refere aos produtos formados durante a fermentação. O grão de kefir é uma associação simbiótica de microganismo pertencente a diversas espécies incluindo no geral bactérias ácidas láticas (Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc), leveduras (Saccharomyces cereviseae) e bactérias ácidas acéticas (Acetobacter). O grão de tibet é, também composto por uma associação simbiótica de leveduras e bactéria ácida lática. No entanto, grãos de kefir e tibet são muitos similares em quantidade microbiológica, procedimento de cultivo, muito similar em estrutura e produtos de fermentação, mas diferem em aspecto visual. A voltametria cíclica e cromatografia líquida de alta eficiência, em fase reversa (HPLC) com detecção no UV em 210nm operando no modo de eluição isocrático, foram aplicadas para determinar ácidos orgânicos em leite fermentados pelos grãos kefir e do Tibet e em amostra de iogurte comercial. Em ambos os métodos utilizados os resultados obtidos mostraram a presença de ácidos orgânicos em leite e no leite fermentado pelos grãos kefir e do Tibet e em amostra comercial de iogurte. Essas matrizes mostraram eletroatividade em ultramicroeletrodo de ouro. E nas análises por HPLC foi comprovado a presença de ácidos orgânicos e em grandes quantidades para cinco ácidos dos oito presentes nas amostras. Neste trabalho, foi efetuada a determinação de 8 ácidos orgânicos. Nas amostras citadas foram identificados os ácidos lático, oxálico, pirúvico, acético, úrico, cítrico, succínico e fórmico. Esta identificação foi feita por comparação entre os tempos de retenção dos compostos nas amostras de leite fermentado com os tempos de retenção dos padrões dos ácidos injetados individualmente para a técnica de HPLC. E quanto a aplicação da voltametria na análise de leite fermentado, o grão de Tibet demonstrou maior resposta analítica entre corrente e concentração, comparado ao grão de kefir e amostra comercial de iogurte. Fazendo uma análise comparativa das duas técnicas a HPLC tornou-se mais adequada devido a maior seletividade. / The products formed during the milk fermentation using the kefir and tibet grains (popularly known species) were studied in this work. The kefir grain is a symbiotic association of microorganisms that includes several species of lactic acid bacteria (Lactobacillus, Lactococcus, Leuconostoc), yeasts (Saccharomyces cereviseae) and acetic acid bacteria (Acetobacter). The tibet grain is also composed by a symbiotic association of yeasts and lactic acid bacteria. In spite of, the kefir and tibet grains are very similar in microbiologic components, cultivation procedure, structure and fermentation products, they differ in visual aspect. For the determination of the organic acids contained in fermented milk by the kefir or tibet grains and in a sample of commercial yogurt, the cyclic voltammetry and high performance liquid chromatography (HPLC) in reverse phase techniques were applied, the later was operated in isocratic elution mode with detection in the UV (210nm) region. In both techniques used, the obtained results showed the presence of organic acids in milk and in the fermented milk by the grains kefir and tibet and in the sample of commercial yogurt. Those matrixes showed electroactivity on a gold ultramicroelectrode and their analyses using HPLC was also possible. Thus, the presence of organic acids in great amounts for five acids of the eight presents in the samples was confirmed. In this work, the detection of 8 organic acids was carried out. In the mentioned samples were identified the lactic, oxalic, pyruvic, acetic, uric, citric, succinic and formic acids. This identification was performed by comparison among the retention times of the compounds in the samples of fermented milk with the retention times of the patterns of the acids, injected individually for the HPLC technique. Nevertheless, in the voltammetry application for the analysis of the fermented milk, the tibet grain demonstrated larger analytical signals (current – concentration relationship), compared to the kefir grain and the commercial sample of yogurt. Making a comparative analysis of the two techniques, HPLC became more appropriate due its larger selectivity.

Os diferentes efeitos que Hg(II), As(III) e Se(IV) causam ao meio ambiente e à saúde dos seres vivos levaram ao desenvolvimento de uma ampla variedade de técnicas analíticas para a determinação destas espécies, com destaque para a voltametria e cronopotenciometria de redissolução. As interações com ligantes heterogêneos de ocorrência natural são fundamentais para o transporte e disponibilidade de Hg(II), As(III) e Se(IV) no meio ambiente. O estudo das interações pode contribuir com tecnologias de remediação mais eficientes, evitando a introdução, ou permitindo a remoção de espécies de Hg(II), As(III) e Se(IV) de meios impactados. Na presente tese foram desenvolvidos métodos controlados por Análise por Injeção Sequencial (SIA) com detecção eletroquímica, especificamente voltametria de onda quadrada (SIA-SWASV) para Hg(II), As(III) e Se(IV) e um método com detecção por cronopotenciometria (SIA-SCP) para Hg(II) visando sua utilização em estudos de interação com vermiculita natural e modificada com tióis, microalga Chlamydomonas reinhardtii e vermiculita modificada com poli-hidróxi-cátions de Fe(III). Em todos os casos foram usados eletrodos de ouro como eletrodo de trabalho. Os limites de detecção (LD) para Hg(II) foram de 0,01 e 0,02 &#181;mol L-1 para os métodos SIA-CSP e SIA-SWASV, respectivamente. Para As(III) e Se(IV) os valores de LD foram de 0,02 e 0,06 &#181;mol L-1, respectivamente. Para a adsorção de Hg(II) em amostras de vermiculita, a amostra modificada com cisteamina foi a que apresentou maior capacidade de adsorção (qmax), 83±30 &#181;mol g-1. A variação da força iônica e do pH não afetou significativamente a adsorção nos materiais modificados com cisteamina, cisteína e (3-mercaptopropil)trimetoxisilano, devido a alta afinidade entre Hg(II) e os grupos tióis. Dessorções em HCl foram sempre < 21%, sugerindo que todos os materiais possuem potencialidade para aplicação in situ em ambientes impactados. A adsorção de Se(IV) na FeOH-VT resultou um qmax = 45±4 &#181;mol g-1, sendo que a capacidade diminui com o aumento da força iônica, indicando que a atração eletrostática exerce papel importante na adsorção. A biossorção de Hg(II) na C. reinhardtii teve seu maior valor de qmax, 3,3±0,8 mmol g-1, em pH 4,0, sendo o Hg(II) concentrado no interior das células. A capacidade de adsorção de Hg(II) em C. reinhardtii foi significativamente maior do que na vermiculita, natural e modificada, sugerindo a elevada potencialidade para biorremediação de águas contaminadas. As medidas cronopotenciométricas feitas na presença das células sugerem que a interação é parcialmente lábil, de modo que essa fração trocável com o ambiente deveria ser considerada nos processos de tratamento. O aumento da força iônica praticamente não afetou a biossorção, indicando pouca influência de atração eletrostática. Estudos preliminares de biossorção de As(III) por C. reinhardii em um tempo de contato de 120 min resultaram em qmax = 41±1 &#181;mol g-1, independente da variação do pH entre 4 e 7, enquanto que o aumento da força iônica aumentou as quantidades de As(III) biossorvido. / The different effects that Hg(II), As(III) and Se IV) cause to the environment and to the health of living beings led to the development of a wide range of analytical techniques for the determination of these species, especially stripping voltammetry and chronopotenciometry. Interactions with heterogeneous naturally occurring ligands play a key role in the transport and availability of Hg(II), As(III) and Se(IV) in the environment. The study of these interactions may contribute to more effective remediation technologies, avoiding their loading in environmental compartments, or enabling the removal of Hg(II), As(III) and Se(IV) species from impacted medium. The present thesis describes the development of methods controlled by Sequential Injection Analysis (SIA) with electrochemical detection, specifically square wave voltammetry (SIA-SWASV) for determination of Hg(II), As(III) and Se(IV), and chronopotentiometry (SIA-SCP) for Hg(II) aiming their use in interaction studies with the clay mineral vermiculite (natural and modified with thiols and polyhydroxy cations of Fe(III)) and with the microalgae Chlamydomonas reinhardtii. In all cases gold electrodes were used as working electrode. The limits of detection (LOD) for Hg(II) were 0.01 and 0.02 &#181;mol L-1 for SIA-SCP and SIA-SWASV methods, respectively. For As(III) and Se(IV) the LOD values were 0.02 and 0.06 &#181;mol L-1, respectively. For the adsorption of Hg(II) in vermiculite samples, the sample modified with cysteamine showed the highest adsorption capacity (qmax), 83 ± 30 &#181;mol g-1. As a consequence of the high affinity between Hg(II) and the thiols, the variation of the ionic strength and pH did not significantly affect the adsorption on materials modified with cysteamine, cysteine, and (3-mercaptopropyl) trimethoxysilane. Desorption in HCl was always < 21%, suggesting that all materials have potential for in situ application in impacted environments. Adsorption of Se(IV) in FeOH-VT resulted in a qmax = 45 ± 4 &#181;mol g-1, and the capacity decreased with increasing ionic strength, indicating that the electrostatic attraction played an important role in adsorption. The biosorption of Hg(II) by C. reinhardtii had its greatest value qmax, 3.3 ± 0.8 mmol g-1, at pH 4.0, and Hg(II) concentrated in the cells. The adsorption capacity of Hg(II) in C. reinhardtii was significantly higher than that in vermiculite, natural or modified, suggesting high potential for bioremediation of contaminated water. The chronopotentiometric measurements in the presence of cells suggested that the interaction was partially labile, so that the exchangeable fraction with the environment should be considered for treatment processes. The increase in ionic strength did not affect the biosorption, indicating little influence of electrostatic attraction. Preliminary studies on biosorption of As(III) by C. reinhardii with a contact time of 120 min resulted in qmax = 41 ± 1 &#181;mol g-1, independent of pH variation between 4 and 7, whereas the increase of ionic strength increased amounts of As(III) biosorbed.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2018-06-15T23:20:03Z No. of bitstreams: 1 Mario_Pozza_Junior_2018.pdf: 2690359 bytes, checksum: 4ed77b14d4ddbed87c7173f8cce14179 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-15T23:20:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mario_Pozza_Junior_2018.pdf: 2690359 bytes, checksum: 4ed77b14d4ddbed87c7173f8cce14179 (MD5) Previous issue date: 2018-03-23 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The need for new tools to detect pollutants and of importance in the subject, electrochemical sensors are shown as a great alternative, considering its low cost, good limits of detection, and speed of analysis. An electro-spinning technique is a small fiber production technique where many possibilities for a sensor construction are offered, mainly using biodegradable polymers. This work has the objective of incorporating polymeric fibers with graphite optimized by an electrochemical technique, as well as an electrochemical sensor capable of obtaining a detection limit for the 2,4,6-trichlorophenol compound. A total of 35 experiments were carried out, using five different electrophilic techniques (needle distance to the collector, flow, tension, % of polymers, and % of graphite), as fibers as morphologically characterized using optical microscopy, SEM and a test of Wettability. For physical e structural analyzes, DSC, TGA and FTIR analyzes were performed, where it was sought to know if the incorporation of graphite into the polymer is capable of altering its structure. Then, for a sensor construction, a membrane obtained by electrospinning was then subjected to a heat treatment of 500°C for 3 hours, the powder obtained was mixed with the Nujol® wetting agent, thereby forming a uniform paste which was inserted into the End of a hypodermic plastic syringe with a silver wire for electrical contact, being manually pressed. The electrode was subjected to a characterization and an evaluation where a limit of detection was established for compound 2,4,6-TCP, in addition to a test with real samples collected in water treatment station supply. The minimum diameter obtained in the fibers was 1.49μm, using where the stress and voltage flows interacted, showing the effect of the second most significant order among all. As it analyzes morphologically revealed that a graphite incorporation has given the polymer membrane new characteristics to the surface, while as thermal analyzes show what is graphite changing a structure of the fibers when incorporated as its own. The only oxidation pic viewed with the Cyclic Voltammetry analysis characterizated the sensor containing a irreversible behavior face to 2,4,6-TCP. Based on the Square Wave Voltammetry analyzes, was obtained a detection limit for the 2,4,6-TCP of 1x10-7 mol.L-1 and showed a detection of the concentration test of 6x10-7 mol.L-1, with recovery rates of water samples between 80 and 93%, both in accordance with current Brazilian legislation. / A necessidade de novas ferramentas para detecção de poluentes é de suma importância atualmente, neste quesito, sensores eletroquímicos se mostram como uma ótima alternativa, tendo em vista seu baixo custo, bons limites de detecção, e rapidez na análise. A eletrofiação é uma técnica de produção de fibras em pequenas escalas onde muitas possiblidades para a construção de sensores são ofertadas, principalmente utilizando polímeros biodegradáveis. Este trabalho tem por objetivo obter fibras poliméricas incorporadas com grafite de forma otimizada pela técnica de eletrofiação, além de desenvolver um sensor eletroquímico capaz de obter um limite de detecção para o composto 2,4,6-Triclorofenol. Foram realizados 35 ensaios utilizando cinco diferentes parâmetros para eletrofiação (Distância da agulha ao coletor, fluxo, tensão, % de polímeros, e % de grafite), as fibras foram caracterizadas morfologicamente utilizando microscópio óptico, MEV, e um teste de molhabilidade. Para as análises físicas e estruturais, foram realizadas analises de DSC, TGA e FTIR, onde buscou-se saber se a incorporação de grafite ao polímero foi capaz de alterar sua estrutura. Depois, para a construção do sensor, a membrana obtida por eletrofiação foi então submetida a um tratamento térmico de 500°C por 3 horas, e o pó obtido foi misturado ao agente umectante Nujol®, formando assim uma pasta uniforme que foi inserida no interior da extremidade de uma seringa plástica hipodérmica com um fio de prata para o contato elétrico, sendo prensada manualmente. O eletrodo foi submetido a uma avaliação onde estabeleceu-se uma caracterização e um limite de detecção para o composto 2,4,6-TCP, além de um teste com amostras reais coletadas em estação de tratamento de águas de abastecimento. O Diâmetro mínimo obtido nas fibras foi de 1.49μm onde os parâmetros fluxo e tensão interagiram apresentando o efeito de segunda ordem mais significativo entre todos. As analises morfológicas revelaram que a incorporação de grafite concedeu a membrana polimérica novas características a superfície, enquanto que as análises térmicas mostraram que o grafite alterou a estrutura das fibras quando incorporado as mesmas. Ao obter apenas um pico de oxidação com a análise de voltametria cíclica o sensor apresentou um comportamento irreversível frente ao 2,4,6-TCP. Já com base nas análises de voltametria de onda quadrada obteve-se com o sensor um limite de detecção para 2,4,6-TCP de 1x10-7 mol.L-1 e o teste com águas de abastecimento detectou a concentração de 6x10-7 mol.L-1, com taxas de recuperação das amostras de água tratada entre 80 e 93%, ambas em concordância com a legislação brasileira vigente.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2016-06-14T11:29:23Z No. of bitstreams: 1 taimarapolidoroferreira.pdf: 1182886 bytes, checksum: a5d4b3b0f39cb3072c8ac7463931f8e7 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2016-07-13T14:03:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 taimarapolidoroferreira.pdf: 1182886 bytes, checksum: a5d4b3b0f39cb3072c8ac7463931f8e7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-13T14:03:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 taimarapolidoroferreira.pdf: 1182886 bytes, checksum: a5d4b3b0f39cb3072c8ac7463931f8e7 (MD5) Previous issue date: 2016-02-25 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A análise de metais em diversos tipos de amostras, já é algo bem descrito na literatura utilizando a espectrometria de absorção atômica, que é a técnica mais popular para este tipo de análise, entretanto o desenvolvimento de técnicas eletroanalíticas para a análise de metais é algo que vem crescendo nos últimos anos. As técnicas eletroanalíticas apresentam as vantagens de conseguirem determinar baixas concentrações de metais, permitirem a determinação simultânea destes e ainda possuírem um baixo custo se comparada à técnicas espectrométricas. Devido ao aumento da preocupação da qualidade dos metais para a confecção de bijuterias, a análise de metais se torna extremamente importante uma vez que altas concentrações desses metais no organismo, em especial metais tóxicos como cádmio e chumbo, podem trazer malefícios irreversíveis para a saúde. Neste contexto, o objetivo do trabalho foi analisar cádmio e chumbo em amostras de bijuterias por voltametria de pulso diferencial (VPD) com etapa de pré-concentração e comparar com as análises por espectrometria de absorção atômica com chama (F AAS). Os parâmetros utilizados para a análise por voltametria de pulso diferencial foram: o potencial de deposição de -0,9 V com duração de 120 s e a faixa de potencial de -0,9 a 0,1 V. Dois tipos de digestão para as amostras foram testadas, em chapa de aquecimento e em um equipamento de micro-ondas, e após as digestões, as amostras foram analisadas pelas duas técnicas. A digestão por micro-ondas se mostrou mais adequada, assim como as análises por voltametria que apresentaram boa exatidão, que foi avaliada através de estudos de adição e recuperação, com resultados entre 99 a 110% para o cádmio e 99 a 105% para o chumbo. As amostras de bijuterias analisadas pela VPD e digeridas por micro-ondas continham de < LD a 4,05 % m/m de cádmio e de 0,004 a 7,55 % m/m de chumbo. Os limites de detecção foram de 0,75 mg L-1 para o cádmio e de 0,07 mg L-1 para o chumbo para a técnica de absorção atômica e os limites de detecção para a voltametria foram de 0,02 mg L-1 para o cádmio, e de 2,26.10-3 mg L-1 para o chumbo. / The metal analysis of various types of samples, using atomic absorption spectrometry, is well described in the literature. It is the most popular technique for this type of analysis; however the development of electroanalytical techniques for the analysis of metals has been growing in recent years. The electroanalytical techniques have the advantages of be able to determine low concentrations of metals, allow the simultaneous determination of these and have low cost compared to spectrometric techniques. Due to the increased concern for quality of metals for the manufacture of jewelry, the metal analysis is extremely important since high concentrations of these metals in the body, in particular toxic metals such as cadmium and lead can bring irreversible harm to health. In this context, the aim of this study was to analyse cadmium and lead in jewelry samples by differential pulse voltammetry (DPV) with pre-concentration step and compare the results with atomic absorption spectrometry with flame (F AAS). The parameters used for the analysis by differential pulse voltammetry were: deposition potential = -0.9 V, deposition time = 120 s and the potential range from -0.9 to 0.1 V. Two types of samples digestion were tested: hot plate and microwave equipment. After digestions, the samples were analyzed by both techniques (DPV and F AAS). Digestion by microwave proved most suitable, as well as voltammetry results that showed good accuracy, which was evaluated by adding and recovery studies with results from 99 to 110% for cadmium and 99 to 105% for lead. Samples of jewelry and analysed by the DPV digested microwave contained the <LOD to 4.05 % w / w cadmium and 0.004 to 7.55 % w / w of lead. The limits of detection were 0.75 mg L-1 for cadmium and 0.07 mg L-1 for lead for atomic absorption technique and limits of detection for voltammetry was 0.02 mg L-1 for cadmium, and 2.26.10-3 mg L-1 for lead.

The work presented on this thesis is focused on studies of the kinetics of electron transfer in bilayer lipid membranes (BLMs). Three different types of BLM were studied: i) tethered, ii) pore suspended (commonly known as ‘black’) and iii) based on the avidin – biotin interaction (these are part of the wider group of polymer cushioned BLMs). In order to produce tethered BLMs (tBLMs) of the best quality possible, self – assembled monolayers (SAMs) of a thiolipid (1,2 dipalmitoyl-sn-glycero-phosphothioethanol (DPPTE)) and of the same thiolipid mixed with L α phosphatidylcholine (EggPC) were characterised and their behaviour compared to that of SAMs of two alkanethiols (1 – heptanethiol and 1 – dodecanethiol). The SAMs that were formed by a mixture of lipids (DPPTE+EggPC) presented better kinetic parameters and were the chosen to produce tBLMs. Tethered BLMs were made by using the SAM described above as the lower leaflet; the second leaflet was deposited by vesicle fusion, the vesicles were made of EggPC. tBLMs are commonly used as model membranes, however in biophysical studies free-standing membranes or ‘black’ lipid membranes are more realistic models of cellular processes. The rates of electron transfer in both types of bilayer lipid membranes are compared. These BLMs were modified using two very important mitochondrial membrane associated molecules – ubiquinone-10 (UQ10) and α-tocopherol (VitE). The studies involved the use three redox couples, Fe(CN)_6^(3-/4-), Ru(NH_3 )_6^(3+/2+) and NAD+/NADH using cyclic voltammetry and electrochemical impedance spectroscopy. The NAD+/NADH couple is of particular interest as it is the key to several important biochemical processes. The last type of BLM that was studied was the BLMs based on the avidin – biotin interaction. Avidin was deposited on a platinum surface by electrodeposition and then vesicles composed of EggPC and 1,2-dioleoyl-sn-glycero-3-phosphoethanolamine-N-(biotinyl) (sodium salt) (DOPE(B)) are burst by applying +0.7V (vs. Ag/AgCl, KCl 3.5M), leading to the formation of a supported BLM. The vesicles used had methylene blue (MB) inside; its release, when the vesicles burst, was monitored by cyclic voltammetry and UV-Vis. The kinetic parameters were determined based on the EIS measurements using Fe(CN)_6^(3-/4-) and Ru(NH_3 )_6^(3+/2+) as redox couples.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The sulfur compounds have been studied for many years due to their importance in chemical, biological and industrial areas. These compounds can also be found in matrices of oil and its derivatives, and among the groups, the most important are the sulfides, thiophenes and benzothiophenes. The determination of these compounds in asphalt has great importance since they are considered precursors of oxidation reactions and are directly related to its aging, which reflects the durability of pavements. Therefore, various methods for determining these compounds have been described, although there is a lack of information in the literature about studies of sulfur compounds employing voltammetry and gold electrode. Thus, the aim of this study was to develop an electrochemical method for determining organo-sulfur compounds in asphalt oil cement samples (CAP) using differential pulse voltammetry in non-aqueous medium, a gold electrode as working electrode, an Ag/AgCl reference electrode modified with LiCl saturated in ethanol and 0.1M NaClO4 in DMSO and a platinum wire as counter electrode, as a supporting electrolyte was used a 0.1M NaCl4 solution in DMSO. / Os compostos de enxofre têm sido estudados há muitos anos devido à sua importância em áreas químicas, biológicas e industriais. Esses compostos podem ser encontrados também em matrizes de petróleo e seus derivados, e entre as principais classes destacam-se os sulfetos, tiofenos e benzotiofenos. A determinação destes compostos em asfaltos é de grande importância uma vez que são considerados precursores das reações de oxidação e estão diretamente relacionados com o seu envelhecimento, o que reflete na durabilidade dos pavimentos. Em vista disso, diferentes métodos para a determinação desses compostos têm sido descritos, porém a literatura não contém muitos relatos de estudos de compostos sulfurados empregando voltametria e eletrodo de ouro. Assim, o objetivo deste trabalho foi desenvolver um método eletroquímico para determinar compostos organo-sulfurados em amostras de cimento asfáltico de petróleo (CAP) utilizando a voltametria de pulso diferencial em meio não aquoso, um eletrodo de ouro como eletrodo de trabalho, um eletrodo de referência de Ag/AgCl modificado com LiCl saturado em etanol e NaClO4 0,1M em DMSO e um fio de platina como contra-eletrodo, como eletrólito de suporte foi utilizado uma solução de NaClO4 0,1M em DMSO.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work two voltammetric methods were investigated to study the interaction between metals, Cd and Pb, and fat-soluble vitamins (retinol palmitate VA; cholecalciferol VD; α-tocopherol acetate VE; filloquinona - VK). Due to hydrophobic characteristic of these vitamins, the voltammetric measurements were conducted in non aqueous media. In the first method (Method I) acetone was used was used as organic media, tetrabutylamonium iodide (ITBA) 0.2 mol L-1 as electrolyte and an electrode modified reference with double liquid junction - Ag/AgCl/LiCl saturated in ethanol/ITBA 0.02 mol L-1 in N,N - dimetylformamide (DMF). In the second method (Method II) ethanol was used as organic media, acetate buffer pH the 4.6 (in ethanol) as electrolyte and an electrode modified reference with double liquid junction - Ag/AgCl/LiCl saturated in ethanol/acetate buffer pH 4,6 (in ethanol). During the method development the behavior of Cd and Pb in studied conditions was evaluated. Each vitamin was studied individually. Method I was not the more adequate to study the interaction metal-vitamin because in most of the case the vitamin additions caused an increase on the voltammetric signals. Method II presented reduction of the Cd and Pb signals and the anodic shift of peak potentials in presence of the vitamins. The reduction of the signals increased in the order: VK < VD < VE < VA. High peak reduction was observed for Pb with the VA, VE and VD and for Cd with the VK. Measurements of alternating current voltammetry were also investigated to study the adsorption of vitamins on the electrode surface. Comparing the results obtained by the anodic stripping voltammetry with the results by alternated current, it was observed that the variations on the voltammetric signals are related predominantly with to adsorptions of VA and VD while to VE and VK the effect of adsorption was not predominant. / No presente trabalho dois métodos voltamétricos foram investigados para o estudo da interação entre os metais, Cd e Pb, e vitaminas lipossolúveis (palmitato de retinol VA; colecalciferol VD; acetato de α-tocoferol VE; filoquinona - VK). Devido à característica hidrofóbica destas vitaminas, a voltametria foi conduzida em meio orgânico. No primeiro método (Método I) utilizou-se acetona como meio, iodeto de tetrabutilamônio (ITBA) 0,2 mol L-1 como eletrólito e um eletrodo de referência modificado de dupla junção líquida Ag/AgCl/LiCl saturado em etanol/ITBA 0,02 mol L-1 em N,N dimetilformamida (DMF). No segundo método (Método II) utilizouse etanol como meio, o tampão acetato pH 4,6 (em etanol) e o eletrodo de referência modificado de dupla junção líquida Ag/AgCl/LiCl saturado em etanol/Tampão acetato pH 4,6 (em etanol). Na etapa de desenvolvimento dos métodos o comportamento dos metais nas condições estudadas foi avaliado e, após a otimização, estudou-se a modificação dos sinais voltamétricos em função das adições das vitaminas sobre os metais. Cada vitamina foi estudada individualmente. O Método I não foi o mais adequado ao estudo da interação metal-vitamina porque em muitos casos as vitaminas causaram um aumento dos sinais, comportamento contrário ao esperado. O Método II apresentou diminuição dos sinais do Cd e do Pb e ainda o deslocamento anódico dos potencias de pico destes metais na presença de todas as vitaminas. A diminuição dos sinais para Cd e Pb aumentou na ordem: VK < VD < VE < VA, sendo que esta diminuição foi maior para o Pb com VA, VE e VD e maior para o Cd com VK. Medidas por voltametria de corrente alternada foram também realizadas para estudar a adsorção das vitaminas no eletrodo de mercúrio. Comparando os resultados obtidos pela voltametria de redissolução com aqueles de corrente alternada, observou-se que as variações nos sinais voltamétricos estão relacionadas predominantemente ao efeito de adsorção para VA e VD enquanto que para VE e VK o efeito da adsorção não é predominante.

[pt] O comportamento eletroquímico e o desenvolvimento de metodologias eletroanalíticas para a determinação de zidovudina (AZT), lamivudina (3TC) e zalcitabina (DDC) em medicamentos foram investigados no presente trabalhoatravés de técnicas voltamétricas. Estas substâncias possuem atividade antiretroviral, sendo utilizadas no tratamento de indivíduos portadores de HIV. AZT, 3TC e DDC sofrem redução na superfície do eletrodo de mercúrio. Ainfluência dos parâmetros eletroquímicos, tais como, velocidade de varredura, amplitude, natureza do eletrólito suporte e pH foram estudados para selecionar as melhores condições para quantificar estes princípios ativos em formulações farmacêuticas. A redução da zidovudina ocorre em apenas uma etapa, sendo esta atribuída à redução do grupo azida (-N3), originando em um pico de potencial de-970 mV vs Ag/AgCl (3 mol L-1), utilizando tampão fosfato, pH 8,0. A faixa linear encontrada foi de 0,25 a 1,25 mg L-1. O mecanismo de redução da zidovudina envolve a participação de 4 elétrons e 2 prótons. Adicionalmente novos estudos eletroquímicos foram desenvolvidos para a determinação de lamivudina e de zalcitabina através da voltametria em pulso diferencial em tampão Clark-Lubs, pH 2,0, onde se obteve um pico no potencial de -1160 e -1180 mV, respectivamente. Lamivudina obteve faixa linear de 2,28 a 8,85 mg L-1 e zalcitabina de 10,0 a 23,3 mg L-1. O mecanismo de redução destas drogas envolve a participação de números iguais de prótons e elétrons. Todas as metodologias desenvolvidas também foram validadas. / [en] The electrochemical behaviour and the development of an analytical methodology for the zidovudine (AZT), lamivudine (3TC) and zalcitabine (DDC)determination in drugs using voltammetrics techniques were the objectives of the current study. These drugs have been extensively used in the treatment of HIV patients because its antiretroviral activity. The AZT, 3TC and DDC are reduced at a hanging mercury drop electrode (HMDE). The influence of electroanalytical parameters such as, scan rate, amplitude, nature of the support electrolyte and pH in the signal was verified to select the best conditions for quantifying these drugs in pharmaceutical forms. The obtained results had showed AZT, in solution of pH 8.0 of phosphate buffer, with only one reduction in -970 mV vs Ag/AgCl (3 mol L-1). This peak is due to reduction of the azido group present on zidovudine molecule. The linear range of standards is from 0.25 to 1.25 mg L-1. The electrodic mechanism involving the participation of 4 electrons and 2 protons in the reduction of AZT molecules. News studies were development for lamivudine and zalcitabine determination by differential pulse voltammetry in solution of pH 2.0 of Clark-Lubs buffer, with only one reduction in - 1160 and -1180 mV, respectively. Lamivudine has been the linear range of standards from 2.28 to 8.85 mg L-1 and zalcitabine from 10.0 to 23.3 mg L-1. The mechanism of these drugs involving the participation of the same number of electrons and protons. All these analytical methods were validated.

The electrorefiner (ER) is the heart of pyroprocessing technology operating at a high-temperature (723 K – 773 K) to separate uranium from Experimental Breeder Reactor-II (EBR-II) used metallic fuel. One of the most common electroanalytical methods for determining the thermodynamic and electrochemical behavior of elemental species in the eutectic molten salt LiCl-KCl inside ER is cyclic voltammetry (CV). Information from CV can possibly be used to estimate diffusion coefficients, apparent standard potentials, transfer coefficients, and numbers of electron transferred. Therefore, predicting the trace of each species from the CV method in an absence of experimental data is important for safeguarding this technology. This work focused on the development an interactive computational design for the CV method by analyzing available uranium chloride data sets (1 to 10 wt%) in a LiCl-KCl molten salt at 773 K under different scan rates to help elucidating, improving, and providing robustness in detection analysis. A principle method and a computational code have been developed by using electrochemical fundamentals and coupling various variables such as: the diffusion coefficients, formal potentials, and process time duration. Although this developed computational model works moderately well with reported uranium data sets, it experiences difficulty in tracing zirconium data sets due to their complex CV structures. Therefore, an artificial neural intelligent (ANI) data analysis has been proposed to resolve this issue and to provide comparative study to the precursor computational modeling development. For this purpose, ANI has been applied on 0.5 to 5 wt% of zirconium chloride in LiCl-KCl eutectic molten salt at 773 K under different scan rates to mimic the system and provide current and potential simulated data sets for the unseen data. In addition, a Graphical User Interface (GUI) through the commercial software Matlab was created to provide a controllable environment for different users. The computational code shows a limitation in high concentration CV prediction, capturing the adsorption peaks, and provides a dissimilarity. However, the model is able to capture the important anodic and cathodic peaks of uranium chloride CV which is the main focus of this study. Furthermore, the developed code is able to calculate the concentration of each species as a function of time. Due to the complexity of the CV of zirconium chloride, the computational model is used to predict the probability reactions occurring at each peak. The resulting study reveals that the reaction at the highest anodic peak is related to the combination of 70% Zr/Zr+4 and 30% Zr/Zr+2 for the 1.07 wt% and 2.49 wt% zirconium chloride and 30% Zr/Zr+4 and 70% Zr/Zr+2 combination for 4.98 wt% ZrCl4. The proposed alternative ANI method has demonstrated its capability in predicting the trend of species in a new situation with a high accuracy on predictions without any dissimilarity. Two final structures from zirconium chloride study which high accuracy (that is, a low error) are related to [9, 15, 10]-18 and [10, 11, 25]-19. These two final structures have been applied on uranium chloride salt experimental data sets to further validate the ANI’s ability and concept. Three different fixed data combinations were considered. The result indicates that by increasing the number of training data sets it does not necessarily help improving the prediction process. ANI implementation outcome on uranium chloride data set illustrates a good prediction with a specific fixed data combination and [9, 15, 10]-18 structure. Thus, it can be concluded that ANI is a promising method for safeguarding pyroprocessing technology due to its robustness in predicting the CV plots with high accuracy.