Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Laboratory of Support to Hemodialysis Clinics (LACHEM) has been investigating for many years the behaviour of many species in saline matrices as hemodialysis salts. In this work, the determination of the five thiocompounds related to agricultural defensives was investigated through electrochemical techniques in saline medium, based on the ionic forces present in saline concentrates used in Hemodialysis also in the sea water. The thiocompounds studied were thiotriazines ametryn, desmetryn, prometryn and terbutryn, which belong to the class of herbicides and the Ethylenethiourea (ETU), which is a degradation product in the class of Ethylenebisdithiocarbamate (EBDC). The high persistence of the triazines in the environment and the high levels of EBDC degradation products applied in crops as defensives, were the principal reason why these species were chosen. Moreover, another important reason is the fact the Brazilian legislation still do not requires the control of agrochemicals for fluids used in hemodialysis, perhaps for the small number of methodologies existent for this case. The electrochemical behaviour of these species was investigated by Voltammetry, Amperometry and Coulometry in aqueous samples of different ionic strenght. The preconcentration of analytes in columns and the diffusion through of the membranes of Teflon simulating the hemodialysis process were also investigated in this work. Constant-potential coulometry was used to compare the electrochemical behaviour of agrochemicals in relation to carbon vitreous reticulated (CVR) electrodes with Hg electrodeposition as well as with copper electrode after Hg electrodeposition, in an off line system. In an on line system, an electrochemical cell was built to determine these species by using a copper wire with Hg electrodeposited as a working electrode. The analytes preconcentration in columns of polystyrene (PS) was an alternative for the determination of the agrochemicals by coulometry, considering that through this technique was only possible to detect concentrations in levels of the mg L-1 of ETU and thiotriazines, utilizing mercury electrodes built with large superficial areas which produce the best results in electrolysis. In this work, electrolysis results lower than 100% were adopted to reduce the analysis time. For the amperometrics measure, an on-line system with CVR electrode was investigated in the determination of triazines. This system allowed the analysis with a high sensibility and fast. Analytical curves with concentrations from 1 μg L-1 were gotten using this system. In measures by Voltammetry were utilized Hg electrodes (HMDE) and Au to determine triazines and ETU in concentrations from 2 μg L-1. In this work, the ETU diffusion as also investigated through Teflon membranes, simulating the hemodialysis process. In this process, the diffusion cell is divided in two parts, the flow and the counterflow paths, where circulate the donor solution (saline solutions with different ionic strenght) and the adsorbent solution. The aim of this work was to evaluate the influence of saline medium in the diffusion of those species through the Teflon membrane. In the process of hemodialysis, the membranes utilized presented a bigger permeability than the Teflon s, in a way that this material was chosen as an indicator in a limit situation. The saline medium was responsible for increments of 1,5 to 2,5% in the analyte diffusion through of Teflon, in relation to pure water. However, significative differences in the diffusion taxes for saline medium with the ionic strenght investigated (corresponding to the hemodialysis fluids and sea water) were not observed. This work discusses the results obtained in electrochemical systems, comparing the analytes determinations to different electrodes utilized in aqueous and saline samples with different ionic strenght. / O Laboratório de Apoio a Clínicas de Hemodiálise LACHEM vem há anos investigando o comportamento de várias espécies em matrizes salinas como os sais para hemodiálise. No presente trabalho, a determinação de cinco tiocompostos relacionados à defensivos agrícolas foi investigada através de métodos eletroanalíticos em meios salinos, tomando-se por base as forças iônicas presentes nos concentrados salinos utilizados em hemodiálise e água do mar. Os tiocompostos estudados foram as tiotriazinas ametrina, desmetrina, prometrina e terbutrina que pertencem a uma classe de herbicidas e a ETU (Etilenotiourea) que é um produto de degradação da classe dos EBDCs (Etilenobisditiocarbamatos). A alta persistência das tiotriazinas no meio ambiente e os altos índices de produtos de degradação dos EBDCs que são aplicados nas lavouras como defensivos agrícolas, foram as principais razões para escolha destas espécies. Além disso, outra razão muito importante é o fato da legislação brasileira ainda não exigir o controle de agroquímicos para os fluidos utilizados em hemodiálise, talvez pelo pequeno número de metodologias para esse fim. O comportamento eletroquímico destas espécies foi investigado através da Voltametria, Amperometria e Coulometria em amostras aquosas de diferentes forças iônicas. A pré-concentração dos analitos em colunas e a difusão através de membranas de teflon simulando o processo de hemodiálise foram também investigadas neste trabalho. Com a Coulometria de potencial constante comparou-se o comportamento eletroquímico dos agroquímicos em relação a eletrodos de carbono vítreo reticulado (CVR) com eletrodeposição de Hg e com eletrodo de cobre após eletrodeposição de Hg, em um sistema off line. Em sistema on line, uma célula eletroquímica foi construída para a determinação das espécies utilizando como eletrodo de trabalho um fio de cobre com Hg eletrodepositado. A pré-concentração dos analitos em colunas de Poliestireno (PS) foi uma alternativa para determinar os agroquímicos por Coulometria, considerando que através desta técnica somente foi possível detectar concentrações na faixa de mg L-1 de ETU e tiotriazinas utilizando eletrodos de mercúrio construídos com grandes áreas superficiais que produzem melhores rendimentos na eletrólise. Neste trabalho rendimentos de eletrólise inferiores a 100% foram adotados visando diminuir o tempo de análise. Para medidas amperométricas, investigou-se um sistema on line com eletrodo de CVR na determinação de tiotriazinas. Este sistema de detecção permitiu análises com alta sensibilidade e rapidez. Curvas analíticas com concentrações a partir de 1 μg L-1 foram obtidas utilizando este sistema. Em medidas por voltametria foram utilizados eletrodos de Hg (HMDE) e Au para a determinação de tiotriazinas e ETU em concentrações a partir de 2 μg L-1. Neste trabalho, também foi investigada a difusão de ETU através de membranas de teflon, simulando o processo de hemodiálise, onde a célula de difusão é dividida em duas partes, o caminho de fluxo e do contra fluxo por onde circulam as soluções doadoras (soluções salinas com diferentes forças iônicas) e a solução absorvente. O objetivo deste estudo foi avaliar a influência do meio salino na difusão das espécies através da membrana de teflon. No processo de hemodiálise, as membranas utilizadas apresentam permeabilidade muito maior do que o teflon de modo que este material foi escolhido como indicador de uma situação limite. O meio salino foi responsável por incrementos na difusão do analito através do teflon de 1,5% a 2,5% em relação à água pura. Contudo, diferenças significativas nas taxas de difusão para meios salinos com as forças iônicas investigadas (correspondentes aos fluidos de hemodiálise e água do mar) não foram observadas. O presente trabalho discute os resultados obtidos nos sistemas eletroquímicos, comparando as determinações dos analitos com os diferentes eletrodos utilizados em amostras aquosas e salinas com diferentes forças iônicas.

[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.

Orientador: Devaney Ribeiro do Carmo / Resumo: Neste trabalho esta descrito a preparação de nanopartículas de Hexacianoferrato (II) de Cério (III) (NpsCe), em quatro proporções diferentes de solventes a saber: Água/Formamida (100:0; 80:20; 40:60; 0:100), afim de se investigar a influência dos solventes no tamanho, morfologia, nas propriedades físico-químicas, voltamétrica e eletrocatalíticas da NpsCe. As Nps foram caracterizadas pelas técnicas de Espectroscopia na Região do Infravermelho (FTIR), Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Potencial Zeta, Voltametria Cíclica (VC) e Voltametria de Pulso Diferencial (VPD). Dos quatro sistemas estudados apenas o CeHCF-1 (100/0) e o CeHCF - 3 (40/60) se apresentaram sensíveis a concentrações do neurotransmissor L-dopamina permitindo a confecção de uma curva de calibração. O sistema CeHCF-1 apresentou duas regiões linerares de sinal em função da concentração de L-dopamina, com limite de detecção (LD) de 0,125 mmol L-1 e 0,023 mmol L-1 obtido pelas técnicas de VC e VPD, respectivamente. Para o sistema CeHCF-3 observou-se por VC uma região linear de intensidade de corrente anódica e a concentração de L-dopamina com LD de 0,0317 mmol L-1, já por VPD apresentou duas regiões lineares de sinal em função da concentração de L-dopamina, com LD de 1,98 x 10-4 e 0,0104 mmol L-1. O sistema CeHCF – 3 apresentou promissor a detecção e quantificação de DA em amostras reais. Assim realizou-se o estudo para avaliar a seletividade deste frente a substâncias comumente en... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This work is rearmed to nanoparticles of Cerium (III) Hexacyanoferrate (II) (NpsCe) analog of PB in four different proportions of Water / Formamide solvents (100: 0, 80:20, 40:60, 0: 100 ), to investigate the influence of solvents on the size, morphology, physicochemical, electrochemical and electrocatalytic properties of NpsCe. The Nps were characterized by the techniques of Infrared Spectroscopy (FTIR), X-ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM), Zeta Potential, Cyclic Voltammetry (CV) and Differential Pulse Voltammetry (DPV). Of the four systems studied, only CeHCF-1 (100/0) and CeHCF-3 (40/60) are formed in small concentrations of the neurotransmitter L-dopamine. The CeHCF-1 system showed two signal regions as a function of L-dopamine concentration, with detection limit (LD) of 0.125 mmol L-1 and 0.023 mmol L-1 given by the CV and DPV techniques, respectively. For the CeHCF-3 system it can be seen as a linear signal region as a function of the L-dopamine concentration by the CV technique with LD of 0.0317 mmol L-1, or by DPV through two linear signal regions in the function of the concentration of L-dopamine, with LD of 1.98 x 10-4 and 0.0104 mmol L-1. The launched CeHCF – 3 system promises to detect and quantify DA in real cases. Thus, a study was carried out to reduce the resistance of a substance found in the physiological industries that have the potential of oxidation and reduction of the DA. Substantial subtranslators studied here were Urea and Asco... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2014-07-29T16:11:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Nusia Luisa Barbosa.pdf: 2056559 bytes, checksum: f824e285e4418fd90c2ef8f911077cde (MD5) Previous issue date: 2011-02-28 / Parabens are antimicrobial preservatives widely used in the pharmaceutical, cosmetic and food industries. The alkyl side chain connected to the ester group defines some important physicochemical characteristics of these compounds, including the partitioning coefficient and redox properties. The voltammetry and computational analysis were carried out in order to evaluate the redox behavior of these compounds and other phenolic analogues. Correlations between chemical substituents inductive effects of parabens with potential shifts were observed. Using cyclic voltammetry and glassy carbon working electrode, in aqueous, only one single irreversible anodic peak was observed around 0.8 V for methylparaben (MP), etylparaben (EP), propylparaben (PP), butylparaben (BP), benzylparaben (BzP) and phenolic analogues. The positive inductive effect of alkyl groups was demonstrated by the anodic oxidation potential shift to lower values as the carbon number increases and, therefore the parabens (and other phenolic analogues) oxidation processes to the quinoninic forms showed great dependence of substituent pattern. It was further evaluated the influence of pH and composition of supporting electrolyte in voltammetric profile of parabens. / Os parabenos são conservantes antimicrobianos amplamente utilizados na indústria farmacêutica, cosmética e alimentícia. A cadeia alquílica, ligada ao grupo éster, define algumas características físico-químicas destes compostos, incluindo coeficiente de partição e propriedades redox. A voltametria e a análise computacional foram realizadas a fim de avaliar o comportamento redox desses compostos fenólicos e de outros análogos. Correlações entre as alterações de potenciais e os efeitos indutivos dos substituintes químicos dos parabenos foi observada. Usando voltametria cíclica e eletrodo de trabalho de carbono vítreo, em meio aquoso, apenas um único e irreversível pico anódico foi observado em torno de 0,8 V para metilparabeno (MP), etilparabeno (EP), propilparabeno (PP), butilparabeno (BP), benzilparabeno (BzP) e análogos fenólicos. O efeito indutivo positivo de grupos alquila foi demonstrado pela mudança do potencial de oxidação para valores mais baixos conforme o aumento do número de carbonos e, portanto, o processo de oxidação dos parabenos (e outros análogos fenólicos) às formas quinonínicas mostrou grande dependência do padrão de substituição. Foi também avaliada a influência do pH e da composição do eletrólito suporte no perfil voltamétrico dos parabenos.

A aplicação do processo de fotoeletrocatálise à eliminação de interferentes orgânicos em baixa concentração na eletroanálise de metais foi abordada tomando o quelato Cu(II)-EDTA como sistema modelo e o restabelecimento da onda voltamétrica do cobre como indicador de efetividade. Desenvolveram-se células eletroquímicas de camada delgada (espessura de 600 micrômetros) nas quais alguns microlitros de amostra são tratados sobre um eletrodo modificado com TiO2 (tipo P25, rico em anatase), cuja superfície é irradiada através de uma janela por um LED (370 nm). Foram construídos e avaliados os seguintes eletrodos: pasta de carbono, TiO2 e óleo parafínico (CPE-TiO2), compósitos de grafite, TiO2 e adesivo epóxi ou de silicone e ouro com oclusão de TiO2 por eletrodeposição. Estudo do efeito de parâmetros como potencial aplicado ao eletrodo, composição do eletrólito e concentração de EDTA sobre a fotocorrente permitiu selecionar condições de trabalho e estabelecer algumas correlações. Por exemplo, observou-se linearidade entre a fotocorrente e a concentração de EDTA até 1,0 mmol/L, aparente limite superior do controle difusional do processo para potência radiante aplicada, acima do qual, a cinética de oxidação passa a sobrepujar o transporte no controle da velocidade de reação. O restabelecimento pleno da onda de Cu(II) 1,0 mmol.L-1 foi observado após a irradiação por 10 min quando a concentração de EDTA não excedia 0,94 mmol.L-1. Descobriu-se um procedimento mais rápido que consiste na aplicação do tratamento fotoeletrocatalítico simultâneo ao registro de voltamogramas cíclicos repetitivos (eletrodo de Au-TiO2, 0,3 a 0,7 V vs. Ag/AgCl, 100 mV.s-1). Após o sexto ciclo, a altura do pico de redissolução anódica do Cu (reduzido durante a varredura no sentido negativo) estabiliza, permitindo a quantificação sem etapa prévia de abertura. / The photoelectrocatalysis process was investigated for the elimination of organic compounds interference on the electroanalysis of trace metals. Cu(II)-EDTA chelate was chosen as model system and the recovery of copper voltammetric peak, as effectiveness indicator. Thin layer cells (thickness of 600 micrometers) were designed for the treatment of some microliters of sample by irradiation (370 nm LED) of an electrode modified with TiO2 (P25, anatase rich). The following modified electrodes were prepared and evaluated: carbon paste with TiO2 and paraffin oil (CPE-TiO2), composites of graphite, TiO2 and epoxy or silicone binders and TiO2 occluded in electrodeposited gold on a gold substrate. The effect of parameters like potential bias, electrolyte composition and EDTA concentration on the photocurrent was evaluated to setup working conditions. Some correlations were observed, e.g., a linear dependence between photocurrent and EDTA concentration up to 1.0 mmol/L. For the irradiance applied, this concentration is possibly the upper limit of operation diffusion transport control, above which, the kinetics of the oxidation at the TiO2 modified electrode becomes the controlling process. For EDTA concentrations not exceeding 0.94 mmol.L-1, full recovery of 1.0 mmol.L-1 Cu(II) voltammetric peaks was observed after 10 min of irradiation. A faster procedure was discovered and consists in recording repetitive cyclic voltammograms (Au-TiO2 electrode, 0,3 to 0,7 V vs. Ag/AgCl scans, 100 mV.s-1) simultaneously with continuous irradiation. After the sixth cycle, the copper anodic stripping peak height stabilizes allowing quantification without previous sample pre-treatment step.

Neste trabalho foi realizada a funcionalização de grafite sem prévio tratamento em condições de Fridel-Crafts. Considerando que a grafite não possui hidrogênio em sua estrutura, não se observa uma reação de substituição eletrofílica. Por outro lado, o trabalho mostra o papel da umidade presente no grafite na reação de funcionalização. Dessa forma, foi proposto um mecanismo para a reação com a participação da água adsorvida na grafite estabilizando o carbocátion formado. O grafite funcionalizado obtido na reação foi utilizado como material eletródico. Para a reação de funcionalização, quatro moléculas foram utilizadas: ácido ferrocenomonocarboxílico, cloreto de 4-nitrobenzoíla, cloreto de 3,5-dinitrobenzoíla e ácido 3,4-dinitrobenzóico. Para o estudo das condições ótimas da reação, utilizou-se diferentes potências de radiação no reator de micro-ondas, sendo que a extensão da funcionalização mostrou-se sensível à variação deste parâmetro. Para a caracterização dos materiais, utilizou-se voltametria cíclica e análise térmica (TG e DTA). Resultados de infravermelho e Ramam são apresentados no Apêndice A. Os resultados eletroquímicos mostraram que os materiais funcionalizados em maiores potências apresentaram maior corrente Faradaica, mas ao mesmo tempo, o material obtido foi mais resistivo. A diferença de potencial relacionada ao processo redox do ferroceno aumentou conforme a extensão da funcionalização, uma vez que um sobrepotencial é necessário devido ao fluxo iônico (para a manutenção da eletroneutralidade) relativo ao número de espécies envolvidas. Os resultados eletroquímicos também indicaram que a funcionalização do grafite com os nitro compostos foi baixa. A análise térmica evidenciou que a reação de funcionalização do grafite com o ferroceno resultou em materiais com 15% a 20% (m/m) de material ligado ao grafite. Os materiais funcionalizados a maiores potências apresentaram maior massa ligada ao grafite. A funcionalização com os nitro compostos resultou em materiais com menos de 3% (m/m) de composto ligado ao grafite. Os resultados das duas técnicas mostraram coerência na análise da extensão da funcionalização. O material funcionalizado com o ácido ferrocenomonocarboxilico foi o que apresentou os melhores resultados e propõe-se uma explicação para tal baseado no mecanismo de reação sugerido. Com o objetivo de melhor elucidar o mecanismo da reação, foram realizadas algumas reações na ausência de alguns reagentes. Por exemplo, quando tenta-se funcionalizar o material sem a presença de cloreto de alumínio ou sem a umidade natural do grafite, a reação não ocorre. / In this work natural graphite functionalization in Fridel-Crafts conditions is performed using a one-step microwave assisted reaction. Since there is no hydrogen in graphite structure, it is not possible to observe electrophilic substitution. On the other hand this work shows the role of the moisture present on graphite in the functionalization reaction under this condition. Therefore, a reaction mechanism with the participation of the water naturally adsorbed on graphite stabilizing the formed carbocation has been suggested. After the reaction, the functionalized graphite was used as electrode material. Four molecules were used to functionalize graphite: Ferrocene monocarboxylic acid, 4-nitrobenzoyl chloride, 3,5-dinitrobenzoyl chloride and 3,4-dinitrobenzoic acid. To study the optimal conditions of the reaction, the microwave radiation power was varied and the extent of the functionalization on graphite was sensitive to this parameter. Two techniques were used to characterize the materials, cyclic voltammetry and thermal analysis (TG and DTA). IR and Raman data are shown in appendix A. Electrochemical results have shown that the materials functionalized at higher microwave radiation power have higher Faradaic current, but are more resistive. The potential difference between the peaks of the redox process of ferrocene increased with the extent of functionalization. This occurs because an overpotencial is needed to compensate the ionic flux (in order to maintain the electroneutrality) related to the number of species involved. The electrochemical results also indicated that the extent of functionalization of graphite with the nitro compounds was low. The thermal analysis have shown that the functionalization of graphite with ferrocene lead to values between 15% to 20% (m/m) of compound in the material. The materials functionalized at higher microwave radiation power presented higher relative mass in the material. The reaction with the nitro compounds lead to less than 3% (m/m) of compound in the final material. The results of both techniques were coherent about the extent of functionalization. The material functionalized with ferrocene monocarboxylic acid showed the best results, and an explanation for that based on the reaction mechanism is suggested. In order to elucidate the reaction mechanism, some experiments were realized in absent of some reagents. When the reaction were carried out without aluminum chloride or with dried graphite, the reaction has not occurred.

O mel de abelhas é um produto biológico muito complexo, cuja composição varia notavelmente em função da flora visitada pelas abelhas e das condições climáticas e edáficas da região onde foi produzido. Este trabalho teve como objetivos confrontar os resultados das análises físico-químicas entre as amostras de méis produzidos em diferentes localidades do Brasil por Apis mellifera e por Meliponíneos e investigar se o mel produzido por essas abelhas nas suas diferentes regiões de origem apresenta níveis toleráveis de contaminantes inorgânicos. Para tanto, foram avaliadas 56 amostras de méis de A. mellifera e 56 amostras de méis de Meliponíneos dos Estados da Bahia, Minas Gerais, Mato Grosso do Sul, Paraíba, Piauí, Paraná, Santa Catarina e São Paulo, em relação aos seguintes parâmetros: umidade, atividade de água, viscosidade, pH, acidez livre, índice de formol, açúcares redutores, sacarose aparente, teor de cinzas, cor, condutividade elétrica, hidroximetilfurfural, atividade diastásica e metais (Hg+2, Zn+2, Cd+2, Pb+2 e Cu+2). Foi utilizada a técnica de Voltametria de Redissolução Anódica de Pulso Diferencial (DPASV) para quantificar os metais, e métodos convencionais e próprios para mel nas demais análises. Os resultados mostraram que a legislação atual, referente ao mel de A. mellifera, não é adequada para os parâmetros açúcares redutores, umidade e atividade diastásica de algumas espécies de Meliponíneos. Pôdese concluir que as espécies A. mellifera, Tetragonisca angustula, Melipona quadrifasciata, M. scutellaris, M. mandacaia, M. fasciculata, M. subnitida produzem méis com características físico-químicas diferentes e próprias de cada uma delas. Para todas as espécies avaliadas, os níveis de contaminantes inorgânicos encontrados nos méis foram toleráveis à saúde humana. Os méis produzidos por A. mellifera apresentaram variações nas características físico-químicas: atividade de água, viscosidade, acidez livre, índice de formol, açúcares redutores, condutividade elétrica, hidroximetilfurfural, atividade diastásica e o mineral zinco, em função dos diferentes locais onde foram produzidos. / The honeybee is a very complex biological product, whose composition varies markedly depending on the plant visited by the bees and the weather and soil conditions in the region where it was produced. This study aimed to compare the results of physicochemical analysis between the samples of honey produced in different locations in Brazil by Apis mellifera and Meliponid and to investigate whether honey produced by these bees, in different regions of origin, has tolerable levels of inorganic contaminants. To this end, we evaluated 56 samples of honey from A. mellifera and 56 samples of honey from Meliponid from the states of Bahia, Minas Gerais, Mato Grosso do Sul, Paraíba, Piauí, Paraná, Santa Catarina and São Paulo, for the following parameters: moisture content, water activity, viscosity, pH, free acidity, formol index, reducing sugars, apparent sucrose, ash content, color, electrical conductivity, hydroxymethylfurfural, diastase activity and metals (Hg+2, Zn+2, Cd+2, Pb+2 and Cu+2). Differential Pulse Anodic Stripping Voltammetry (DPASV) technique was used to quantify the metals, and, to the other analysis, conventional and suitable methods for honey were used. The results showed that the current legislation, referring to the honey of A. mellifera, is not appropriate for the parameters reducing sugars, moisture content and diastase activity of some species of Meliponid. It was concluded that the species A. mellifera, Tetragonisca angustula, Melipona quadrifasciata, M. scutellaris, M. mandacaia, M. fasciculata, M. subnitida produce honeys with different and specific physico-chemical characteristics. For all species studied, levels of inorganic contaminants found in honey were tolerable to human health. The honey produced by A. mellifera showed variations in physicochemical water activity, viscosity, free acidity, formol index, reducing sugars, electrical conductivity, hydroxymethylfurfural, diastase activity and the mineral zinc, depending on the different locations where they were produced.

A síntese de filmes inorgânicos mesoporosos por métodos eletroquímicos pode ser viabilizada com o uso de agregados de surfactantes, os quais atuam como moldes durante o processo de eletrodeposição. Neste contexto, são apresentados estudos sobre a obtenção de filmes de óxidos de molibdênio em superfícies de carbono vítreo por meio de deposição eletroquímica de Mo(VI) em meio ácido na presença de surfactantes apropriados. Desta maneira, estudos dos processos catalíticos referentes à redução de ânions oxigenados na superfície modificada na presença de surfactante são mostrados e comparados com os resultados oriundos de filmes depositados em solução sem o surfactante. Um breve estudo comparativo variando a concentração de Mo(VI) e o pH da solução geradora foi executado com a finalidade de verificar o efeito destes parâmetros sobre as características eletrocatalíticas do filme. Em duas condições experimentais especiais foram obtidos filmes de óxidos de molibdênio com cores distintas (azul escuro e amarelo). Experimentos espectroscópicos demonstram que a diferença na cor se deve à presença de espécies de Mo em diferentes estados de oxidação. Em virtude da existência de diferentes espécies de Mo(VI) em função da concentração do íon metálico e do pH e que, em conseqüência deste fato, filmes com características eletrocatalíticas distintas frente à redução catódica do iodato são produzidos, desenvolveu-se um método empregando microeletrodos para a quantificação de H+ em soluções concentradas de surfactante. A metodologia se baseia na prévia determinação do coeficiente de difusão do próton e medição da corrente limite em experimentos voltamétricos no meio contendo o surfactante. Neste trabalho também são mostrados estudos voltamétricos em soluções micelares de CTAB com o uso de sondas eletroativas com alta afinidade pelo interior micelar. Com a análise dos dados obtidos foi possível avaliar o coeficiente de difusão micelar (1.7 x 10-6 cm2/s) e o raio hidrodinâmico (13 Å) destes agregados em solução de KCI 0,05M. Estudos sobre a influência da concentração de surfactante e da natureza e concentração de eletrólito suporte no coeficiente de difusão dos agregados micelares foram realizados e constatou-se que existe mudança na estrutura das micelas em soluções contendo KCI em concentrações superiores a 0,20 M. / In this work some studies involving the electrodeposition of molybdenum oxide thin films from solutions containing Mo(VI) are reported . The influence of the concentration of Mo(VI) and the pH on the characteristics of the obtained film were evaluated by spectroscopic techniques and by analysing the electrocatalytic effect of the modified electrode on the response for the cathodic reduction of iodate ions. Similar experiments were carried out at solutions containing surfactants such as Triton X-100 and Brij 56 as an attempt to generate mesoporous structures. However, no experimental evidence on the formation of such structures were obtained and the good response of the modified electrode prepared in surfactant medium was attributed to the formation of thin films which posses better performance towards the electrocatalytic reduction of iodate. Results were compared with those obtained f rom working solutions in the absence of surfactants. A methodology for acidity determination in solutions containing high concentrations of Triton X-100 was also developed. The procedure was based on the previous determination of the H+ diffusion coefficient in mixtures containing surfactant + water by using voltammetry with a platinum microelectrode. The results showed the influence of solution viscosity in the value of the diffusion coefficient of H+. Some results on the use of microelectrodes to measure the diffusion coefficient of ferrocene supported CTAB micelles were also performed. By using a classical theory that predicts the interaction between micelles as a function of the surfactant concentration, the diffusion coefficient of CTAB micelles at conditions of non-interaction (Dº) and the hydrodynamic radius (Rº) of the CTAB micelle at this experimental condition were found to be 1.7 x 10-6 cm2/s and 13 Å, respectively, at 0.05 M KCI solutions. The effect of different anions (bromide, chloride and fluoride) on the micellar diffusion coefficient was investigated and changes in the structure of spherical CTAB micelles at higher ionic strength values were postulated based on analysis of micellar interaction coefficient vs. CTAB concentration plots.

Eletrodos à base de carbono, como os eletrodos de troca iônica, entre outros, têm aplicação principalmente no tratamento de efluentes industriais e rejeitos radioativos. Carbono é também amplamente utilizado em células a combustível como substrato para os eletrocatalisadores, por possuir elevada área superficial, que supera a sua área geométrica. O conhecimento desta superfície ativa total é importante na determinação das condições de operação de uma célula eletroquímica no que diz respeito às correntes a serem aplicadas (densidade de corrente). No presente estudo foram utilizadas duas técnicas eletroquímicas na determinação da área superficial ativa de eletrodos de carbono vítreo e poroso e eletrodos de troca iônica: espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE) e voltametria cíclica (VC). Os experimentos foram realizados com soluções de KNO3 0,1 mol.L-1 em célula eletroquímica de três eletrodos: eletrodo de trabalho à base de carbono, eletrodo auxiliar de platina e eletrodo de referência de Ag/AgCl. Os eletrodos de carbono vítreo e de carbono poroso utilizado possuíam uma área geométrica de 3,14 x 10-2 cm2 e 2,83 10-1 cm2, respectivamente. O eletrodo de troca iônica foi preparado misturando-se grafite, carbono, resina de troca iônica e um aglutinante, sendo esta mistura aplicada em três camadas sobre feltro de carbono, utilizando-se nos experimentos uma área geométrica de 1,0 cm2. Por EIE determinou-se diretamente a capacitância dos materiais dos eletrodos (Cd) utilizando-se os diagramas de Bode. O valor de 172 μF.cm-2 encontrado para o carbono vítreo está de acordo com a literatura (~200 μF.cm-2). Por VC, variando a velocidade de varredura de 0,2 a 2,0 mV.s-1, determinou-se a capacitância CdS (S=área superficial ativa) na região da dupla camada elétrica (DCE) para cada um dos materiais, Por EIE, foram determinados os valores de Cd de 3,0 x 10-5 μF.cm-2 e de 11,0 x 103 μF.cm-2 para os eletrodos de carbono poroso e de troca iônica, respectivamente, o que possibilitou a determinação das áreas superficiais ativas de 3,73 x 106 cm2 e 4,72 cm2. Portanto, o uso combinado das técnicas de EIE e VC mostra-se promissor para o cálculo das áreas superficiais ativas de eletrodos à base de carbono. / Carbon-based electrodes as well the ion exchange electrodes among others have been applied mainly in the treatment of industrial effluents and radioactive wastes. Carbon is also used in fuel cells as substrate for the electrocatalysts, having high surface area which surpasses its geometric area. The knowledge of the total active area is important for the determination of operating conditions of an electrochemical cell with respect to the currents to be applied (current density). In this study it was used two techniques to determine the electrochemical active surface area of glassy carbon, electrodes and ion exchange electrodes: cyclic voltammetry (CV) and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The experiments were carried out with KNO3 0.1 mol.L-1 solutions in a three-electrode electrochemical cell: carbon-based working electrode, platinum auxiliary electrode and Ag/AgCl reference electrode. The glassy carbon and porous carbon electrodes with geometric areas of 3.14 x 10-2 and 2.83 10-1 cm2, respectively, were used. The ion exchange electrode was prepared by mixing graphite, carbon, ion exchange resin and a binder, and this mixture was applied in three layers on carbon felt, using a geometric area of 1.0 cm2 during the experiments. The capacitance (Cd) of the materials was determined by EIS using Bode diagrams. The value of 172 μF.cm-2 found for the glassy carbon is consistent with the literature data (~200 μF.cm-2). By VC, varying the scan rate from 0.2 to 2.0 mV.s-1, the capacitance CdS (S = active surface area) in the region of the electric double layer (EDL) of each material was determined. By EIS, the values of Cd, 3.0 x 10-5 μF.cm-2 and 11 x 103 μF.cm-2, were found for the porous carbon and ion exchange electrodes, respectively, which allowed the determination of active surface areas as 3.73 x 106 cm2 and 4.72 cm2. To sum up, the combined use of EIS and CV techniques is a valuable tool for the calculation of active surface areas of carbon-based electrodes.

Propõe-se método novo e completo para análise de acetona em ar exalado envolvendo coleta com pré-concentração em água, derivatização química e determinação eletroquímica assistida por novo algoritmo de processamento de sinais. Na literatura recente a acetona expirada vem sendo avaliada como biomarcador para monitoramento não invasivo de quadros clínicos como diabetes e insuficiência cardíaca, daí a importância da proposta. Entre as aminas que reagem com acetona para formar iminas eletroativas, estudadas por polarografia em meados do século passado, a glicina apresentou melhor conjunto de características para a definição do método de determinação por voltametria de onda quadrada sem a necessidade de remoção de oxigênio (25 Hz, amplitude de 20 mV, incremento de 5 mV, eletrodo de gota de mercúrio). O meio reacional, composto de glicina (2 mol·L-1) em meio NaOH (1 mol·L-1), serviu também de eletrólito e o pico de redução da imina em -1,57 V vs. Ag|AgCl constituiu o sinal analítico. Para tratamento dos sinais, foi desenvolvido e avaliado um algoritmo inovador baseado em interpolação de linha base por ajuste de curvas de Bézier e ajuste de gaussiana ao pico. Essa combinação permitiu reconhecimento e quantificação de picos relativamente baixos e largos sobre linha com curvatura acentuada e ruído, situação em que métodos convencionais falham e curvas do tipo spline se mostraram menos apropriadas. A implementação do algoritmo (disponível em http://github.com/batistagl/chemapps) foi realizada utilizando programa open source de álgebra matricial integrado diretamente com software de controle do potenciostato. Para demonstrar a generalidade da extensão dos recursos nativos do equipamento mediante integração com programação externa em linguagem Octave (open source), implementou-se a técnica da cronocoulometria tridimensional, com visualização de resultados já tratados em projeções de malha de perspectiva 3D sob qualquer ângulo. A determinação eletroquímica de acetona em fase aquosa, assistida pelo algoritmo baseado em curvas de Bézier, é rápida e automática, tem limite de detecção de 3,5·10-6 mol·L-1 (0,2 mg·L-1) e faixa linear que atende aos requisitos da análise em ar exalado. O acetaldeído, comumente presente em ar exalado, em especial, após consumo de bebidas alcoólicas, dá origem a pico voltamétrico em -1,40 V, contornando interferência que prejudica vários outros métodos publicados na literatura e abrindo possibilidade de determinação simultânea. Resultados obtidos com amostras reais são concordantes com os obtidos por método espectrofotométrico, em uso rotineiro desde o seu aperfeiçoamento na dissertação de mestrado do autor desta tese. Em relação à dissertação, também se otimizou a geometria do dispositivo de coleta, de modo a concentrar a acetona num volume menor de água gelada e prover maior conforto ao paciente. O método completo apresentado, englobando o dispositivo de amostragem aperfeiçoado e o novo e efetivo algoritmo para tratamento automático de sinais voltamétricos, está pronto para ser aplicado. Evolução para um analisador portátil depende de melhorias no limite de detecção e facilidade de obtenção eletrodos sólidos (impressos) com filme de mercúrio, vez que eletrodos de bismuto ou diamante dopado com boro, entre outros, não apresentaram resposta. / A new and complete method for analyzing acetone in exhaled breath is proposed, involving sample collection by preconcentration in water, chemical derivatization and electrochemical determination assisted by a new signal processing algorithm. Breath acetone is under investigation in the medical literature as a biomarker for noninvasive monitoring of clinical conditions such as diabetes and heart failure and better analyzers are demanded. Some amines that react with acetone to form electroactive imines, already studied by polarography in the middle of the last century, were evaluated here as derivatizing agents and glycine presented the best compromise for the definition of a determination method by square wave voltammetry without purging of dissolved oxygen (20 mV pulses at 25 Hz with 5 mV scanning steps, mercury drop electrode). The derivatization medium of glycine (2 mol·L-1) and NaOH (1 mol·L-1) also serves as electrolyte and the imine reduction peak at -1.57 V vs. Ag|AgCl constitutes the analytical signal. For signal processing a novel algorithm based on baseline automatic prediction using Bézier curves was developed in combination with Gaussian peak fitting. This innovative combination enables the recognition and quantification of relatively low and broad peaks on a curved and noisy baseline while standard procedures fail and fitting of splines is less appropriate. The algorithm (available at http://github.com/batistagl/chemapps) was implemented using open source matrix algebra software directly integrated with the potentiostat control software. The generality of this approach to extend the native resources of commercial equipment was evidenced by proceeding the implementation of 3D chronocoulometry with help of the open source Octave language. The processed charge vs. potential vs. time function 3-D surfaces for the forward and backward steps can be observed from any angle on the screen. The fast automatic electrochemical determination of acetone assisted by the Bézier based curve fitting algorithm, with an acetone detection limit of 3.5·10-6 mol·L-1 (0.2 mg·L-1) and a wide linear range is entirely satisfactory for breath analysis. Acetaldehyde, an expected component of breath, especially after ingestion of alcohol, and a common interferent for some other analytical methods, generates a peak at -1.40 V that does not interfere with the acetone determination and that is possibly suitable for simultaneous determination of this analyte. Results obtained with real samples are in agreement with spectrophotometric determinations routinely applied to breath analysis, formerly developed in the master dissertation of the author of this thesis. The geometry of the impinger sampling device was also improved (in comparison with the dissertation) in order to collect the acetone in a smaller volume of cooled water and to allow the patient to breath more freely. The complete method at its current state of development, encompassing the improved sampler and the new effective signal processing algorithm for voltammetric signals is ready for use. Evolution to a portable analyzer can be envisioned if the shortcomings of detection limits of solid (screen-printed) electrode preparation with a mercury film are overcome, once the imine signal was not observed on solid electrodes like bismuth and boron doped diamond.