VIII Simpósio de Graduação e Pós- Graduação em Química da ...eventos.uepg.br/simposioquimica/2016/download/Caderno de resumos... · de Graduação e Pós-Graduação em Química

25 a 28 de Outubro

de 2016

Ponta Grossa -

Paraná

VIII Simpósio de Graduação e Pós-

Graduação em Química da UEPG –

2016

25 e 25 de Outubro de 2016

Ponta Grossa - Paraná

APRESENTAÇÃO

Anualmente os cursos de Licenciatura e Bacharelado em Química da UEPG

realizam eventos no intuito de contribuir com a ampliação e atualização na formação de

seus alunos de graduação. Desta forma, foi idealizado um evento que oportunizasse essa

interação entre acadêmicos e pesquisadores não somente por meio da participação dos

alunos em palestras, mesa-redonda e minicursos sobre temas pertinentes à área, mas que

permitisse a apresentação e avaliação dos seus trabalhos de pesquisa (iniciação científica,

dissertações e teses) na forma oral ou de painéis. Com esse objetivo iniciou-se o Simpósio

de Graduação e Pós-Graduação em Química (SimpoQuim) da UEPG. Atualmente esse

simpósio está na sua oitava edição e ocorre com a participação de professores e

profissionais da área de Química ou áreas correlatas. Este ano o mesmo acontece entre os

dias 25 a 28 de outubro de 2016.

Neste ano, em conjunto com o SimpoQuim, acontece o VIII Encontro de Discentes

e Docentes do Doutorado Associado em Química UEL-UEPG-UNICENTRO. Esse evento

ocorre nos dias 25 e 26 de outubro envolvendo principalmente docentes e discentes das

três instituições, além de pesquisadores renomados que atuam como avaliadores do

mesmo e do processo de associação ampla entre UEL-UEPG-UNICENTRO. Anualmente

desde 2009 esse evento ocorre em cada instituição participante. Essa oitava edição ocorre

na UEPG, possibilitando assim, a divulgação das pesquisas dos doutorandos, bem como

discussões científicas.

COORDENAÇÃO E ORGANIZAÇÃO

COMISSÃO ORGANIZADORA E CIENTÍFICA

Profa. Dra. Vanessa Egéa dos Anjos (DeQuim – UEPG) – Coordenadora / SimpoQUIM

Profa. Dra. Luciana de Boer Pinheiro de Souza (DeQuim – UEPG) – Vice-Coordernadora /

SimpoQUIM

Profa. Dra. Barbara Celânia Fiorin (DeQuim – UEPG) – Coordenadora / EDAQ

Prof. Dr. Sérgio Toshio Fujiwara (DeQuim – UEPG) – Vice-Coordernador / EDAQ

Prof. Dr. Adriano Gonçalves Viana (DeQuim – UEPG)

Profa. Dra. Cássia Gonçalves Magalhães (DeQuim – UEPG)

Profa. Dra. Christiana Andrade Pessoa (DeQuim – UEPG)

Profa. Dra. Elaine Regina Tiburtius (DeQuim – UEPG)

Profa. Dra. Elizabeth Weinhardt O. Scheffer (DeQuim – UEPG)

Profa. Dra. Jacqueline Aparecida Marques (DeQuim – UEPG)

Prof. Dr. Jarem Raul Garcia (DeQuim – UEPG)

Profa. Dra. Juliana Inaba (DeQuim – UEPG)

Profa. Dra. Karen Wohnrath (DeQuim – UEPG)

Profa. Dra. Leila Inês Follmann Freire (DeMet– UEPG)

Profa. Dra. Patricia Los Weinert (DeQuim – UEPG)

Prof. Dr. Sandro Xavier de Campos (DeMet – UEPG)

Prof. Dr. Sérgio Ricardo de Lázaro (DeQuim – UEPG)

COMISSÃO CIENTÍFICA

Química Analítica

Prof. Dr. Marco Tadeu Grassi (DQ – UFPR) - EDAQ

Profa. Dra. Elaine Regina Tiburtius (DeQuim – UEPG) - SimpoQUIM

Profa. Dra. Elizabeth Weinhardt O. Scheffer (DeQuim – UEPG) - SimpoQUIM

Profa. Dra. Patricia Los Weinert (DeQuim – UEPG) – SimpoQUIM

Química Inorgânica

Prof. Dr. Andrelson Wellington Rinaldi (DQI – UEM) - EDAQ

Profa. Dra. Christiana Andrade Pessoa (DeQuim – UEPG) - SimpoQUIM

Profa. Dra. Karen Wohnrath (DeQuim – UEPG) – SimpoQUIM

Profa. Dra. Simone Delezuk Inglez (DAENQ – UTFPR) – SimpoQUIM

Química orgânica

Prof. Dr. Diego da Silva Alves (CCQFA – UFPel) - EDAQ

Profa. Dra. Cássia Gonçalves Magalhães (DeqQuim – UEPG) – SimpoQUIM

Profa. Dra. Jacqueline Aparecida Marques (DeqQuim – UEPG) – SimpoQUIM

Prof. Dr. Luciano Fernandes (DAENQ – UTFPR) – SimpoQUIM

Físico-Química

Prof. Dr. Wilker Caetano (DQI – UEM) - EDAQ

Prof. Dr. Jarem Raul Garcia (DeQuim – UEPG) – SimpoQUIM

Prof. Dr. Luis Fernando Quintino Pereira Marchesi (DAENQ – UTFPR) – SimpoQUIM

Prof. Dr. Sérgio Ricardo de Lázaro (DeQuim – UEPG) – SimpoQUIM-

Bioquímica

Prof. Dr. Adriano Gonçalves Viana (DeQuim – UEPG) – SimpoQUIM

Profa. Dra. Patricia Castellen (DeQuim – UEPG) – SimpoQUIM

Profa. Dra. Romaiana Picada Pereira (DeQuim – UEPG) – SimpoQUIM

Ensino de Química

Prof. Dr. José Maria Maciel (DeQuim – UEPG) – SimpoQUIM

Profa. Dra. Leila Inês Follman (DeMet – UEPG) – SimpoQUIM

Prof. Dr. Sandro Xavier de Campos (DeMet – UEPG) – SimpoQUIM

COMISSÃO DE AVALIAÇÃO DE RESUMOS, PÔSTERES E SESSÃO COORDENADA

Química Analítica

Resumos

Profa. Dra. Elaine Regina Tiburtius

Profa. Dra. Elizabeth Weinhardt O. Scheffer

Profa. Dra. Patricia Los Weinert

Sessão de Pôsteres

Profa. Dra. Carmen Lúcia Voigt

Dra. Giselle Nathaly Calaça

Sessão de Coordenada

Profa. Dra. Elaine Regina Tiburtius

Profa. Dra. Elizabeth Weinhardt O. Scheffer

Profa. Dra. Patricia Los Weinert

Química Inorgânica

Resumos

Profa. Dra. Christiana Andrade Pessoa

Profa. Dra. Karen Wohnrath

Profa. Dra. Simone Delezuk Inglez


Profa. Dra. Christiana Andrade Pessoa

Prof. Dr. Éder Carlos Ferreira de Souza

Dr. Cleverson Siqueira Santos


Profa. Dra. Karen Wohnrath

Prof. Dr. Toshio Toshio Fujiwara

Dr. Cleverson Siqueira Santos

Química Orgânica

Resumos

Profa. Dra. Cássia Gonçalves Magalhães

Profa. Dra. Jacqueline Aparecida Marques


Profa. Dra. Michele Aparecida Besten

Profa. Dra. Franciane Dutra de Souza

Dr. Thiago de Castro Rozada


Profa. Dra. Jacqueline Aparecida Marques

Prof. Dr. Luciano Fernandes

Físico-Química

Resumos

Prof. Dr. Jarem Raul Garcia

Prof. Dr. Luis Fernando Quintino Pereira Marchesi

Prof. Dr. Sérgio Ricardo de Lázaro


Prof. Dr. Wagner Eduardo Richter

Prof. dr. Alexandre Camilo Jr

Prof. Dr. Christiane Philippini Ferreira Borges


Prof. Dr. Jarem Raul Garcia

Prof. Dr. Sérgio Ricardo de Lázaro

Prof. Dr. Jorge Iulek

Bioquímica

Resumos

Prof. Dr. Adriano Gonçalves Viana

Profa. Dra. Patricia Castellen

Profa. Dra. Romaiana Picada Pereira


Profa. Dra. Patricia Castellen

Profa. Christiane Trevisan Slivinski

Prof. Dr. Rafael Mazer Etto


Prof. Dr. Adriano Gonçalves Viana

Profa. Dra. Romaiana Picada Pereira

Ensino de Química

Resumos

Prof. Dr. José Maria Maciel

Prof. Dr. Sandro Xavier de Campos



Profa. Dra. Leila Inês Follman Freire

Prof. Doris de Oliveira Gregianin



Profa. Dra. Leila Inês Follman Freire

Profa. Tatiane Skeika

Pós-Graduandos

Pós-Graduandos dos cursos de Mestrado e Doutorado em Química

Monitores

Graduandos do Centro Acadêmico de Química

Graduandos do PET Química

Graduandos do PIBIC Química

Graduandos do PIBID Química

Palestra de abertura

Prof. Dr. Marco Tadeu Grassi (DQ – UFPR)

" Grupo de Química Ambiental da UFPR: Ciência também para a cidadania ".

CRONOGRAMA

Terça-Feira 25/10/16 Horário Programação

14:00 – 19:00 Recepção e Credenciamento (PDE - Saguão)

19:00 – 19:30 Abertura (PDE – Auditório)

19:30 – 20:30 Palestra de Abertura (PDE – Auditório)

20:40 – 21:40 Confraternização (PDE – Saguão)

Quarta-Feira 26/10/16 10:00 – 10:30 Coffee-Break (Pavilhão Didático – Bloco G)

10:30 – 11:30 Sessão de Pôsteres Ímpares (Pavilhão Didático – Bloco G)

11:30 – 12:30 Sessão de Pôsteres Pares (Pavilhão Didático – Bloco G)

Almoço

14:00 – 15:00 Palestra 1 (PDE – Auditório)


16:00 – 16:30 Coffee-Break (PDE – Saguão)





Quinta-Feira 27/10/16

08:00 – 10:00 Minicurso 1 a 5


10:30 – 12:30 Minicurso 1 a 5

Almoço

14:00 – 16:00 Minicurso 1 a 5


16:30 – 18:30 Minicurso 1 a 5


19:30 – 21:40 Sessão Coordenada - Ensino (PDE – Auditório)

Sexta-Feira 28/10/16

08:00 – 10:00 Sessão Coordenada (Inorgânica e Físico-Química)


10:30 – 12:30 Sessão Coordenada (Analítica, Orgânica e Bioquímica)

Almoço





17:30 – 19:30 Avaliação e Cerimônia de Encerramento (PDE – Auditório)

VIII Simpósio de Graduação e Pós-Graduação em Química da UEPG

VIII Encontro de Discentes e Docentes do Doutorado Associado em Química UEL-UEPG-UNICENTRO

Química Para um Mundo Melhor

Universidade Estadual de Ponta Grossa - 2016

Estudo cinético da enzima gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase de Naegleria

gruberi

Agnes T. P. Machado1(PG)*, Marcio Silva

2 (PQ), Jorge Iulek

1 (PQ).

* [email protected] 1 Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

2 Ensino, Universidade Tecnológico Federal do Paraná- Ponta Grossa, UTFPR, PR, Brasil.

Palavras-chave: Naegleria gruberi, gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase, estudo cinético.

Introdução

A caracterização cinética das enzimas traz

informações de seu mecanismo catalítico, seu papel no metabolismo e auxilia na busca de inibidores

1; é estudo

importante para enzimas de organismos patogênicos ou com proximidade filogenética a estes, utilizadas como modelo estrutural na busca de novos quimioterápicos. Neste contexto, o presente trabalho visa a caracterização cinética da enzima gliceraldeído-3-fosfato desidrogenase de Naegleria gruberi (NgGAPDH), cuja ação é catalisar a sexta etapa da via glicolítica deste microorganismo.

Parte Experimental

O estudo cinético de NgGAPDH

2 foi realizado em

espectrofotômetro (Varian Cary 50) por medidas de absorção a λ=340 nm pelo monitoramento da formação de NADH por 10 min; todas as medidas foram em triplicatas. O meio reacional era composto por tampão 50 mM Tris-HCl, 1 mM EDTA, 1 mM β-mercaptoetanol, NAD

+, arsenato e a enzima a 0,1 µg mL

-1. Os parâmetros

temperatura, pH e concentração ótima de arsenato foram otimizados. Com estes, o estudo dos efeitos das concentrações do G3P e do NAD

+ na velocidade foram

estudados tal que os coeficiente de Hill (n), K e vmax para ambos foram determinados com o auxílio dos programas Dynafit e SigrafW.

Resultados e Discussões

Os valores de pH, temperatura e concentração ótima de arsenato foram: 8,0, 25 °C a 10 mM respectivamente. Em comparação com a literatura, o pH ótimo é igual ao encontrado para a de Homo sapiens

3, ja

a temperatura é igual à de Oryctolagus cuniculus4

e Arabidopsis thaliana

5, mas difere da de H. sapiens, cujo

valor é de 43 °C6.

Os gráficos das velocidades iniciais contra as concentrações de G3P e NAD

+ (Figuras 1A e 2A,

respectivamente) apresentaram um perfil sigmoidal, característico de enzimas com comportamento alostérico.

Figura 1. A) gráfico das velocidades iniciais normalizadas contra log

[G3P]; B) gráfico das velocidades iniciais normalizada contra log

[NAD+].

Os valores do coeficiente de Hill (n), K e vmax

foram: 1,57, 0,51 mM e 0,77 mM min-1

, respectivamente, para G3P, e 1,77, 3,68 mM, 0,76 mM min

-1,

respectivamente, para NAD+. Com a análise do perfil das

curvas e os valores do coeficiente de Hill é possível considerar que a enzima apresenta cooperatividade positiva para os substratos. Na literatura são reportados para GAPDHs valores

7-10 de Km e vmax calculados por

curvas de Michaelis-Menten ou Lineweaver-Burk, embora a enzima seja alostérica

11.

Conclusões

A enzima apresenta cooperatividade positiva para os substratos e os valores de pH e temperatura são próximos de organismos eucarióticos mais evoluídos.

Agradecimentos

Á Capes, ao INCT (consórcio do CNPq, FAPESP e o Ministério da Saúde, 573607/2008-7 and 08/57910-0), ao Prof. Dr. Otávio Henrique Thiemann e ao CLABMU da UEPG. _________________ 1Lehninger, A, L. Princípios de Bioquímica, 4ed. São Paulo, Sarvier, 2006. 2Machado, A.T.P., et al. Protein Expression Purification, 2016, 127, 125-130. 3F. Heinz, B. Freimüller. Methods Enzymol, 1982, 89, 301-305. 4I.N. Naletova, et al. Biochim Biophys Acta, 2006, 1764, 831-838. 5M. Zaffagnini, et al. FEBS J, 2007, 274, 212-226. 6D. Mountassif, et al., Acta Biochim Biophys Sin, 2009, 41, 399-406. 7M.T. Ryzlakm, et al., Biochim Biophys Acta, 1988, 954, 309-324. 8Y.C. Tien, et al., Biochim Biophys Acta. 2012, 80, 389-403. 9H.J. Wiggers, et al., Anal Biochem, 2007, 370, 107-114. 10I. Schomburg, A. et al., Nucleic Acids Res, 2002, 30, 47–49. 11S. Yuequan, et al., Sci China B, 2006, 19, 96-104.

G’1 L6S

G A

as




Caracterização de polissacarídeo sulfatado isolado de Nori (Porphyra sp.) com

potencial aplicação em biofilmes comestíveis.

Ana Carolina Bismaia 1 (IC), Dhésmon Lima ¹ (PG), Adriano Golçalves Viana 1 (PQ), Jarem Raul Garcia 1 (PQ)

1 Departamento de Química / Universidade Estadual de Ponta Grossa – UEPG, PR, Brasil.

Palavras-chave: porfirana, polissacarídeos, estrutura

As porfiranas são polissacarídeos sulfatados que tem como principal fonte natural as algas marinhas, especialmente as do gênero Porphyra. Elas apresentam estrutura básica semelhante à do ágar, formada por unidades de β-D-galactopiranose e de α-L- galactopiranose substituídas no carbono 3 e 4, respectivamente (Figura 1), porém com grau mais elevado de complexidade e variação estrutural. 1,2

Figura 1. Estrutura química das porfiranas (PFR).

O espectro de absorção de FTIR foi obtido pelo modo de

reflectância total atenuada (ATR) em espectrômetro

PerkinElmer (modelo Frontier), e como observado no

espectro (Figura 2), as principais bandas de

caracterização da amostra estão presentes, apresentando

concordância com a estrutura típica de porfiranas já

descritas. 1,2

Figura 2. Espectro vibracional na região do IV (FTIR) por

ATR da porfirana (PFR) purificada.

100

98

96

C-H

94

O-H

C-O

C-O-H

92

OSO - 90

porfirana (PFR)

88

as 3

Tanto as porfiranas quanto outros polissacarídeos sulfatados têm sido amplamente estudados e empregados na indústria e na pesquisa, devido suas propriedades físicas, químicas e biológicas como, alto poder de formação de filmes e géis e atividade antioxidante. Demonstrando atividades fisiológicas e aplicações biotecnológicas, como estabilizantes, geleificantes, emulsificantes e espessantes em indústrias de alimentos, de cosméticos e farmacêuticas.3,4 Desta maneira, o polissacarídeo sulfatado foi extraído a partir do Nori comercial e caracterizado, visando a aplicabilidade biotecnológica de desenvolvimento de filmes com boas propriedades mecânicas e de barreia.

A extração aquosa do polissacarídeo solúvel do Nori, forma comercial de algas vermelhas do gênero Porphyra, foi realizada com 30g de alga moída em um volume de 2L de água destilada foram submetidos à agitação mecânica durante 8 horas à 60°C. O extrato obtido foi centrifugado (10000 rpm), e ao sobrenadante resultante foram adicionados 4L de etanol absoluto e acetato de sódio. Após precipitação total, nova centrifugação foi realizada e

86

84 C-O-C CH-OH

4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500

número de onda (cm-1)

A análise de RMN 13C da porfirana resultou nos deslocamentos referentes aos carbonos anoméricos C1: G-A em 101,83 e 97,96 ppm; e G’-L6S em 103,07 e 100,84 ppm; e ao C6 sulfatado dos resíduos de α-L-Gal- 6-sulfato em 67,32 ppm. Podendo-se confirmar a estrutura do polissacarídeo sulfatado, juntamente com o teor de açúcar total de 77,40%, condizente com trabalhos previamente publicados. 2,5

De acordo com os resultados apresentados de RMN13C e FTIR e teor de carboidratos totais, houve sucesso na extração do polissacarídeo sulfatado do tipo porfirana. Além de confirmar a sua pureza e homogeneidade biopolimérica.

Fundação Araucária, Capes, UEPG, Grupo GGAETS, C- Labmu.

5

1 ZHANG, Q.; et al. Carboh. Res., 2005, v. 340, n. 15, p. 2447-2450.

O polissacarídeo obtido foi caracterizado pelas técnicas de espectroscopia de absorção no infravermelho (FTIR), Ressonância Magnética Nuclear (RMN) de carbono (13C) e teor de açúcar total (expresso como D-galactose) determinado pelo método usando fenol-ácido sulfúrico. 6

2 ZHOU, C.; YU, X.; et al.. Carbo. Pol., 2012, v. 87, p. 2046-2051. 3 CIAN, R. E.; et al. J Appl Phycol, 2014, v. 27, p.1699–1708, 4 ISAKA, S.; et al. Int. J. of Bio. M., 2015, v. 74, p. 68-75. 5 NOSEDA, M. D.; VIANA, A. G.; et al. Carbo. Pol., 2000, v. 42, p. 301-305. 6 DUBOIS, M. G.; et al. Analytical Chemistry, 1956, v. 28, n. 3, p. 350-356.


Introdução

Conclusões

Agradecimentos

Parte Experimental

o precipitado foi ressolubilizado, dialisado e liofilizado.

tra

nsm

itâ

ncia

(%

)





DETERMINAÇÃO DA COMPOSIÇÃO QUÍMICA E ATIVIDADE ANTIOXIDANTE IN

VITRO DOS EXTRATOS DE Cymbopogon citratus

Ana Carolina M. Hacke1 (PG)*, Jacqueline A. Marques1 (PQ), José Carlos R. Vellosa2 (PQ), Aline A. Boligon3 (PQ),

Romaiana P. Pereira1 (PQ). *[email protected]

1 Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil. 2 Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil. 3 Departamento de Farmácia Industrial, Universidade Federal de Santa Maria, UFSM, RS, Brasil.

Palavras-chave: Compostos fenólicos, flavonoides, antioxidantes.

A Cymbopogon citratus (C. citratus) pertencente à família gramineae é conhecida popularmente como capim-limão ou capim santo1. Estudos demonstraram que esta planta é rica em compostos que possuem atividade antioxidante, os quais podem ser os responsáveis na prevenção de diversas patologias2. O objetivo deste trabalho foi determinar a composição química, avaliar a atividade de diferentes extratos de C. citratus.

Parte Experimental

As folhas previamente secas da planta foram maceradas por 21 dias com etanol 70% em frasco âmbar com renovação do solvente a cada 7 dias. O processo foi repetido por mais duas vezes totalizando 21 dias de maceração das folhas. O etanol foi removido em rotoevaporador e a fração aquosa foi submetida a extrações com solventes de polaridades distintas [clorofórmio (CHCl3) e acetato de etila (AcOEt)]. A fração aquosa resultante destas extrações foi liofilizada. O conteúdo de compostos fenólicos e flavonoides totais dos extratos foi determinado com o reagente de Folin-Ciocalteau e pela complexação com o aluminio. Os compostos fenólicos presentes foram identificados e quantificados por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). A atividade antioxidante dos extratos foi determinada pelos métodos de DPPH e ABTS.

O teor de compostos fenólicos e flavonoides totais e os valores de CI50 para a atividade antioxidante pelos métodos de DPPH e ABTS estão apresentados na Tabela 1.

Tabela 1. Teor de compostos fenólicos e flavonoides totais e atividade antioxidante (CI50) para os extratos de C. citratus.

Foi verificado que o extrato em acetato de etila apresentou os maiores teores de compostos fenólicos e atividade antioxidante (menores valores de CI50) pelos métodos empregados neste estudo. Observou-se uma correlação linear entre o conteúdo de compostos fenólicos e a atividade antioxidante pelo método de DPPH (R2= 0,9019) e ABTS (R2= 0,9856). A partir das análises de CLAE foi verificado que os extratos apresentaram picos característicos de compostos fenólicos. Para os extratos acetato de etila e aquoso foram identificados 11 e 9 compostos fenólicos respectivamente, e o componente majoritário foi o ácido cafeico (5,70±0,03 e 2,40±0,01 mg/g). Contudo, o extrato clorofórmico exibiu 3 picos de compostos fenólicos e o componente majoritário foi o ácido clorogênico (1,64±0,01 mg/g). Estes compostos podem estar relacionados a atividade antioxidante exibida por estes três extratos.

Conclusões

O extrato em acetato de etila apresentou maior atividade antioxidante e também maior concentração de compostos fenólicos, indicando ser este efeito exercido por esta classe de compostos. As diferentes polaridades dos solventes empregados nas extrações podem ser as responsáveis pelas diferenças nos teores de compostos fenólicos e flavonoides totais e, consequentemente, na atividade antioxidante dos extratos de C. citratus. Mais estudos serão conduzidos para confirmar o maior efeito antioxidante observado no extrato em acetato de etila.

Agradecimentos

UEPG, UFSM, PPGQA, CAPES.

1Moreira, F. V.; Bastos, J. F. A.; Blanck, A. F.; Alves, P. B.; Santos, M. R. V. Revista Bras. de Farmacognosia, 20, 904-909, 2010. 2 Viuda-Martos, M.; El Gendy, A. E. N. G. S.; Sendra, E.; Fernández López, J.; Razik, K. A. A.; Omer, E. A.; Pérez-Alvarez, J. A. J. Agric. Food Chem. 58,

9063-9070, 2010.

CHCl3 26,99±2,86a 16,94±2,58a 261,10± 3,63a

51,67±4,12a

AcOEt 47,32±1,47b 19,86±0,26b

33,82± 12,02±2,29b

7,67b

Aquoso 39,59±1,74c 34,69±4,10c

50,91± 22,79±1,05

12,86c

*Médias das triplicatas ± desvio padrão (n=3).


Introdução

Extrato Fenólicos

(mg AG/g)* Flavonoides (mgQER/g)*

DPPH (µg/mL)*

ABTS (µg/mL)*


mailto:[email protected]

3

3




Efeito Da Mutação No Gene waaL Sobre A Formação De Nanopartículas

Metálicas Por Herbaspirillum seropedicae

Caroline G. de Faria1 (IC)* [email protected]*, Carolina W. Galvão

2 (PQ), Christiana A. Pessoa

1 (PQ),

Karen Wohnrath1, Rafael M. Etto

1 (PQ), Ricardo A. Ayub

3 (PQ), Juliana Inaba

1 (PQ)

1 Departamento de Química/ Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), Paraná, Brasil.

2 Departamento de Biologia Estrutural, Molecular e Genética/ Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), Paraná, Brasil.

3 Departamento de Fitotecnia/ Universidade Estadual de Ponta Grossa(UEPG), Paraná, Brasil.

Palavras-chave: Nanopartículas, Lipopolissacarídeos, β-Proteobactéria.

AuNPs por mudança de coloração (Figura 1B). A sua presença foi confirmada por banda plasmon de ~580nm evidenciada por espectroscopia do UV-Vis (Figura 1A).

A biorredução de sais metálicos por microorganismos

envolve, primeiramente, a sua absorção para o meio

intracelular. Os lipopolissacarídeos (LPS) são estruturas

presentes em bactérias Gram negativas, importantes

para a estrutura de sua parede celular, além de estarem

envolvidos em processos como: colonização, seleção e

passagem de diversas substâncias na célula bacteriana.

Esses glicoconjugados são formados por três regiões

estruturalmente distintas: porção lipídeo-A localizada na

membrana externa, o núcleo oligossacarídico e o

antígeno-O, voltado para a porção extracelular1.

Herbaspirillum seropedicae é uma bactéria Gram

negativa que mostrou ser capaz de reduzir o ouro (Au) III

em Au0

com formação de nanopartículas (AuNP).

Entretanto, o mecanismo de captação do sal metálico por

esse organismo ainda não foi estudado. Para avaliar o

envolvimento do LPS na captação do sal metálico para o

interior da célula, a capacidade de bioredução do AuCl -

foi avaliada em um mutante do gene waaL de H.

seropedicae (LPSEB). Esse mutante é incapaz de

produzir a antígeno-O ligase, necessária para a ligação

que ancora o Antígeno O ao lipídeo A da membrana

externa, afetando a estrutura do LPS.

As estirpes selvagem (SMR1) e mutante (LPSEB) de H.

seropedicae foram cultivadas em meio NFb-malato HPN2

por 3 dias a 30°C a 120 rpm. Após esse período, as células foram centrifugadas (4000 rpm por 10 minutos), lavadas em solução NaCl 0,85% por duas vezes e incubadas na presença de AuCl

- 1mmol.L

-1 por 10 dias.

As AuNPs se localizaram na superfície da célula bacteriana (Figura 1C e D) e em geral circulares e com tamanho médio de 5 nm (Figura 1 E e F).

Figura 1. A) Espectrometria UV-Vis identificando a banda plasmon por setas; B) Desenvolvimento de coloração violeta das amostras contendo NPsAu; C) e D) Análise por MEV-FEG da estirpe LPSEB e SmR1, respectivamente, em aumento de 46.60kx e 73.50kx; E) e F) Análise por MET de LPSEB e SmR1, aumento de 8.0kx e 20.0kx respectivamente.

Esse estudo mostrou que a estirpe de H. seropedicae LPSEB foi capaz de produzir nanopartículas de ouro, sugerindo que a integridade do lipopolissacarídeo de membrana não afeta o transporte e redução do ouro para o interior da célula bacteriana. Os resultados

indicam que a via de transporte de AuIII

neste organismo é independente de LPS e outro mecanismo parece estar envolvido neste processo.

Após esse período, a mudança de coloração da cultura de pérola para violeta foi indicativo da formação de NPsAu coloidal, as quais foram caracterizadas por espectrometria de UV-Vis, Microscopia Eletrônica de

Fundação Araucária, UEPG, GDEM, C-LABMU, CME NFN- UFPR e LABMOM.

Campo de Emissão (MEV-FEG) e Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) para avaliar o tamanho, formato e localização das AuNPs formadas.

Após a incubação da estirpe mutante e selvagem de H. seropedicae com AuCl

- foi evidenciada a formação de 3

1 BALSANELLI, E. Caracterização funcional dos produtos dos genes rfbB e rfbC na síntese de LPS de Herbaspirillum seropedicae e sua interação com

milho ( Zea mays), 2010. 2KLASSEN, G.; PEDROSA, F.O.; SOUZA, E.M.; FUNAYAMA, S.; RIGO,

L.U. Effect of nitrogen in Herbaspirillum seropedicae SMR1. Can. J. Microbiol. v. 43, p. 887-891, 1997.



Agradecimentos

Parte Experimental

Conclusões

Introdução






ESTUDO DA POTENCIAL APLICAÇÃO DA CASCA DE PINHÃO NA REMOÇÃO

DE COBRE EM SOLUÇÃO

Egon S. C. de Castro ¹ (PG) *, Jarem R. Garcia¹ (PQ), Adriano G. Viana ¹ (PQ)

*[email protected]

1 Departamento Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.)

Palavras-chave: casca de pinhão, adsorção, cobre.

Introdução

Com o aumento das exigências em torno dos parâmetros de qualidade ambiental, tanto pelos órgãos responsáveis como pela sociedade em geral, a quantidade de estudos direcionados a desenvolver novos métodos de tratamento têm-se elevado, principalmente para efluentes industriais. Estes efluentes conforme sua origem podem apresentar contaminação com metais traços, os quais podem trazer sérios danos a biota aquática quando descartados inadequadamente em rios, assim como a saúde de populações à eles expostas. Atualmente para a remoção de metais traços são utilizados processos de precipitação, troca iônica, coagulação, osmose reversa e, principalmente, o processo de adsorção. Na adsorção ocorre a remoção de contaminantes do meio aquoso, devido a sua elevada capacidade de captura de moléculas, por interação química ou física, com capacidade de remoção dependente da área superficial do adsorvente. Atualmente na remoção de contaminantes de efluentes industriais, utiliza-se amplamente o carvão mineral, entretanto a busca por materiais alternativos de baixo custo tem aumentado, principalmente visando a reutilização de biomassas residuais, tais como a casca de pinhão, objeto de estudo deste trabalho.

Parte Experimental

Inicialmente a casca do pinhão foi lavada em água destilada e após secagem em estufa, triturada e peneirada visando obter uma granulometria homogênea. Para o tratamento da casca do pinhão, utilizou-se duas metodologias distintas. No primeiro, 1 g da casca foi

tratada com 25 mL da solução de HNO3 6 molL-1 por 4

horas e após lavagem e secagem tratada com 200 mL de

EDTA 5 gL-1 por 48 horas. Para o segundo, 1 g da casca

foi tratada com 25 mL da solução de NaOH 0,1 molL-1 por 2 horas e após lavagem e secagem tratada com 8,5 mL

de ácido cítrico 1,2 molL-1 por 30 minutos. Após o tratamento as amostras foram caracterizadas por espectroscopia de infravermelho (na forma de pastilhas de KBr), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e raio X. Os ensaios de adsorção de íons cobre foram realizados por espectrometria de absorção atômica, após 6 horas de incubação de 0,5 g das cascas com e sem tratamento em soluções de Cu2+ nas concentrações de 0,0; 20,0;

40,0 e 60,0 mgL-1.


Os resultados das analises de raio x para as amostras das cascas de pinhão antes e após os diferentes tratamentos demonstraram para todas, ângulos de refração condizentes com a literatura para a celulose (2θ= 19,8; 24,1; 31,4). Para a analise de infravermelho houve a mudança em alguns picos relacionados a diferentes tipos de ligações em cada amostra da casca do pinhão devido aos agentes complexantes utilizados para cada métodos do tratamento da casca de pinhão. Os ensaios de adsorção para as diversas amostras da casca de pinhão estão representadas na Figura1, onde é possível verificar que a casca tratada unicamente com NaOH e a amostra nativa (sem tratamento) foram mais eficientes em adsorver o metal da solução em todas as concentrações analisadas, com valores superiores a 80% de remoção. Figura 1. Gráfico representativo da remoção de Cu2+.

Conclusões

As cascas de pinhão apresentam um grande potencial para processos de adsorção do Cu2+, onde o tratamento com hidróxido de sódio parece aumentar este potencial.

Agradecimentos

UEPG, C-LABMU e a CAPES __________________

¹WAN NGAH, W. S.; HANAFIAH, M. A. Removal of heavy metal ions

from wastewater by chemically modified plant wastes as adsorbents: a

review.Bioresource Technology, v. 99, n.10, p. 3935-48, Jul 2008.

²LIMA, C. E et al.Adsorption of Cu(II) on Araucaria angustifolia wastes:

Determination of optimal conditions by statistic design of experiments.

Journal of Hazardous Materials, v. 140, p. 211-220, 2007.




VIII Encontro de Discentes e Docentes do Doutorado Associado emQuímica UEL-UEPG-UNICENTRO



Ação dos extratos hidroalcoólico e aquoso de T. catharinensis em hemácias

Rh+ e Rh-

Eslyn L. S. Lozeski1 (IC), Wellington A. Moreira1 (IC), Yasmin Stelle1 (IC), Domingos Sávio Nunes1 (PQ), Mariza

B. Marques1* (PQ). *[email protected]

1 LAQUA, Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

Palavras-chave: cobrina, bioatividade,hemácias

Introdução

O estudo de metabólitos secundários de espécies vegetais constitui uma importante fonte de substâncias com atividade medicinal ou farmacológica (1). Tabernaemontana catharinensis. DC é nativa da América do Sul, no Brasil é conhecida como cobrina, leiteiro-de-vaca, leiteiro e jasmim-bravo, entre outras denominações.Há comprovações de atividades leishmanicida, antioxidante, antiofídica, inibitória de miotoxinas e de acetilcolinesterase. Na medicina popular é utilizada no tratamento anti-câncer, picada de insetos e doenças de pele, verrugas, sífilis e hanseníase, possivelmente devido à presença de alcalóides indólicos. Este estudo analisou o efeito de extratos hidroalcoólico e aquoso de T. catharinensis em amostras de sangue humano tipagem O+ e O-.

Figura 1. Flores de T. catharinensis

Parte Experimental

Os extratos foram obtidos em Soxhlet com solução aquosa e hidroalcoólica 70%, por distintos tempos. Eritrócitos, do tipo O+ e O-, foram isolados por lavagens consecutivas em PBS (tampão fosfato 5mmol L-1, NaCl 154 mmol L-1, pH 7,3), sob centrifugação a 700xg por 10 min, até sobrenadante límpido. 0,8% de hematócrito foi incubado com curvas de concentração entre 1-9 µg mL-1 dos extratos. A atividade hemolítica foi acompanhada pela presença de hemoglobina no sobrenadante, por espectrofotometria em 576nm.


Os extratos aquoso e hidroalcoólico de cobrina, incubados com mesma tipagem ABO e diferentes composições protéicas no que tange ao Rh, se

comportaram de maneira semelhante em relação à arquitetura e função das membranas eritrocitárias. A bioatividade parece ser do tipo antioxidante, dado que o extravasamento do conteúdo intracelular foi menor do que o detectado para células íntegras em meio tamponado.Tal comportamento pode ser caracterizado como concentração-independente, podendo ser visualizado na Figura 2 abaixo, apenas como exemplo de um dos binômios sangue-extrato.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

1

2

3

4

80

90

100

110%

He

mó

lise

(A

57

6n

m)

Extrato aquoso de T. catharinensis (g mL-1)

extrato aquoso

Hemólise mínima O-

Hemólise máxima O-

Figura 2. Bioatividade do extrato aquoso de T.

catharinensis em hemácias do tipo O-.

Conclusões

Sabe-se que a composição das proteínas que caracterizam os tipos sanguíneos Rh+ e Rh- apresentam diferentes arquiteturas e reatividades. Os resultados obtidos sugerem que mesmo assim, e ainda incubados com extratos de diferentes graus de polaridade, o efeito protetor de membrana foi detectado. Estudos mais aprofundados deverão permitir elucidar melhor a bioatividade verificada.

Agradecimentos

Agradecimentos às professoras Sandra V. Fernandes e Leonir T. Uhde do Departamento de Agronomia da UNIJUÍ-RS pelo fornecimento das amostras vegetais.

_________________ 1 Fumagali et al., Brazilian Journal of Pharmacology, 2008,

18,. 627-641.


Conclusões




Ação antioxidante dos extratos etanólico e hidroalcoólico da planta

Cymbopogon citratus

Julie Wisniewski1* (IC); Ana Carolina Mendes Hacke1 (PG), Jacqueline Aparecida Marques1 (PQ), José Carlos

Rebuglio Vellosa2 (PQ), Romaiana Picada Pereira1 (PQ). *[email protected]

1 Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, PR, Brasil. 2 Departamento de Analises Clinicas e Toxicológicas, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

Palavras-chave: Estresse oxidativo, planta medicinal, extração.

A Cymbopogon citratus (C. citratus), é uma planta originária da Índia que possui diversos usos medicinais entre as quais estão as funções: sedativa, analgésica e antibacteriana.1 Muitas plantas medicinais são ricas em compostos antioxidantes que se relacionam aos seus efeitos benéficos. Os antioxidantes são substâncias capazes de inibir ou retardar os efeitos de radicais livres ou de compostos oxidantes. Essas substâncias são de grande importância, tendo aplicações no tratamento de diversas doenças.2 Neste contexto, o objetivo deste

O bom desempenho da planta como antioxidante é

esperado, devido à existência de flavonoides em sua

composição, o que já foi relatado na literatura.2

Figura 1. Porcentagem de inibição do radical ABTS em

função das concentrações do extrato hidroalcoólico.

100

80

60

40

trabalho foi determinar a atividade antioxidante de extratos obtidos a partir da C. citratus.

20

0

0 20 40 60 80 100

Concentração (g/mL)

Ácido Asc Hidroalcoól

Etanólico

A amostra de C. Citratus foi coletada em Ponta Grossa/PR e a secagem foi realizada a temperatura ambiente. Para obtenção dos extratos etanólico e hidroalcoólico (70%) as folhas foram maceradas em

Figura 2. Potencial redutor dos extratos etanólico e

hidroalcoólico de C. citratus e do padrão ácido ascórbico).

4 Ácido Ascórbico

Hidroalcoólico

etanol (99% e 70%) por 7 dias com agitações diárias. Para determinação da atividade antioxidante utilizou-se os métodos: ABTS e Poder Redutor. A atividade antioxidante pelo método de ABTS foi realizado em placas de ELISA de 96 cavidades que foram incubadas por 30 minutos na ausência de luz, realizando a leitura em um espectrofotômetro de placas a 734 nm. O ensaio do Poder Redutor baseia-se na capacidade do composto de reduzir o Fe3+ a Fe2+, formando o complexo ferrocianeto que em presença de FeCl3 forma o Azul da

3

2

1

0 0 100 200 300 400 500


Etanólico

Prússia. As leituras foram realizadas em um espectrofotômetro de placas a 700 nm.

A atividade antioxidante avaliada pelo método ABTS

demonstrou o melhor resultado para o extrato

hidroalcoólico (Figura 1), mesmo com valores de

CI50>100 g/ml, pode-se concluir que a maior atividade

foi para este extrato. A atividade antioxidante pelo

método do poder redutor está apresentado na Figura 2,

novamente os melhores resultados foram do extrato

hidroalcoólico quando comparado ao etanólico, mesmo

sendo um leve aumento no valor de absorbância. Tendo

em vista que quanto maior a absorbância a 700 nm

maior é o poder redutor da substância.


Os resultados das análises demonstram que os extratos avaliados apresentam uma baixa atividade antioxidante pelos métodos empregados quando comparado ao padrão. O solvente utilizado para extração parece não extrair com eficiência compostos fenólicos com elevada ação antioxidante. Ao comparar os extratos, o hidroalcoólico apresentou-se mais eficiente, sugerindo que compostos mais polares são os responsáveis pela ação antioxidante da planta.

Agradecimentos

UEPG, Fundação Araucária.

1Cymbopogon citratus (D.C.) Stapf: Botanical and Ecological Aspects.

Disponível em: http://revistas.ufpr.br/academica/article/viewFile/534/447 2 Antioxidant action of teas seasonings more consumed in Brazil. Revista

Brasileira de Farmacognosia . Disponível em:

https://www.researchgate.net/publication/262776097_Antioxidant_action_of_t

eas_and_seasonings_more_consumed_in_Brazil

Introdução

Parte Experimental

Ab

so

rbân

cia

(u

.a)

% i

nib

ição

AB

TS



http://revistas.ufpr.br/academica/article/viewFile/534/447

http://www.researchgate.net/publication/262776097_Antioxidant_action_of_t

Infusão Ácido Ascórbico




Avaliação da atividade antioxidante e toxicidade da infusão de Cymbopogon

citratus

Luana Castilho1* (IC), Ana Carolina Mendes Hacke1 (PG), Jacqueline Aparecida Marques1 (PQ), José Carlos

Rebuglio Vellosa2 (PQ), Romaiana Picada Pereira1 (PQ) *[email protected]

1 Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil. 2 Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

Palavras-chave: Artemia salina, planta medicinal, gramineae.

A Cymbopogon citratus (C. citratus) pertence à família gramineae e é popularmente conhecida como capim-

Figura 1: Porcentagem de inibição dos radicais a) DPPH e b)

ABTS em função das concentrações.

100

limão, capim-santo, etc.1 Possui considerável valor econômico, pois as suas folhas secas são ingredientes comuns na culinária asiática.2 É consumida na forma de chá devido as suas propriedades terapêuticas como a prevenção da gripe, febre, pneumonia e problemas digestivos.1 Estudos demonstraram que a C. citratus é rica em compostos com atividade antioxidante. Desta

80

60

40

20

0

0 20 40 60 80 100


100

80

60

40

20

0

0 20 40 60 80 100


forma, considerando o alto consumo da planta na forma de chá devido as suas propriedades benéficas aos seres humanos, o objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade antioxidante da infusão das folhas por dois diferentes métodos in vitro e determinar a toxicidade destes extratos frente a Artemia salina (A. salina).

A infusão foi preparada a partir da imersão das folhas secas em água quente por 15 minutos. O extrato foi diluído em água a diferentes concentrações (1-100

g/mL). Para a avaliação da atividade antioxidante pelo método de DPPH foram adicionados etanol, 20 µL do extrato nas diferentes concentrações e 100 µL de solução etanólica de DPPH 60 mM em uma placa de ELISA de 96 cavidades. A placa foi incubada por 30 minutos em ausência de luz a leitura realizada em espectrofotômetro a 518 nm. Para a avaliação da atividade antioxidante pelo método de ABTS foram adicionados tampão fosfato de potássio 10 mM (pH 7,4), 20 µL do extrato e 100 µL de solução de ABTS em uma placa de ELISA de 96 cavidades. A placa foi incubada por 30 minutos na ausência de luz e a leitura foi realizada em espectrofotômetro a 734 nm. Para os dois métodos foi calculado o valor de CI50 (concentração necessária para inibir 50% do radical DPPH e ABTS). A toxicidade da infusão foi avaliada frente à A. salina. Em uma placa de ELISA com água marinha foram transferidos entre 6 e 10 larvas de A. salina e, em seguida, foi adicionado o extrato em diferentes concentrações. Após 24 horas de incubação da placa, foram contados o número de microcrustáceos vivos e mortos.

Na Figura 1 estão apresentados os gráficos da porcentagem de inibição dos radicais DPPH e ABTS em função das concentrações empregadas.


A atividade antioxidante obtida para os dois métodos utilizados demonstrou baixa ação antioxidante para a infusão (valores de CI50 superiores a 100 µg/ml), comparado ao controle ácido ascórbico (CI50 = 5,22±3,19 e 5,05± 2,89 µg/ml para o método de DPPH e ABTS, respectivamente). É importante avaliar a atividade antioxidante de um determinado extrato por meio de diferentes métodos, visto que cada um envolve diferentes mecanismos químicos. O método DPPH é baseado na transferência de elétrons, por ação de um antioxidante ou uma espécie radicalar, o DPPH que possui cor púrpura é reduzido formando difenil-picril- hidrazina, de coloração amarela.2 Enquanto que no método de ABTS, o radical apresenta coloração esverdeada, e na medida em que o antioxidante é misturado com o radical, ocorre sua redução e diminuição da coloração no meio reacional.1 Foi verificada ausência de toxicidade para a infusão das folhas de C. citratus em A. salina. Este resultado está de acordo com o obtido por outros trabalhos.2

O extrato apresentou uma baixa atividade antioxidante por meio dos métodos DPPH e ABTS, além disso não foi identificada toxicidade em A. salina. Contudo, são necessários maiores estudos para investigar a atividade antioxidante da infusão.

Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG);

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

1NASCIMENTO, Juliana Couto; LAGE, Luiz Fernando Oliveira; CAMARGOS, Cláudio R. Dayrell, AMARAL, Juliana C.; COSTA, Lucas Martins; SOUSA, Adriana Nascimento de; OLIVEIRA, Francielda Queiroz . 2TIVERON, Ana Paula. Atividade antioxidante e composição fenólica de legumes e verduras consumidos no Brasil / Ana Paula Tiveron. – Piracicaba,

2010.

Agradecimentos

Conclusões


Parte Experimental

Introdução

Ácido Ascórbico Infusão

% i

nib

içã

o D

PP

H

% i

nib

ição

AB

TS



Parte Experimental




Avaliação da toxicidade do óleo essencial de Cymbopogon citratus frente a Artemia salina

Mateus Flórido Cubo1* (IC), Ana Carolina Mendes Hacke2 (PG), Jacqueline Aparecida Marques2 (PQ), José Carlos

Rebuglio Vellosa3 (PQ), Romaiana Picada Pereira2 (PQ). *[email protected]

1 Departamento de Engenharia de Alimentos, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil. 2 Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil. 3 Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

Palavras-chave: Componentes voláteis, toxicidade, Artemia salina.

A Cympogon citratus (C. citratus) é uma planta nativa da Índia, pertence a família Gramineae, conhecida no Brasil como capim-limão ou capim-santo1. É comumente consumida na forma de chá, além de ser ingrediente comum na culinária asiática. Pode ser utilizada como calmante, contra a insônia, relaxante muscular, sedativo, no tratamento de úlceras, inflamações e depressão3. O óleo essencial é uma mistura de compostos lipofílicos, terpenóides, voláteis presentes nas plantas e o rendimento é variável. Os principais componentes presentes no óleo essencial desta planta são o citral, geranial, mirceno, linalol e geraniol. O citral apresenta propriedades anticarcinogênicas e o geraniol tem efeitos analgésicos2. Nesse sentido, considerando a ampla utilização popular desta planta, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a toxicidade do óleo essencial e dois de seus componentes majoritários frente ao teste com Artemia salina (A. salina).

O rendimento da extração do óleo essencial foi de 0,82%. Estudos demonstraram que a composição química e o rendimento do óleo variam de acordo com a posição geográfica, luz, temperatura e umidade3. Na Figura 1 está apresentado o gráfico da porcentagem de microcrustáceos mortos em função das concentrações de óleo empregadas. Figura 1. Porcentagem de microcrustáceos mortos em função da concentração do óleo de C. citratus.

100

80

60

40

20

0

O óleo essencial de C. citratus foi extraído das folhas

secas por meio de uma hidrodestilação por 2 horas. O

destilado obtido foi extraído com éter etílico e a fase

orgânica foi seca com Na2SO4 anidro. O solvente foi

removido em rotoevaporador à aproximadamente 40 ˚C.

Em uma placa de ELISA de 24 cavidades que continha

água marinha com 1% de Tween 80 (v/v) foram

transferidos entre 6 e 10 larvas de A. salina e, em seguida,

foram adicionados o óleo essencial e os padrões citral e

geraniol em diferentes concentrações (100-1000 µg/ml).

Após 24 horas de incubação da placa, foram contados o

número de microcrustáceos vivos e mortos. Foi utilizado

como padrão para este teste o dicromato de potássio

(K2Cr2O7) que apresenta alta toxicidade para a A. salina

(DL50 = 65,08±13,15 µg/mL). A partir do gráfico da

porcentagem de microcrustáceos mortos em função das

concentrações testadas foi possível calcular a DL50 (dose

necessária para matar 50% das larvas). O rendimento de

óleo essencial foi calculado pela seguinte fórmula:

0 200 400 600 800 1000 Concentração (g/mL)

‘O valor da DL50 para o óleo essencial foi de 101,58±24,81 µg/mL e para os compostos geraniol e citral os valores foram de 450,86±90,36 e 149,80±29,53 µg/mL respectivamente. Contudo, o óleo essencial e os compostos isolados apresentaram valores de DL50

inferiores ao K2Cr2O7. A maior toxicidade do óleo essencial pode estar relacionada a presença do geraniol e citral, além de outros compostos presentes.

O óleo essencial e os padrões citral e geraniol foram considerados tóxicos no ensaio com A. salina. No entanto, são necessárias maiores investigações para avaliar a possível toxicidade destes compostos em células humanas.

A Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG); Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

1Raut, J. S.; Karuppayil, S. M. Industrial Crops and Porducts, 2014,62, 250-

264. 2Ekpenyong, C. E.; Akpan, E. E.; Daniel, N. E. Chinese Journal of Natural

𝑅��𝑖��(%) = �𝑎�é�𝑖𝑎 ��𝑎

Medicine, 2013, 3, 133-141. 3Negrelle, R. R. B.; Gomes, E. C. Revista Brasileira de Plantas Medicinais,

2007, 9, 80-92.

Agradecimentos

Conclusões

Resultados e Discussões Introdução

K Cr O 2 2 7

Óleo Essencial

% m

orta

lidad

e





Avaliação comparativa da atividade antioxidante e concentração de

compostos fenólicos de diferentes extratos de Cymbopogon citratus

Taynara Pacheco Valério1* (IC), Ana Carolina Mendes Hacke2 (PG), Jacqueline Aparecida Marques2 (PQ), José

Carlos Rebuglio Vellosa3 (PQ), Romaiana Picada Pereira2 (PQ). *[email protected]

1 Departamento de Engenharia de Alimentos, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil. 2 Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil 3 Departamento de Análises Clínicas e Toxicológicas, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil

Palavras-chave: Compostos fenólicos, flavonoides, atividade antioxidante.

A Cymbopogon citratus (C. citratus), popularmente conhecida como capim-limão, capim-de-cheiro ou capim- cidreira é uma planta comumente utilizada na forma de chá1. Nos últimos anos o interesse pelos chás tem aumentado devido a sua capacidade antioxidante, que está relacionada principalmente a presença dos flavonoides e ácidos fenólicos. Os antioxidantes são compostos capazes de inibir ou retardar a oxidação de substratos oxidáveis, e o seu consumo tem sido relacionado a uma menor incidência de doenças associadas ao estresse oxidativo, como as doenças cardiovasculares1. O objetivo deste trabalho foi determinar o conteúdo de compostos fenólicos e flavonoides totais de extratos obtidos a partir das folhas de C. citratus em solventes de polaridades distintas e avaliar sua atividade antioxidante.

As folhas de C. citratus foram coletadas no município de Ponta Grossa/PR, secas a temperatura ambiente na ausência de luz até peso constante e cortadas em fragmentos de aproximadamente 2 cm. O extrato aquoso proveniente da maceração das folhas da planta em etanol (70%) foi submetido às extrações líquido-líquido com solventes de polaridades distintas. Inicialmente a fase aquosa foi extraída com clorofórmio e na fase aquosa remanescente foi adicionado NaOH 6 mol L-1 até pH 8. Em seguida foram realizadas extrações com acetato de etila (Acetato pH 8). Na fase aquosa remanescente desta extração foi adicionado HCl concentrado até pH 4 e, novamente, foram realizadas extrações com acetato de etila (Acetato pH 4). As fases orgânicas foram secas com Na2SO4 anidro e o solvente foi removido em rotoevaporador. Para todos os extratos foi determinado o conteúdo de compostos fenólicos totais com o reagente de Folin-Ciocalteau e a leitura realizada em espectrofotômetro a 645 nm. O conteúdo de flavonoides totais foi determinado por meio da complexação com

Os resultados obtidos para o conteúdo de compostos fenólicos e flavonoides totais para os extratos de C. citratus estão apresentados na Tabela 1. Tabela 1. Conteúdo de compostos fenólicos e flavonoides totais nos extratos de C. citratus.

Extrato Clorofórmico Acetato pH 8

Acetato pH 4

Fenólicos

(mg A.G/ g

planta)*

14,12±5,12a 19,30± 3,20b

41,75± 2,00c

Flavonoides (mg QER/ g

planta)*

10,93±4,57a 18,17± 2,22b

12,89± 1,52c

*Valores apresentados como média±desvio padrão (n=3).

Na determinação da atividade antioxidante por DPPH, os extratos acetato pH 8 e clorofórmio apresentaram valores de CI50 superiores a 100 µg/mL. Para o extrato acetato pH 4 obteve-se CI50 de 28,01±0,54 µg/mL, indicando que um pH ácido apresentou maior influência na extração de compostos com propriedades antioxidantes. Quanto menor o valor de CI50, maior a atividade antioxidante do extrato, visto que requer menor quantidade para inibir o radical em 50%. Além disso, foi possível verificar que o extrato acetato pH 4 apresentou o maior conteúdo de compostos fenólicos totais e, consequentemente maior atividade antioxidante comparada aos extratos clorofórmico e acetato pH 8.

Conclusões

Foi possível verificar que o meio ácido favoreceu a extração de compostos fenólicos e que estes estão relacionados com o maior valor de atividade antioxidante apresentada pelo extrato acetato pH 4.

Agradecimento a UEPG, ao Departamento de química e

Departamento de Farmácia. Coordenação de

Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

alumínio e a leitura realizada em espectrofotômetro a 420 nm. A atividade antioxidante foi avaliada pelo método de DPPH, e calculado o CI50 (concentração necessária para inibir 50% do radical DPPH) utilizando ácido ascórbico como controle.

1Degáspari, C.H.; Waszczynskj, N. Visão Acadêmica, 2004, 5, 33-40.

²Negrelle, R. R. B.; Gomes, E. C. Revista Brasileira de plantas medicinais,

2007, 9, 80-92.


Parte Experimental

Agradecimentos



Extrato hidroalcoólico

Hemólise mínima A+

Hemólise máxima A+




Efeito de extratos de Tabernaemontana catharinensis, com diferentes

polaridades, em células vermelhas de tipagens A+ e O+

Wellington A. Moreira1(IC), Eslyn L.S. Lozeski1(IC), Yasmin Stelle1(IC), Domingos S. Nunes1(PQ), Mariza B.

Marques1* (PQ). *[email protected]

1 LAQUA, Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

Palavras-chave: cobrina, bioatividade,hemácias

A família Apocynaceae abrange algo em torno de 100 espécies das quais já foram isolados mais de 300 tipos de alcalóides, classe de compostos que apresenta atividade estimulante e depressora do SNC, antiinflamatória, estrogênica, bactericida e analgésica (1). Tabernaemontana catharinensis. DC é uma dessas espécies, nativa da América do Sul, sendo que no Brasil é denominada cobrina, leiteiro e jasmim-bravo, etc.. Há comprovações de atividades leishmanicida, antioxidante, antiofídica, inibitória de miotoxinas e de acetilcolinesterase (2,3). Na medicina popular é utilizada no tratamento anticâncer, picada de insetos e doenças de pele, verrugas, sífilis e hanseníase, entre outras. Este trabalho avaliou o efeito dos extratos hidroalcoólico e aquoso de T. catharinensis em amostras sanguíneas humanas de tipagem A+ e O+.

Rh+ e O Rh+, não apresentaram diferença significativa. Como pode ser visualizado, por exemplo no gráfico 1, a hemólise observada para o extrato hidroalcoólico e tipagem A+, é inferior à hemólise mínima em presença de PBS, independentemente da concentração testadas. Dados similares foram observados para os demais binômios sangue-extrato.

110

100

90

80

3

2

1

0

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Extrato hidroalcoólico de T. catharinensis (g mL-1)

I

Figura 2. Interação extrato alcoólico de T. catharinensis

com eritrócitos A+: hematócrito 0,8%, extrato de folhas.

Figura 1. Fruto da T. catharinensis

Os extratos foram obtidos em Soxhlet com solução aquosa e hidroalcoólica 70%, por distintos tempos. Eritrócitos, do tipo A+ e O+, foram isolados por lavagens consecutivas em PBS (tampão fosfato 5mmol L-1, NaCl 154 mmol L-1, pH 7,3), sob centrifugação a 700xg por 10 min, até sobrenadante límpido. 0,8% de hematócrito foi incubado com curvas de concentração entre 1-9 µg mL-1

dos dois extratos. Após centrifugação, a concentração do

O conjunto de dados indica que ambos os extratos, com polaridades opostas, tendem a proteger a atividade seletiva da biomembrana sanguínea, mesmo que esta apresente diferenças na composição dos oligossacarídeos de identidade A+ e O+. Estudos adicionais deverão ser conduzidos com o objetivo de tentar esclarecer o mecanismo de interação.

Agradecimentos às professoras Sandra V. Fernandes e Leonir T. Uhde do Departamento de Agronomia da UNIJUÍ-RS pelo fornecimento das amostras vegetais.

sobrenadante (hemoglobina) foi medida espectrofotometricamente em 576nm, para avaliar o fenômeno hemolítico.

1Van Beek, T.A et al., Journal of Etnopharmacology, 1984, 10, 1-156. 2Gonçalves et al., Revista Brasileira de Plantas Medicinais, 2011, 13, 197-202. 3Delorenzi, J.C. et al, Antimicrobial Agents and Chemoterapy, 2001, 45, 1349-

1354.

Os resultados experimentais obtidos com extrato aquoso

e hidroalcoólico de cobrina, incubados com tipagens A


Parte Experimental

Introdução

Conclusões

Agradecimentos


% H

em

ólis

e (

A

) 5

76

nm


Introdução




Modelos moleculares no ensino de cinética química: elucidando o nível

microscópico

Anike Araujo Arnaud*¹ (IC), Leila Inês Follmann Freire (PQ)¹, Vanessa Schenegoski (FM)²

*[email protected]

1 Departamento de química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil ² Secretária de Estado da Educação, SEED, PR, Brasil

Palavras-chave: Modelos moleculares, ensino de cinética química, nível microscópico.

O modelo criado foi utilizado para elucidação de conceitos de cinética química, em aulas desenvolvidas

Fenômenos químicos são, geralmente, observados macroscopicamente, porém os conceitos envolvidos em sua compreensão pertencem ao nível microscópico, o nível das partículas. Nesse sentido, utilizar modelos representaoanis tem grande importância na construção, compreensão e divulgação do conhecimento científico, além de contribuir para a elaboração de uma visão mais adequada de Ciência. A cinética química apoia-se em modelos para o estudo da velocidade das reações químicas, das variáveis que as influenciam, assim como dos mecanismos que as explicam, dessa maneira os modelos em cinética buscam elucidar os motivos pelos quais a ocorrência de certas transformações é quase instantânea, enquanto para outras são necessários séculos. Esse conhecimento é primordial no controle de diversas transformações importantes e facilmente perceptíveis como a decomposição de diferentes materiais descartados no lixo, a oxidação de monumentos e o acionamento de air bags. A compreensão desses fenômenos e das variáveis envolvidas na velocidade das reações químicas é importante para a formação crítica dos estudantes, durante a qual aspectos da realidade devem ser problematizados e questionados para que eles possam desenvolver sua capacidade de se posicionarem em relação a problemas sociais, políticos, econômicos e ambientais¹. Refletindo sobre isso, propõe-se a descrição da confecção e utilização de um modelo molecular macroscópico para elucidar como as velocidades das reações são alteradas mediante diferentes fatores.

Os materiais a serem utilizados para confecção do modelo são de fácil acesso e disponíveis em livrarias, sendo eles bolinhas de isopor, imãs pequenos de formato arredondado (geralmente utilizados em quadros metálicos de fotografias ou recados) e tesoura, para

no estágio supervisionado obrigatório, por meio de uma sequência didática para ensino dos fatores que afetam as velocidades das reações. A cada fator apresentado as bolinhas do modelo eram colocadas em uma caixa transparente, quando explicou-se o fator concentração adicionou-se poucas bolinhas e agitou-se levemente a caixa até que as extremidades dos imãs se encontrassem, sendo necessária maior força para separá-las, explicando a ocorrência das ligações e reações químicas. Ao adicionar-se um maior número de bolinhas do modelo, as “ligações” entre elas efetivam-se mais facilmente, analogicamente ao que ocorre num aumento de concentração dos participantes da reação. Quando se apresenta o fator temperatura o mesmo número de bolinhas é adicionado a caixa transparente, que por sua vez, é agitada com diferente rapidez, analogicamente pode-se explicar como ocorre o aumento da velocidade da reação pelo aumento da temperatura em reações endotérmicas. A utilização do modelo não se limita a conceitos de cinética química; ligações químicas, modelos atômicos, soluções e outros conceitos podem ser melhor elucidados por meio da utilização deste.

A construção de conceitos de cinética química pode ser favorecida pelo emprego de modelos moleculares didáticos, como o descrito neste trabalho, para melhor elucidar a ocorrência das reações a nível microscópico. No processo de ensino aprendizagem o entendimento do conceito em diferentes níveis representacionais é fundamental, de modo que o professor auxilie o aluno a relacionar o modelo microscópico ao que é observado macroscopicamente, possibilitando que o conhecimento cientifico faça sentido ao aluno.

Ao colégio Arnaldo Jansen pela contribuição no desenvolvimento da proposta.

melhor estética podem ser utilizada tintas para colorir as peças. O modelo molecular foi criado perfurando-se uma extremidade da bolinha de isopor e introduzindo-se um imã pequeno de forma que parte do imã fique exposta. Se o corte realizado for pequeno o imã permanece no local sem necessidade de utilização de cola..

1 MIRANDA, Camila L., PEREIRA, Camila S., MATIELLO, José R. e REZENDE Daisy B. Modelos Didáticos e Cinética Química: Considerações

sobre o que se Observou nos Livros Didáticos de Química Indicados pelo PNLEM. Química Nova na Escola, São Paulo, vol. 37, n° 3, p. 197-203, agosto

de 2015.



Agradecimentos

Conclusões

Parte Experimental


Introdução


Parte Experimental




Investigação dos fatores que contribuem para as dificuldades de aprendizagem de alunos surdos na área de exatas.

Debora Laranjeira Colodel1* (FM), Fernanda Moreira1 (FM) *[email protected] 1 Secretaria Estadual de Educação, SEED, PR, Brasil. 2 Secretaria Estadual de Educação, SEED, PR, Brasil. Palavras-chave: dificuldades, alunos surdos.

Os alunos surdos no decorrer dos anos foram sendo amparados por leis e ganhando espaço, recebendo atendimentos especializados em instituições de ensino. O aluno com Necessidade Educacional Especial deve ser respeitado dentro de sua individualidade e o ensino ofertado ao mesmo deve ser de qualidade1. No entanto, incluir não é simplesmente ter a matrícula e frequência do estudante com necessidade especial em uma escola de ensino regular e deixá-lo, sem qualquer apoio material ou profissional especializado2. Em virtude dessas considerações, é importante refletir sobre os requisitos para a inclusão de alunos surdos no ensino regular. Neste contexto, a presente pesquisa propõe a investigação dos fatores que contribuem no processo de aprendizagem dos alunos surdos na área de exatas, as potencialidades, dificuldades desses alunos, assim como as relações entre os alunos surdos e ouvintes.

A pesquisa foi realizada com alunos surdos do 8º, 9º ano do ensino fundamental e 1º ano do ensino médio, alunos ouvintes, professores de Química, Matemática, e 3 interpretes de escolas estaduais de Ponta Grossa e município de Ipiranga. O instrumento utilizado para a coleta de dados foi à aplicação de questionários semiestruturados.

A análise das entrevistas dos professores das disciplinas de Matemática e Química, evidenciou que esses profissionais não possuem formação especifica para trabalhar com alunos surdos. A falta de domínio na língua de sinais implica nas dificuldades desses professores em ensinar os conteúdos. Além disso, as metodologias adotadas pelos professores não são diferenciadas, sendo as mesmas utilizadas para os alunos ouvintes. Sendo assim, não há um planejamento diferenciado junto a interprete. Notou-se que ainda confunde-se o papel do intérprete em sala de aula, atribui-se a ele a função de ensinar o conteúdo, e não de ser o mediador da mensagem emitida pelo professor. Quanto à inclusão desses alunos no ensino regular, os professores apontaram que a falta de interação entre alunos surdos e ouvintes acaba os excluindo. Entre os alunos ouvintes 65% demonstrou Universidade Estadual de Ponta Grossa - 2016

interesse em aprender libras para se comunicar com seu colega surdo, pois a maioria dos alunos (63%) não se comunicam por falta de conhecimento da língua de sinais, 17 % se comunicam por gestos, 6% com a ajuda da interprete e apenas 14% se comunicam devido ao conhecimento de libras do convívio familiar ou escolar. Com relação ao convívio familiar dos alunos surdos, somente a família de um deles demonstrou interesse em aprender e utiliza a língua de sinais para se comunicar; os demais alunos surdos se comunicam em casa por gestos ou através de sinais isolados que algum membro da família conhece. As maiores dificuldades relatadas pelos alunos surdos e ouvintes na área de exatas foi a complexidade dos conteúdos, e as metodologias utilizadas pelos professores. Além disso, a interpretação de um cálculo químico ou matemático para os alunos surdos foi apontada como obstáculo na aprendizagem, sendo comprometida devido à diferença de linguagem utilizada pelo professor (língua portuguesa) e pelos alunos surdos (língua de sinais).

Torna-se claro que são necessárias modificações das práticas educacionais e da visão acerca do aluno surdo e de sua educação. Sendo fundamental que os professores conheçam os alunos, não se apoiando no que falta neles, mas ter uma ideia, mesmo que vaga, sobre o que eles possuem, o que eles trazem, e o que eles são. A utilização de metodologias de ensino diversificadas na área de exatas, com materiais que estimulam outros sentidos dos alunos surdos e que favoreçam o processo de ensino aprendizagem podem ser exploradas pelos professores de modo significativo; pois o cognitivo desses alunos é preservado, podendo apresentar as mesmas dificuldades que os alunos ouvintes.

Aos professores, alunos e interpretes dos colégios onde foi realizado este trabalho, pela colaboração durante sua execução.

1Carvalho, R. E. Escola Inclusiva: a reorganização do trabalho pedagógico. 3. ed. Porto Alegre: Mediação, 2010. 2Miranda, T. G. A integração de alunos especiais no ensino regular: Um desafio pedagógico. Revista da FACED. Salvador: nº 3,1999.

Conclusões

Agradecimentos





Revisando conteúdos: oficina sobre química forense para o ensino médio

Felipe Zahrebelnei*1

(IC), Jeferson Iancoski1 (IC), Hualace Vinícius Emiliano

1 (IC), Taciane Fátima de Camargo

Mocelim1 (FM), Luciana de Boer Pinheiro de Souza

1 (PQ) José Maria Maciel

1 (PQ).* [email protected]

1 Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

2 C.E. Frei Doroteu de Pádua, Secretaria Estadual de Educação do Paraná, SEED-PR, PR, Brasil.

Palavras-chave: Ensino, Química Forense.

As oficinas são uma excelente forma de trabalhar com os alunos. Tratando-se de oficinas temáticas, elas possuem uma perspectiva de tratar de uma dada situação problema que, mesmo tendo um dado foco, é multifacetada e sujeita a diferentes interpretações, buscando trabalhar com a contextualização e a experimentação, facilitando e estimulando os alunos para a aprendizagem. Elas também fazem com que o aluno desenvolva um interesse pela ciência.

1

Quando não há contextualização no ensino relacionando o conhecimento químico e a vida cotidiana do aluno, os estudantes quase nunca têm a oportunidade de vivenciar alguma situação de investigação, o que lhes impossibilita aprender como se processa a construção do conhecimento químico. Ensinar conteúdos de Química através de temas relacionados às ciências e à tecnologia proporciona aos alunos mais oportunidades de compreender os fenômenos ligados diretamente a sua vida cotidiana.

2

Um tema que causa grande interesse por parte dos alunos é a ciência forense, a qual apresenta caráter interdisciplinar e se utiliza de inúmeros conceitos

químicos para tratar de assuntos judiciais. 3

A princípio buscou-se discutir o assunto em reuniões do PIBID-Química, criando um roteiro de uma oficina sobre o assunto, para posteriormente trabalhar com os conteúdos presentes na realização das práticas de análise dos materiais de uma cena de crime. Primeiramente, buscou-se elaborar uma apresentação sobre a química forense, enfatizando o caráter interdisciplinar dessa área, que também se denomina, em um aspecto mais amplo, como ciência forense. Em

Após todo o trabalho e estudos realizados nas reuniões do PIBID-Química, e visto o que o desenvolvimento da atividade seria interessante para alunos do ensino médio, aplicou-se o mesmo trabalho para alunos de um colégio, na forma de oficina temática sobre química forense. Pôde-se perceber que a maioria dos alunos não possuía conhecimento sobre essa área da química e que muitos nem haviam tido muitas aulas experimentais de química. Os alunos foram divididos em quatro grupos e foi feito um rodízio com os grupos entre os quatro experimentos já citados anteriormente. Os mesmos analisaram cada experimento buscando encontrar o culpado (entre três suspeitos apresentados antes da realização dos experimentos). Durante os experimentos, foi passada aos alunos uma explicação química sobre o funcionamento do experimento, relacionando com o que eles já aprenderam em anos anteriores nas aulas de química.

Pôde-se perceber, ao término da atividade que os alunos passaram a apresentar certo domínio sobre o conteúdo de química forense e que eles conseguiram relacionar as explicações das práticas com conteúdos vistos em aulas anteriores. Sendo assim, essa atividade pode ser considerada uma ótima ferramenta para a aplicação de revisões de conteúdos gerais, sendo mais coerente a aplicação em anos finais do ensino médio, para poder-se abordar uma maior variedade de conteúdos, mas podendo também ser adaptado para outros anos.

PIBID, Capes, UEPG. seguida produziu-se um roteiro de um caso fictício, sobre um assassinato no laboratório, para ser feita a análise de materiais encontrados na cena do crime. Nessa análise constavam os conteúdos de química que podem ser trabalhados no ensino médio. Os experimentos eram bem simples, podendo ser utilizados diversos materiais diferentes. Tratava-se de análise de digitais, teste presuntivo de sangue, teste de detecção de pólvora e extração de DNA, sendo adaptado o teste de detecção de pólvora para simplificar o procedimento.


1MARCONDES, Maria Eunice Riberio. Proposições metodológicas para o

ensino de Química: oficinas temáticas para a aprendizagem da ciência e o

desenvolvimento da cidadania. Em Extensão, v. 7, n. 1, 2008. 2ANDRADE, F. G. A Química Forense Como Motivadora Do Ensino De

Química. Associação Norte e Nordeste de Química. Disponível em:

http://annq. org/eventos/upload/1330465873. pdf.(Acesso em 26 de setembro

de 2016). 3 DA SILVA, Priscila Sabino; DA ROSA, Mauricio Ferreira. Utilização da

ciência forense do seriado CSI no ensino de Química. Revista Brasileira de

Ensino de Ciência e Tecnologia, v. 6, n. 3, 2014.

Introdução Resultados e Discussões

Parte Experimental

Conclusões

Agradecimentos


http://annq/




Proposta de Aula Experimental para Abordagem Contextualizada de Conteúdos

em Química Quantitativa para o Ensino Superior

Flavia A. Henrique*1

(PG), Elenise Sauer2 (PQ), Cesar Arthur Chornobai

2 (PQ), Junior V. Beik

3 (IC), Eduardo

S. Chaves2 (PQ), Simone Bowles

3 (PQ).

1 UTFPR- Universidade Tecnológica Federal do Paraná, PPGEP, Ponta Grossa, Paraná, Brasil 2 UTFPR- Universidade Tecnológica Federal do Paraná, DAENQ, Ponta Grossa, Paraná, Brasil 3 UTFPR- Universidade Tecnológica Federal do Paraná, DAALM, Ponta Grossa, Paraná, Brasil

*e-mail: [email protected]

Palavras-chave: Aula experimental contextualizada, Química Verde, Lipídios.

A determinação de lipídios total em amostras de alimentos é tradicionalmente realizada seguindo o método oficial por Soxhlet. Contudo, este método é bastante laborioso, demanda um tempo longo de análise e requer o uso de grandes volumes de solventes potencialmente tóxicos, tais como hexano, éter etc. O experimento foi proposto aos estudantes de graduação em engenharia química e tecnologia em alimentos com objetivo de realizar abordagem contextualizada dos conceitos de análise química quantitativa à química verde, usando procedimentos alternativos para extração de lipídios em amostras de alimentos.

Um experimento alternativo, usando extração assistida por ultrassom para determinação de lipídios em amostras de alimentos foi proposto em aulas experimentais a estudantes dos cursos de engenharia química, 2º e 3º anos e do curso de tecnologia de alimentos, 1º ano. Considerando todas as turmas, 15 grupos realizaram o experimento. Cada grupo realizou o experimento utilizando uma amostra de biscoito tipo água e sal, codificada como 1C ou 2A, previamente triturada, juntamente com os valores de umidade e de lipídios total obtidos previamente por meio de extração por Soxhlet,

sendo estes usados como referência. Os grupos foram acompanhados por observação participante, realizaram

cálculos com tratamento estatístico dos resultados expressando os valores como média ± desvio padrão, discussão, comparação e interpretação na forma dialogada e escrita.

gravimétrica foram também abordados na introdução e durante e na conclusão da realização do experimento. Os resultados obtidos pelos diferentes grupos de estudantes, a partir do procedimento experimental proposto, estão apresentados na Figura 1.

Figura 1. Resultados para lipídios totais em amostras de biscoito

avaliadas pelos diferentes grupos de estudantes.

Dos grupos avaliados, 80% obteve resultado para concentração total de lipídios, concordante com o método oficial.

De maneira geral, o experimento proposto foi bem avaliado pelos estudantes, particularmente por possibilitar a determinação do teor de lipídios em tempo reduzido e com menor uso de reagentes. O experimento, além de possibilitar aos estudantes a ampliação do conhecimento em química analítica, propiciou contextualização com os princípios da química verde, e viabilidade para aplicação em aulas de laboratório como um método alternativo, simples e de baixo custo.

Foram apresentados durante o experimento, fundamentos da extração convencional de lipídios por Soxhlet, discutindo as vantagens e desvantagens do método. Posteriormente, foram abordados procedimentos alternativos envolvendo extração assistida por ultrassom, visando a redução do tempo, o uso de reagente e geração de resíduos. Os conceitos da química verde e analise Universidade Estadual de Ponta Grossa - 2016

Ao CNPq, Fundação Araucária e UTFPR

Francisco Jr, W. E.; Ferreira, L. H.; Hartwig, D. R. Pesquisa no

Ensino de Química, 2008, 34-41.

Ferreira,L. H., Hartwig, D.R., Oliveira, R. C. de. Pesquisa em

Ensino, 2010, 101-106.

Agradecimentos

Conclusões

Introdução

Parte Experimental



Introdução




Química Para um Mundo Melhor Softwares de construção e visualização de moléculas: um relato de experiência na utilização no Ensino Médio.

Januário Kordiak (FM e PG)1*, Sérgio Ricardo de Lázaro (PQ)1

[email protected] 1 Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

Palavras-chave: Software, visualização, moléculas.

É cada vez mais importante e notório a utilização de ferramentas digitais que venham a auxiliar no processo de ensino/aprendizagem. Isso se dá por conta do crescente avanço da tecnologia e da facilidade de estudantes e professores poderem usufruir destas tecnologias. Nas aulas de Química, Física e Biologia, conhecidas e esperadas por alunos pela possibilidade de atividades experimentais, de adentrar em laboratórios e poder conhecer de perto vidrarias e equipamentos, acaba por ter essas expectativas frustradas pela péssima infraestrutura da maioria de nossas escolas. A falta desse tipo de laboratório encontra na existência de outro, o de informática, a possibilidade de amenizar essa situação. Mesmo que em alguns desses laboratórios de informática o acesso à internet não seja possível, existem vários softwares de livre utilização, que após sua instalação não necessita do acesso à internet para poder usufruir de suas funcionalidades. São os casos dos softwares Avogadro e Molden.

Durante as aulas de ligações químicas, em que já estava empregado o software wxMáxima, sentiu-se a necessidade da inserção de outros softwares que apresentassem resultados visuais em relação as moléculas estudadas. Como o software wxMáxima apresenta valores de energia para as moléculas mas peca nas representações pictóricas, escolheu-se os softwares Avogadro e Molden para reforçar esse ponto. Após a instalação destes softwares nos computadores do laboratório de informática do colégio, encaminhou-se o conteúdo de forma que visasse a utilização conjunta dos mesmos, agregados ao conteúdo apresentado pelo professor. Assim teve-se uma mescla da metodologia considerada tradicional, com a utilização somente do quadro e giz por algumas aulas, com o uso dos computadores em aulas seguintes, ou vice e versa.

Em ambas as formas, se notou uma maior interatividade por parte da maioria dos alunos para com as atividades. Como as aulas não foram em contra turno, todos os

respostas a utilização dos exemplos trabalhados nos softwares, indicando um avanço no grau de discussão do conceito de comprimento de ligação, por exemplo. Mesmo durante as aulas, ao passo em que se tinha a aula em quadro e giz e posteriormente no laboratório, boa parte dos alunos procurava se aprofundar nos conceitos para testa-los posteriormente, bem como, ao processo contrário, as aulas no laboratório serviram para reforçar o nível de discussão dos conceitos nas aulas tradicionais. Essa verificação se deu em comparação com os resultados obtidos em anos anteriores, quando o mesmo conteúdo foi trabalhado de forma tradicional ou com a utilização do software wxMáxima, apenas. Alguns pontos negativos, mas que não inviabilizam a aplicação da atividade, merecem destaque, dentre eles o curto tempo de aula. São duas aulas semanais com cada turma, tendo a duração de cinquenta minutos cada aula. Na turma em que o rendimento da atividade e do conteúdo foi mais favorável, era justamente a que tinha duas aulas no mesmo dia e em horários seguidos. A otimização do tempo permitiu o trabalho com um maior número de moléculas. Outro ponto foi a dispersão de alguns alunos para com a atividade justamente pelo fato da utilização dos computadores. Pequena parte deles acabava se entretendo com outras situações alheias a aula.

Conclusões A utilização dos softwares durante as aulas trouxe, de modo geral, melhor interesse e rendimento dos alunos para com as atividades. Os softwares Avogadro e Molden, apesar de algumas dificuldades iniciais na ambientação, reforçaram esse interesse justamente por serem mais interativos. Dentre eles, o Avogadro foi o preferido pelos alunos, principalmente pelas representações visuais.

Aos Colégios Estaduais Barão de Capanema e Padre Cristóforo Myskiv, ambos no município de Prudentópolis, pela estrutura fornecida. A CAPES pelo auxílio financeiro (bolsa de mestrado) e a UEPG pela estrutura de laboratório para estudo e pesquisa.

alunos foram avaliados e avaliaram esses softwares (as 1LABARCA, M. BEJARANO, N. EICHLER, M. L. Quim. Nova, Vol. 36, No. avaliações dos alunos foram em provas descritivas sobre o conteúdo e a avaliação dos softwares foi por questionário aberto e pelos comentários durante as aulas). Quanto a avaliação dos alunos, percebeu-se nas Universidade Estadual de Ponta Grossa - 2016

8, 2013, 1256-1266. 2 BARBOSA, A. G. H. Rev. Virtual Quim. 2009, 1 (3), 212‐226. 3 EICHLER, M. L. DEL PINO, J.C. Química Nova na Escola. n. 11, Maio, 2000. 10-12

Parte Aplicada

Agradecimentos





Despertar para a química: principais dificuldades encontradas no Ensino de Química Jaqueline P. Vaz1 (IC), Cláudio R. S. Souza1* (IC), Christiane T. Slivinski (PQ)1.

*[email protected] 1 Departamento de Quimica, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

Palavras-chave: Ensino de Química, Experimentação, Formação de professores.

Acredita-se que o Ensino de Química pode ser transformado com a experimentação, contudo, as atividades em laboratório não são frequentes nas escolas. Dentre os motivos mais indicados pelos professores está a inexistência do próprio laboratório, ou a presença dele, mas de forma muito modesta1. O uso de métodos, com materiais simples e alternativos podem ser usados na experimentação e se tais métodos forem relacionados com a química do nosso dia-dia, o ensino de Química pode se tornar muito interessante e atraente. A experimentação agregada a exemplos do cotidiano e conceitos teóricos da disciplina pode obter bons resultados no rendimento escolar dos alunos. Durante a execução de experimentos2. O objetivo deste trabalho foi verificar o interesse pela disciplina de Química e quais as dificuldades encontradas por professores e alunos do Ensino Médio.

Esta pesquisa foi realizada no Colégio Estadual Prof. João Ricardo Von Borell du Vernay. Foram elaborados dois questionários com sete perguntas cada, um aplicado a 5 professores de Quimica e o outro para 39 alunos do 1º e 2º anos do ensino médio (Quadro 1).

Quadro 1. Questionários professores/alunos

A falta de interesse dos alunos e a quantidade de aulas são as principais dificuldades encontradas pelos professores de química, contudo todos concordam que com aulas experimentais, os alunos se mostram mais motivados e interessados pela disciplina, ainda mais quando essas aulas são voltadas ao cotidiano dos alunos. Os alunos confirmam a opinião dos professores, pois a maioria não demostra muito entusiasmo pela matéria. Isso se deve ao fato da química ser muito abstrata, com isso 51,3% dos alunos possuem algum tipo de dificuldade pela disciplina e 82,1% afirmam que aulas experimentais voltadas ao dia-dia seria uma ótima maneira de compreender os assuntos de Química. O ensino no âmbito laboratorial assume que a observação e manipulação dos materiais científicos é superior a outros métodos de desenvolvimento de compreensão e apreciação. Treinamentos em laboratório também devem ser frequentemente usados para desenvolver habilidades necessárias para estudos mais avançados ou de pesquisa3.

Conclui-se que professores e alunos concordam que a maior dificuldade em sala de aula é a falta de interesse dos alunos pela disciplina, e que as aulas experimentais aliadas ao cotidiano poderiam ser um incentivo no ensino de química, tornando as aulas mais atrativas, despertando o investigativo de cada aluno.

Agradecimentos a toda equipe pedagógica, professores, colaboradores e alunos do Colégio Estadual João Ricardo Von Borell du Vernay, que nos ajudaram a realizar esta pesquisa. 1GONÇALVES, F.P.; MARQUES, C.A. Investigações em Ensino de Ciencias, 2005, 11, 219-238.

2GUNSTONE, R. F.; CHAMPAGNE, A. B. Student Laboratory and the Science Curriculum, 1990.

3 WESENDONK, F.S.; PRADO, l. Experiencias em Ensino de Ciencias, 2015, 10, 54-80.


Agradecimentos


Parte Experimental

Conclusões

Professores Alunos 1 Qual sua formação? Quantos

anos é professor de química? Você gosta das aulas de química?

2 Qual a maior dificuldade em ensinar química?

O que você mais gosta das aulas de química?

3 O que poderia ser feito para aumentar o interesse dos alunos pela disciplina?

Você tem alguma dificuldade para entender as aulas de química?

4 As aulas de laboratório são importantes?

Quais as dificuldades das aulas de química?

5 Você acredita que as aulas experimentais podem ajudar no conteúdo de química?

Aulas experimentais ajudam a compreender melhor o conteúdo de química?

6 Quando se realiza aulas experimentais os alunos se mostram mais interessados?

Aulas com conteúdos voltados ao cotidiano ajudariam a compreender melhor o conteúdo?

7 Experimentos utilizando a química do dia a dia seria uma opção para incentivar os alunos?

Aulas experimentais com conteúdos voltados ao cotidiano ajudariam a compreender melhor o conteúdo de química?




Química Para um Mundo Melhor Relato de experiência em sala de aula utilizando experimentação com materiais alternativos.

Jeferson Iancoski¹* (IC), Felipe Zahrebelnei¹ (IC), Ricardo Jensen¹ (IC), Taciane F. de Camargo Mocelim² (FM), Luciana de Boer Pinheiro de Souza¹ (PQ), José Maria Maciel¹ (PQ). *[email protected] 1 Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil. 2C.E.Frei Doroteu de Pádua, Secretária de Educação do Paraná, SEED-PR, PR, Brasil.

Palavras-chave: experimentação, materiais alternativos.

Durante muito tempo, acreditava-se que a aprendizagem ocorria pela repetição e que os estudantes que não aprendiam eram os únicos responsáveis pelo seu insucesso. A ideia do ensino despertado pelo interesse do estudante passou a ser um desafio à competência do docente¹. É de conhecimento dos professores de ciências o fato de a experimentação despertar um forte interesse entre alunos de diversos níveis de escolarização². O problema é que apenas 11% das escolas brasileiras tem laboratório e material necessário para desenvolver aulas de experimentação³.

Buscando trabalhar com a experimentação com materiais alternativos, propôs-se fazer uma aula sobre o modelo de Bohr utilizando o teste de chama, junto ao teste de quimiluminescência e queima do magnésio. Usou-se cadinhos no lugar do Bico de Bunsen, álcool como combustível, clipes para substituir a pinça e o fio de platina. Utilizou-se casca de ovos, vegetais verdes, água tônica para a realização do teste de quimiluminescência. No início da aula fez-se uma recapitulação sobre os modelos atômicos estudados anteriormente (Dalton, Thomson, Rutherford), junto com a explicação mais completa do modelo do Bohr. Abordou-se também o conteúdo sobre espectro eletromagnético para os alunos associarem as cores das chamas com os seus respectivos comprimentos de onda. No laboratório, os alunos foram divididos em 4 grupos, onde cada bolsista do PIBID Química da UEPG ficou responsável pela condução da realização do experimento do teste de chama com um determinado sal (Cloreto de Potássio, Sulfato de Cobre, Cloreto de Sódio e Cloreto de Bário). Os alunos foram orientados para que anotassem as cores observadas para fazer uma breve discussão após o experimento. Durante a prática, um aluno de cada equipe fazia a experimentação, mergulhando o clipe no ácido e no sal para depois queimar na chama. O teste quimiluminescência e a queima do magnésio

A aula foi aplicada no primeiro ano do ensino médio. No dia estavam presentes por volta de 25 alunos. A turma sempre fora agitada, e em algumas ocasiões não prestavam atenção na aula, quando esta era dada em sala. No entanto, quando a aula começou todos prestavam atenção, e quando eram convidados a interagir respondendo algumas questões, a grande maioria dava sua contribuição (Figura 1).

Figura 1. Orientação para realização do experimento.

Na realização do experimento, todos os estudantes queriam participar, ficando muito atentos a cada sal que era queimado. A discussão feita com os alunos no final da aula ajudou- os com a fixação do conteúdo, onde viu-se a maioria deles ajudando completar a tabela.

A partir dessas observações vê-se quão importante é a experimentação no ensino de química, pois dá mais dinamismo as aulas e desperta o interesse dos alunos, fazendo eles se dedicarem e prestarem mais atenção.

PIBID, CAPES, UEPG.

foram feito de maneira expositiva, com a participação de todos os alunos no preparo e na realização da prática experimental. Por fim fez-se uma discussão com os alunos completando uma tabela no quadro negro sobre as cores e os comprimentos de onda que os mesmos haviam anotado. Universidade Estadual de Ponta Grossa - 2016

¹Cunha, Marcia Borin da. Jogos no Ensino de Química: Considerações Teóricas para sua Utilização em Sala de Aula. 2012, 34 (2), 92. ² Giordan, Marcelo. O papel da experimentação no ensino de ciências. 1999. ³ Ribeiro, Marcelle. Só 11% das escolas brasileiras têm laboratório de Ciências. Disponível em: http://oglobo.globo.com/sociedade/educacao/so-11-das-escolas- brasileiras-tem-laboratorio-de-ciencias-10804574 acesso em 29/09/16.


Conclusões

Agradecimentos

Parte Experimental


http://oglobo.globo.com/sociedade/educacao/so-11-das-escolas-

Introdução




Experiência no ensino de química abordando o conteúdo tabela periódica

Jordana M. Lopes1 (IC)*, Valéria G. Bucco1 (IC), Tâmara D. Kobiski1 (IC) Dionéia Dallazen2 (FM), Luciana de Boer Pinheiro de Souza1 (PQ) e José Maria Maciel1 (PQ). *[email protected] 1 Departamento de Química Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, Paraná, Brasil. 2 Instituto de Educação Professor Cezar Prieto Martinês, Ponta Grossa – PR.

Palavras-chave: Aprendizagem, formação, avaliação. destes, 95 % consideraram que o uso da tabela

periódica para a explicação facilitou sua A auto formação de um professor consiste na

aquisição de saberes iniciais em confronto com a sua atividade de experiência prática cotidiana. Através de um processo de troca de experiências, a aquisição de conhecimento prático reflete na sua atividade docente constante1. Segundo Paulo Freire se a educação sozinha, não transforma a sociedade, sem ela tampouco a sociedade muda2, logo os principais beneficiados por uma educação de qualidade inicialmente são os educandos e estes posteriormente transformam a sociedade. Partindo deste principio, após a abordagem do conteúdo, considera-se justo que os principais avaliadores de um professor são os alunos. Desta forma, também é possível verificar do ponto de vista dos educandos se o programa de iniciação á docência (PIBID) contribui para a aprendizagem dos alunos em sala de aula. O objetivo foi verificar se os alunos aprenderam o conteúdo inserido de maneira simples e qual a opinião destes sobre a forma de abordagem.

O conteúdo de tabela periódica foi ministrado por

um grupo de bolsistas do PIBID química da UEPG para uma turma de 30 alunos do 1° ano do ensino médio do Instituto de Educação Professor Cezar Prieto Martinês. Para duas destas bolsistas, esta foi a primeira experiência em sala de aula. Realizaram - se aulas tradicionais, as quais consistiam na utilização da lousa para transmitir o conteúdo e tabela periódica para auxiliar na explicação oral. Em seguida aplicou-se uma lista de exercícios as quais foram resolvidos em sala, na qual os alunos puderam esclarecer suas dúvidas mediante o conteúdo. Ao término das atividades referentes ao conteúdo realizou-se uma pesquisa com os alunos questionando- os se a forma como foi realizada a abordagem ficou clara e qual a opinião destes sobre as aulas e se a existência de

aprendizagem. Quando questionados sobre os conteúdos ensinados por estagiários, 35% consideraram a aula ótima, 60% consideraram a aula boa, o principal aspecto positivo apontado por estes foi a explicação, e o principal aspecto negativo foi o nervosismo e o tom de voz baixo. Quando questionados sobre o que poderia melhorar, 75% solicitaram aulas práticas no laboratório e 5% pediram mais exercícios avaliativos. Por fim perguntou-se aos alunos se o conteúdo abordado ficou claro, 80% responderam que sim e 20% afirmaram que ainda estavam com dúvidas. Todos os alunos concordaram que o uso de exercícios avaliativos facilita o aprendizado. Além disso, grande parte dos alunos conseguiram notas acima da média durante o bimestre.

A partir dos resultados obtidos na avaliação feita pelos alunos, a experiência em sala de aula obtida até então pode ser considerada satisfatória. O que vale ressaltar, é que um fator fundamental observado, em sala de aula, foi o grande interesse por parte dos alunos o que refletiu não só na motivação em introduzir o conteúdo, mas também em notas elevadas.

Com base nos resultados obtidos pode-se

concluir que o aprendizado pode ser facilitado utilizando- se de uma maneira simples de transmitir um conteúdo, que uma boa explicação seguida de um exercício avaliativo culmina no aumento do aprendizado quando há a dedicação dos profissionais envolvidos e dialogo. Vale ressaltar que o PIBID está inserido a pouco tempo no Instituto de Educação Professor Cezar Prieto Martinês, onde as aulas costumam ser ministradas de forma tradicional por seus professores. Isto pode ser um dos motivos pelo qual os alunos se identificaram pela metodologia utilizada em nossa aula.

PIBID, CAPES, UEPG, Instituto de Educação Professor Cezar Prieto Martinês

estagiários em sala de aula contribui de fato com a 1 sua aprendizagem.

Conforme mencionado os alunos foram entrevistados sobre a maneira como o conteúdo foi abordado


1 Pimenta S. G. Formação de Professores – Saberes da docência e identitade do professor. R. Fac. Educ. São Paulo.v.22. n°2 p.84 jul/dez 1996. 2 Andreola, Por uma pedagogia das grandes urgências planetárias v. 36, n. 2, maio/ago. 2011 Disponível periodicos.ufsm.br/reveducacao/article/view/3050/0.

Parte Experimental Conclusões

Agradecimentos






O Ensino-Aprendizado em um Projeto Envolvendo o Processo de

Compostagem para Discentes do Ensino Médio

Karine Marcondes da Cunha¹, Sandro Xavier de Campos².

1 Instituto Federal do Paraná IFPR (FM)(PQ), Paraná, Brasil/ Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa

UEPG (PG), PR, Brasi. Contato e-mail:[email protected] 2

Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG (PQ), Paraná, Brasil

Palavras-chave: Educação, Projeto, Compostagem

Comumente os discente do ensino médio têm um grande “pré conceito” à disciplina de Química, por considerarem os conteúdos complexos ou abstratos. Pesquisas têm demonstrado que a dificuldade de aprender conceitos científicos em sala de aula está relacionada à maneira pela qual o professor trata a disciplina¹. O desenvolvimento de projetos com problemas e desenvolvimento de soluções reais apresenta-se mais atraente, desenvolvendo no aluno satisfação em aprender e despertando a curiosidade pelo mundo científico¹. O objetivo o presente trabalho foi gerar interesse na

Participam do projeto oito alunos do curso Técnico em Biotecnologia integrado ao ensino médio Instituto Federal do Paraná, os alunos estão matriculados no primeiro e o segundo ano do curso. As perguntas feitas aos estudantes foram: 1- Como você avalia seu aprendizado no projeto? 2- Você reconhece a aplicação da química na prática do projeto? 3- Com o desenvolvimento do projeto você percebe a ligação dos estudos teóricos com a prática? 4- Você percebe sua inserção no mundo científico com a participação no projeto? Sendo as respostas: péssimo, ruim, bom, muito bom, excelente. As respostas podem ser observadas no gráfico abaixo:

Figura 1: Resposta das perguntas feitas aos discentes atuantes no projeto quanto o seu aprendizado. Fonte: o autor.

Química Ambiental dos discentes de ensino médio do instituto Federal do Paraná, Campus Jaguariaíva através do desenvolvimento de projetos relacionado a compostagem de resíduos sólidos orgânicos.

10

5

0

Perg. 1 Perg. 2 Perg. 3 Perg. 4

péssimo

ruim

bom

muito bom

excelente

Os discentes envolvidos no projeto desenvolveram estudos de literatura para compreensão do problema ambiental envolvido com descarte inadequado de resíduos sólidos orgânicos. Após compreendido o problema teórico os alunos discutiram e encontraram como solução o desenvolvimento de compostagem com resíduos sólidos orgânicos gerados em sua residência juntamente com serragem (material disponível nas serrarias da cidade de Jaguariaíva). Monitoraram através da temperatura o processo de compostagem e então compararam os estudos de literatura com o observado na realidade. Então foi aplicado questionário aos alunos envolvidos no projeto, para avaliar o autorreconhecimento do seu aprendizado.

Observando as respostas do questionamento observa-se que os alunos envolvidos no projeto avaliam sua aprendizagem como muito boa ou excelente, sendo então notada a relevância de participação de alunos do ensino médio em projetos que o envolvam e aplique a teoria com ações práticas.

Com o desenvolvimento do projeto os alunos puderam compreender através da prática a relação entre a literatura e a realidade, além de reconhecer o grande problema ambiental causado pelo acúmulo de resíduos sólidos orgânicos em aterros assim como desenvolver um destino adequado para esse resíduo.

IFPR e UEPG.

Aplicou-se questionário aos alunos envolvidos no projeto, para avaliar o autorreconhecimento do aprendizado do discente.

¹BERGAMO, J. A. Química encantada: os jogos no ensino da química.

Monografia apresentada na Faculdade Integrada DA Grande Fortaleza – FGF.

Fortaleza-CE 2012.


Agradecimentos Resultados e Discussões

Introdução

Conclusões

Parte Experimental






Reduzindo Resíduos: Utilização de Materiais Alternativos em Sala de Aula

Luciana de Boer P. de Souza*¹(PQ), Ana Claudia A. Camargo2(IC), Taise Zaleski2(IC). *[email protected]

1Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil. 2Departamento de Biologia, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

Palavras-chave: Experimento, material alternativo, educação ambiental.

Introdução

A química é a ciência que estuda a matéria, suas transformações, e as variações de energia que nela ocorrem, sendo assim é importante que a teoria e a pratica caminhem juntas. Visto que a química é uma matéria de difícil compreensão, a experimentação se faz de extrema importância no aprendizado dos alunos, pois além de despertar o interesse pela disciplina, o aluno faz a união do que aprendeu na teoria com a prática aprimorando seu conhecimento1. Como a química utiliza muitos reagentes considerados perigosos pelo fato de apresentarem características tóxicas, corrosivas e inflamáveis, devemos despertar o interesse pela educação ambiental, buscando dar o destino correto a todos os rejeitos utilizados em laboratório, ou seja, não descartar em lixo comum ou rede de esgoto, para que esses não prejudiquem o meio ambiente2. Uma alternativa é buscar materiais alternativos, do cotidiano dos alunos, para efetuar os experimentos que não irão agredir o meio ambiente e podem ser adquiridos facilmente por baixo custo3.

Parte Experimental

Durante o programa de monitoria da UEPG alguns experimentos foram adaptados, substituindo-se reagentes tóxicos e de alto custo, utilizados nas aulas experimentais de Química Geral e Orgânica para o curso de Licenciatura em Biologia, por materiais alternativos. Os experimentos que sofreram adaptações foram: Teste de chama, Indicadores de pH, Fatores que alteram a velocidade das reações e Deslocamento de equilíbrio químico.


Esse trabalho foi realizado buscando reduzir o consumo de reagentes tóxicos em aulas experimentais, diminuindo assim o impacto ambiental e riscos de contaminação. Alguns dos experimentos que são realizados durante as aulas experimentais foram adaptados, utilizando-se de materiais alternativos no lugar de reagentes caros e tóxicos. No experimento de Teste de Chama o cloreto de potássio foi substituído por casca de banana, pois esta é rica em potássio, no lugar de cloreto de sódio usou-se o sal de cozinha, o cloreto de cobre pôde ser substituído por um fio de cobre e no lugar de chumbo usou-se

batom. Já na pratica de Indicadores de pH observou-se que indicadores como violeta de metila, alaranjado de metila e vermelho de metila podem ser substituídos por indicadores naturais feitos com repolho roxo, couve e beterraba. No experimento de Fatores que alteram a velocidade da reação, usou-se batata como catalisador, acelerando a decomposição da água oxigenada. Comprimidos efervescente em água com diferentes temperaturas são uma excelente alternativa para demonstrar o efeito da temperatura na velocidade de reação. Na prática de deslocamento de equilíbrio químico substituiu-se o cromato de potássio, cloreto férrico, cloreto de amônio e vários outros reagentes, efetuando a prática com produtos como bicarbonato de sódio, vinagre e corante natural feito com repolho roxo. Nos experimentos citados acima pode-se substituir também as vidrarias, o bico de bunsen pode ser substituído por algodão embebido com álcool em um recipiente de vidro, a alça de níquel cromo pode ser substituída por um clipe. Em todas as práticas, os fenômenos que são observados são os mesmos quando utilizados materiais alternativos no lugar dos reagentes químicos utilizados em laboratórios.

Conclusões

Muitos professores acreditam que para efetuar aulas experimentais é necessário um laboratório com materiais e reagentes sofisticados, as atividades laboratoriais revestem-se de produtos artificiais que dificultam a assimilação do aluno com o cotidiano. O uso de materiais utilizados no dia-a-dia, aumenta o interesse dos alunos e o entendimento dos fenômenos envolvidos, ou seja, a troca de reagentes caros por produtos de fácil acesso não altera a forma de ensinar o conteúdo por meio de aulas experimentais.

Agradecimentos

DeQuim, UEPG. ________________ ¹ SILVÉRIO, Janaina. Atividades Experimentais em Sala de aula para o Ensino

de Química: Percepção dos Alunos e Professor. 2012, Pato Branco – PR. 2 MACHADO, Patricia Fernandes Lootens, MOL, Gerson de Souza. Residuos

e Rejeitos de Aulas Experimentais: O que fazer? Quimica Nova na Escola, N°

29, 2008. 3 SOUZA, Sandra Inês de Mattia de. Utilização de Reagentes do Cotidiano no

Ensino das Propriedades Coligativas nas Práticas de Laboratório no Ensino de

Química no ensino Médio. 2008, Medianeira - PR

Introdução




Química Para um Mundo Melhor O estudo das cáries dentárias sob uma perspectiva CTS de Ensino

Tâmara D. Kobiski(IC)1*, Leila I.F. Freire(PQ)1

*[email protected] 1 Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

Palavras-chave: argumentação, estágio, cáries dentárias, CTS, metodologias, química, aprendizado. científicas e tecnológicas. Com o desenvolver das regências em sala de aula, durante o estágio

Considerando as mudanças observadas no ambiente da escola, notou-se a necessidade de abordar a química priorizando o processo de aprendizado, buscando salientar ao aluno que o aprendizado na disciplina de Química envolvem assuntos importantíssimos para a convivência do cotidiano. Partindo desse pressuposto adotou-se um tema bastante abordado na turma do curso técnico em Prótese Dentária, turma esta que foi realizada um projeto com aspectos CTS. A escola que foi realizada este projeto é uma escola de âmbito estadual e localiza- se na área periférica da cidade de Ponta Grossa e conta com alunos de várias classes sociais. Com a aplicação do projeto buscou-se uma diversificação na argumentação dos alunos, para esses argumentos fossem identificados e relacionados com os argumentos finais utilizados pelos alunos, os estudantes também realizaram a criação de um folder informativo para a comunidade escolar sobre as cáries dentárias e se as mesmas são consideradas um problema da sociedade atual, utilizando o ponto de vista de várias áreas profissionais como dentistas, produtores de cremes dentais. Pressupondo-se do objetivo desse projeto visa-se a comparação antes-depois e a construção do argumento em grupo e individual.

Parte Experimental A coleta de dados para análise de aprendizado e construção da argumentação se deu através de instrumentos próprios como questionário, registro de atividades, gravações e um folder que foi produzido pelos alunos. A análise foi realizada com caráter qualitativo, interpretando a respostas dos alunos observando seu desenvolvimento do conteúdo em questão.A metodologia de aulas se deu através de um estudo de caso, onde foi proposto um tema que envolve aspectos CTS. Assim, entregou-se aos alunos uma pergunta ao qual eles deveriam responder previamente: As cáries dentárias podem ser consideradas um problema da sociedade atual? Se sim de que maneira? E após foram divididos em quatro equipes.

Os alunos escreveram inicialmente se a cárie dentária era considerada um problema da sociedade atual e no conjunto de aulas foram desenvolvendo este argumento.

supervisionado, os alunos relataram durante algumas aulas as principais dificuldades. Foram adotados diversos métodos como leituras de textos, aulas experimentais, aulas expositivas dialogadas. Durante essas aulas os alunos desenvolviam relatórios sobre o que era abordado e sua relação com o tema proposto inicialmente. Em muitos observou-se o desenvolvimento da resposta, alguns deles citaram os estudos realizados no dia da aula e a relação existente entre as cáries e a ciência e tecnologia, apontando os aspectos que envolvem as pastas de dente e a sociedade como um todo.Durante a avaliação escrita obteve-se um rendimento regular, baseando-se de que a maioria dos alunos não se dedicava quando o assunto se tratava de aulas tradicionais. Sendo assim, houve-se uma prova de que aulas tradicionais não são tão produtivas quanto aulas com caráter social e tecnológico. Com relação ao folder informativo, as equipes buscaram propostas para a realização do mesmo, causando um impacto grande quando se trata de trabalho em equipe. A exposição da apresentação oral desse folder ainda não pôde ser obtida. Mas durante os relatos dos alunos, muitos deles apresentaram o desenvolvimento dos folders, demonstrando interesse quando se trata de divulgação na escola e possível informação aos alunos que nela estudam.

Conclusões Através desse estudo de caso com os alunos pôde-se perceber que alguns estudantes obtiveram um rendimento maior quando se tratava de aulas diferenciadas, facilitando a aprendizagem, pois quando envolve-se um aspecto CTS de ensino, o aluno sai formado não somente no âmbito científico, mas demonstrando um cruzamento de informações. Onde o importante, é que o a aprendizagem é atingida e ele também relacionada este aprendizado a sua vida social e tecnológica, sabendo diferenciar os produtos disponibilizados no mercado e assim facilitar a sua decisão quanto aos problemas ocorridos na sociedade.

Agradecimentos Instituto de Educação Cesar Prieto Martinez, Capes, PIBID, DeQuim-UEPG.

Na primeira aula, os alunos argumentaram que a cárie 1

pode ser sim um problema da sociedade e muitos dos alunos comentaram o tema abordado em caráter social, observou-se que muitos deles não tinham bases

VASCONCELOS M. M.M ; BERBEL , N. A. ; OLIVEIRA C.C. Formação de professores: o desafio de integrar estágio com ensino e pesquisa na graduação. R. bras. Est. pedag., Brasília, v. 90, n. 226, p. 609-623, set./dez. 2009.





Química Para um Mundo Melhor O estudo das separações de misturas em uma abordagem experimental investigativa

Tâmara D. Kobiski(IC)1*, Jordana Mª Lopes(IC)1, Dioneia Mª.D. Aguiar(FM)2, Luciana de Boer P. de Souza(PQ)1, José Maria Maciel(PQ)1, Valéria Giovana Bucco(IC)1

*[email protected] 1 Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil. 2 Secretaria Estadual de Educação, Instituto de Educação Profº Cesar Prieto Martinez, SEED, PR, Brasil.

Palavras-chave: experimentação, investigação, misturas

O uso da experimentação no ensino de ciências e química têm sido uma das alternativas mais recorrentes para a abordagem e compreensão de conceitos envolvendo assuntos do cotidiano escolar. Porém os experimentos não devem ser conduzidos visando atingir um único objetivo, mas devem envolver os amplos aspectos de um ensino contextualizado para que a formação do aluno seja completa.1 Segundo Bachelard (1968) a formação do espírito científico no aluno é de extrema importância visto que isto reflete no modo como ele possivelmente será para a sociedade. Tendo em vista este aspecto de formação científica e tecnológica, busca-se despertar nos estudantes um espírito crítico, despertando-se a curiosidade dos alunos e não simplesmente uma transferência de conteudos.2 Este trabalho tem como principal objetivo relatar e argumentar sobre um estudo realizado com os alunos do primeiro ano do ensino médio de uma escola pública localizada na cidade de Ponta Grossa/PR, durante uma atividade do PIBID (Programa de Bolsas de Iniciação à Docência). O tema abordado foi separação de misturas em uma abordagem experimental investigativa.

Procurando-se obter um conhecimento prévio dos alunos sobre o conteúdo, realizou-se uma coleta de dados qualitativos onde os alunos responderam o que era separação de misturas e juntamente entregavam um trabalho manuscrito, onde era necessário pesquisar os principais tipos de separação de misturas e adaptar ao seu plano de estudo. Na aula seguinte, os alunos foram levados ao laboratório e submetidos à um desafio. Foram formadas quatro equipes e em cima de cada bancada havia um béquer com uma mistura heterogênea e também existiam alguns materiais que poderiam ser utilizados para separar tais misturas. O desafio era separar a mistura com os equipamentos que continham em cima de sua bancada e relatar

Durante a aplicação dos conceitos prévios estudados pelos alunos foi analisado que 90% dos alunos acreditam que a separação de misturas é o ato de separar duas coisas diferentes, mas não especificaram bem ao certo que “coisas” são separadas. E através disto admitiu-se -se que os alunos já tinham um conceito prévio sobre a matéria e isto facilitou durante a exposição do trabalho. Com relação ao trabalho manuscrito, os alunos abordaram nos diversos aspectos os tipos de separação. E durante esta análise obteve-se vários conceitos copiados da internet, contudo muitos dos estudantes realizaram a escrita com suas próprias palavras. A característica diferencial foi a realização do experimento pois instigou-se a curiosidade dos alunos. Geralmente dar-se-ão os roteiros do procedimento a serem realizados, entretanto percebeu-se que os alunos realizam o experimento conforme é pedido, mas nem sempre associam ao conhecimento já adquirido. Logo quando eles devem descobrir como realizar o experimento percebeu-se que aprenderam melhor. Como pontos positivos observou-se que como os alunos estavam em grupos eles discutiam mais, interagiam e pensavam juntos, conseguiram descrever o que fizeram e separar as misturas; conseguiram descobrir o material que não estava na bancada (um imã que era realizada a separação magnética), houve uma motivação e um interesse pela profissão do químico. Após o experimento percebeu-se que o desempenho na avaliação realizada foi satisfatório.

Através desta analise pode-se perceber que a maneira como é introduzido o experimento deve ser pensada para que o aluno chegue ao resultado esperado ou não esperado pois desta forma ele aprende com os erros e também com os acertos, e não com uma ideia pronta do que vai acontecer.

Instituto de Educação Cesar Prieto Martinez, Capes, PIBID, DeQuim - UEPG

detalhadamente o processo utilizado e responder algumas perguntas teóricas sobre o conteúdo estudado. 1FERREIRA, L.H..; HARTWIG, D.R.; OLIVEIRA R.C.de; Ensino

Experimental de Química: Uma Abordagem Investigativa Contextualizada, QUÍMICA NOVA NA ESCOLA, Vol. 32, N° 2 , MAIO 2010 2 BACHELARD, Gaston. O novo espírito científico. Rio de de Janeiro: Edições Tempo Brasileiro Ltda, 1968


Conclusões

Agradecimentos

Introdução

Parte Experimental





Química Para um Mundo Melhor PROPRIEDADES DE DERIVADOS PORFIRÍNICOS EM MEIOS MICRO HETEROGÊNEOS TWEEN 80 E F-127

Anderson Gomes1* (PG), Shirley Nakagaki2 (PQ), Christiane P. F. Borges1 (PQ) *[email protected]

1 Universidade Estadual de Ponta Grossa – SEXATAS – Departamento de Química 2 Universidade Federal do Paraná – Departamento de Química. Palavras-chave: Terapia Fotodinâmica (TFD), Porfirinas, Surfactantes.

Figura 1. Espectro de emissão de fluorescência (a) do composto Na4[H2(TDFSPP)] (4,11 mol L-1) (b) e do composto Na4[Zn(TDFSPP)] em função da concentração de F-1

A Terapia Fotodinâmica (TFD) é um tratamento para patologias onde ocorre crescimento celular acelerado. Dentre os fotossensibilizadores que podem ser utilizados encontram-se os derivados porfirínicos que apresentam diversas características favoráveis do uso em TFD como baixa toxidade na ausência de luz, alta foto-estabilidade, elevado rendimento quântico na geração de oxigênio singlete e preferencial localização em tecidos doentes.1,2

Contudo, alguns derivados porfirínicos apresentam

300

250

200

150

100

50

0 450 500 550 600 650 700 750 800

Comprimento de onda (nm)

300 250 200 150 100

50

0 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800

Comprimento de o

autoagregação, o origina alterações das propriedades espectroscópicas dos mesmos, sendo necessário estudos do uso de surfactantes nas formulações.3

O objetivo desse trabalho foi determinar as constantes de ligação (Kb) entre dos derivados porfirínicos Na4[H2(TDFSPP)] e Na4[Zn(TDFSPP)] e as micelas de F- 127 e Tween 80.

As constantes de ligação FS-micela, Kb, foram calculadas utilizando-se o gráfico de emissão normalizada em função das concentrações dos surfactantes, os valores estão apresentados na Tabela 1. Tabela 1 – Constantes de ligação Kb para Na4[Zn (TDFSPP)] e Na4[H2(TDFSPP)] em micelas de Tween 80 e F-127 em pH 7,2.

Na4[H2 (TDFSPP)] Na4[Zn (TDFSPP)] F-127 Tween 80 F-127 Tween 80

As porfirinas foram sintetizadas pelo grupo da Prof.ª Shirley Nakagaki (UFPR). Foram analisadas a absorção molecular no UV-Vis (Cary 100 Varian) e a emissão de fluorescência (Cary Elipse Varian).

Kb

(105

L.mol-1)

3,65 ± 0,65 1,45 ± 0,18 2,54 ± 0,13 0,98 ± 0,03

Foram preparadas soluções de concentração fixa de FS (4,11 mol.L-1) e adicionou-se alíquotas de solução estoque dos surfactantes F-127 e Tween 80 (concentrações acima da CMC). A constante de kb foi determinada utilizando-se o método descrito por Caetan,; Tabak, (1999).

Na presença dos surfactantes F-127 e Tween 80 as bandas de absorção dos compostos apresentaram um deslocamento do batocrômico no espectro de absorção, indicando uma interação entre os compostos e os surfactantes. A emissão de fluorescência os derivados porfirínicos apresentaram um aumento de intensidade de emissão com aumento da concentração, Figura 1.

Observou-se que para as duas porfirinas as constantes de ligação porfirina-micelas para F-127 são aproximadamente 2,5 vezes maiores que as para Tween 80.

Os valores de kb para ambas as porfirinas indicam uma forte interação entre os surfactantes e as porfirinas, colaborando para um possível uso dos surfactantes como carreadores.

SETI-FUNDO PARANÁ, CNPq, a Capes e a Fundação Araucária. _ 1 ORMOND, A. B.; FREEMAN, H. S.; Materials. 2013, 6, 619. 2 CAETANO, W.; TABAK, M.,; Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy. 1999, 12, 2513. 3 WILSON, B. C.; PATTERSON, M.S.; Phys. Med. Biol. 2008, 53, 62.


Conclusões

Agradecimentos

0,00 mol.L-1 de F-127 0,20 mol.L-1 de F-127 -1 0,30 mol.L de F-127

0,50 mol.L-1 de F-127 3,00 mol.L-1 de F-127 10,0 mol.L-1 de F-127

-1 8,00 mol.L de F-127

40,0 mol.L-1 de F-127

-1 70,0 mol.L de F-127 100 mol.L-1 de F-127 150 mol.L-1 de F-127

(a) 0,00 mol.L-1 de F-127 -1 0,20 mol.L de F-127

0,30 mol.L-1 de F-127 0,50 mol.L-1 de F-

127

-1 3,00 mol.L de F-127

8,00 mol.L-1 de F-127 10,0 mol.L-1 de F-127

-1 40,0 mol.L de F-127 70,0 mol.L-1 de F-127 100 mol.L-1 de F-127

-1

(b)

150 mol.L de F-127

Introdução

Parte Experimental


Fluo

resc

ênci

a (a

.u)

Fluo

resc

ênci

a





Óxido de Grafeno dopado com ZnO para Aplicação em Fotocatálise Heterogênea

Andressa O. Rodrigues1* (IC), Rodolfo T. Ferreira1 (PG), Gustavo Marciniuk1(PG), Elisabeth C. Lumbaque1

(PG), Elaine R. Tiburtius1(PQ), Jarem R. Garcia1 (PQ), Sergio R. de Lazaro1 (PQ) *[email protected] 1 Departamento Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

Palavras-chave:OG, ZnO, fotocatálise

O descarte irregular de compostos orgânicos do tipo corantes em rios, lagos ou córregos tem se apresentado um problema ambiental sério. Nesse contexto, o óxido de zinco (ZnO) é um semicondutor amplamente estudado para fotodegradação de matéria orgânica (p.ex. corantes têxteis)1 devido ao baixo custo e ao band-gap 3,37 eV (região do ultravioleta). Neste contexto, o óxido de grafeno (OG) de band-gap 5,5 eV é um composto que possui ótimas propriedades, tais como, mecânica, óptica, térmica, estabilidade química e dispersão em água2. O objetivo deste resumo é apresentar um compósito OG/ZnO, utilizando o OG como substrato para a incorporação de ZnO e avaliara modificação da propriedade óptica para processos fotocatalíticos.

Essas diferenças entre os compósitos e o ZnO pode ser atribuída a um encapsulamento muito grande das partículas de ZnO pelo OG, diminuindo a possibilidade de geração de espécies oxidantes por meio da luz incidente.

Figura 1. Estrutura molecular do Corante Preto Reativo- 5 (RP-5)

1.5

A metodologia para obtenção do compósito OG/ZnO, é baseada na nucleação de íons Zn2+ sobre os defeitos químicos do OG em meio básico (pH=12) nas proporções massa/massa de 99:1 e 80:20, respectivamente. O compósito OG/ZnO e a matriz OG foram analisados por: Raman, EDS, FEG e UV-Vis. As amostras para o processo fotocatalítico foram de 10 mg dos compósitos para10 mL de soluções corante Preto-

1.0

0.5

0.0

300 400 500 600 700 800

comprimento de onda (nm)

Reativo-5 (RP-5) (Fig. 1) com concentração de 50mgL-1e sob agitação e irradiação constantes por 120 minutos em câmara escura. A lâmpada utilizada foi de Tungstênio com emissão na faixa de 350-850 nm.

Os resultados de UV-vis mostraram que os compósitos OG99%/ZnO1% e OG80%/ZnO20% possuem bandgap’s de 3,39 eV e 1,42 eV; respectivamente. Todavia, as absorções máximas para esses compósitos foram em 366 e 875 nm, respectivamente. A partir da Figura 2 é possível observar que o compósito OG99%/ZnO1% fotodegradou o corante RP-5 em 13,20%; enquanto que,o compósito OG80%/ZnO20% fotodegradou 8,80%

Figura 2. Resultados de fotodegradação do corante RP- 5 utilizando lâmpada de Tungstênio por 120 min.

Conclui-se que, a partir dessas quantidades de compósitos, ocorre uma diminuição da atividade fotocatalítica em relação ao ZnO. Provavelmente, devido ao efeito de encapsulamento das nanopartículas de ZnO pelo OG.

Os autores agradecem à UEPG, GGAETS, CNPq, Fundação Araucária, CAPES, CLABMU

da quantidade inicial de corante RP-5.A amostra de ZnO degradou o corante RP-5 em uma taxa de 64,15%.


1Ü, ÖZGUR, Ü. et al. Journal of Applied Pyisics, 2005, 98 2ZHU, Y. et al., advanced materials, 2010, 22, 3.908

Conclusões

Agradecimentos

Introdução

Parte Experimental


Abso

rbân

cia u

.a


PAni

OG/PAni

OG

Introdução

Parte Experimental

Agradecimentos

Corre

nte

j / A



Química Para um Mundo Melhor Estudo do comportamento eletroquímico de nanocompósitos de óxido de grafeno/polianilina para aplicação em supercapacitores.

Ariane S. Ribas (IC)1*, Gustavo Marciniuk (PG)1, Jarem R. Garcia (PQ)1 *[email protected]


Palavras-chave: Supercapacitor, compósito binário, polímero condutor, óxido de grafeno.

Atualmente, com a possibilidade de esgotamento de energia, a qual, em sua maior parte, é gerada a partir de fontes não renováveis, surge a preocupação e a necessidade da utilização de fontes de energia limpa e renovável, assim como dispositivos capazes de armazenar e converter a energia gerada. Nesse contexto, supercapacitores são dispositivos eletroquímicos capazes

Através da caracterização por DRX é possível notar a efetiva formação do compósito binário, com picos característicos da PAni na sua forma condutora e um pico referente ao OG. O FTIR permitiu observar bandas que remetem aos dois componentes individuais, confirmando o ancoramento de PAni na matriz de OG.

0.0015

OG/PAni 25%-75%

de armazenar e converter energia através de rápidas reações de carga e descarga. Para isso, a otimização dos materiais constituintes de seus eletrodos é de extrema importância para sua alta performance.1,2 Para o desenvolvimento desse trabalho foram realizadas sínteses de óxido de grafeno, polianilina e compósitos binários formados por óxido de grafeno/polianilina em diferentes proporções em massa de 25%/75%, 50%/50%

0.0010

0.0005

0.0000

-0.0005

-0.0010

-0.0015

0.0 0.2 0.4 0.6 0.8

E / V vs Ag/AgCl

0.8

0.6

0.4

0.2

0.0

OG/PAni 50%-50% OG/PAni 75%-25%

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

Tempo (s)

e 75%/25%, e avaliação do comportamento eletroquímico de cada compósito formado.

Óxido de grafeno (OG) foi obtido por esfoliação eletroquímica utilizando a porção grafítica de pilhas usadas. Para a síntese dos compósitos, preparou-se uma suspensão ácida de OG na qual adicionou-se um volume específico de anilina. Paralelo à isso, preparou-se uma solução de perssulfato de potássio (K2S2O8) dissolvido em uma solução de NaCl/HCl a qual foi adicionada, gota a gota, à suspensão de OG e anilina para que ocorresse a polimerização química in situ dos monômeros de anilina. Em seguida a suspensão de OG/PAni foi filtrada a vácuo, seca e o compósito foi obtido na forma de pó.

Resultados e Discussões 2000

a)

PAni OG/PAni

b)

1500

Figura 2. a) Voltamogramas a 10 mV/s e b) Curvas galvanostáticas em 1 A.g-1 obtidas para os compósitos binários.

Medidas eletroquímicas mostraram um bom comportamento capacitivo dos compósitos onde a otimizada utilização da massa de PAni pode ser observada no compósito de OG/PAni 50%/50% como mostrado na figura 2.

Os resultados da caracterização estrutural do compósito apresentaram a efetiva formação da polianilina sobre a matriz oxidada de óxido de grafeno, otimizando assim o acesso do eletrólito ao material ativo devido à sua estrutura porosa. A caracterização eletroquímica dos compósitos binário também apresentou resultados promissores no que se refere ao desenvolvimento de eletrodos de supercapacitores eficientes e de baixo custo, conseguindo-se obter um valor de capacitância específica -1

1000

500

expressivo de 846,88 F.g com a adição de 50% em massa de polímero (PAni).

0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120

2 / Graus

3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 Número de onda (cm-1)

À UEPG, ao grupo de pesquisa a qual pertenço (GGAETS), à Capes e ao CNPq pela bolsa fornecida.

Figura 1. a) Difratogramas do OG, PAni e OG/PAni; b) Espectros de FTIR para OG, PAni e OG/PAni.


1Z. Zhou, N. Cai and Y. Zhou, Mater. Chem. Phys., 2005, 94. J. 2Zang, X. Li, J. Mater. Chem., 2011, 21.

Conclusões

a)

b)

Inte

nsid

ade

(u.a

.)

Tran

smitâ

ncia

(%)

E /

V v

s A

g/A

gCl





Caracterização físico-química de nanopartículas lipídicas contendo manteigas bioativas como potencial veículo cosmético: avaliação de tamanho e potencial zeta

Bruno V. F. Riccio¹ (IC)*, Josiane de Fátima Padilha de Paula¹, Patrícia Mazureki Campos¹ 1Departamento de Ciências Farmacêuticas, Universidade de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil. Palavras-chave: Nanocosméticos, Manteigas Vegetais.

Manteigas vegetais são compostas por triglicerídeos derivados de ácidos graxos saturados (esteárico e palmítico), insaturados (oleico e linoleico), e insaponificáveis (como fenóis e esteróis)1,2. Tal composição pode ser utilizada em formulações cosméticas para promover melhora na hidratação cutânea e trazer propriedades terapêuticas, além de desenvolver nanopartículas para formação de filme oclusivo com capacidade de carreamento de ativos na pele. As nanopartículas lipídicas sólidas (NLS) e os carreadores lipídicos nanoestruturados (CLN) diferem entre si pela composição da matriz lipídica, sendo as NLS sólidas e os CLN mistura de sólido e líquido, o que influencia na estabilidade e eficiência de encapsulação de ativos3,4. O objetivo deste trabalho foi produzir nanopartículas lipídicas, NLS e CLN, baseadas em manteigas vegetais de karité e cacau através do planejamento experimental fatorial de três níveis para a escolha das proporções de manteigas vegetais a serem utilizadas, bem como a caracterização físico-química das formulações desenvolvidas.

Formulações: fase aquosa (FA) com monoleato de sorbitano polioxietileno (1%), Poloxamer 407® (1,5%) e água purificada. Fase oleosa (FO) com concentrações variadas de manteiga de karité (MK,1%, 2%, 3%), manteiga de cacau (MC, 1%, 2%, 3%) e triglicérides de ácido cáprico/caprílico (TCC, 0%, 1%, 2%). Foram obtidas 9 formulações (n=2) com diferentes composições de FO para produzir NLS e CLN pela técnica de homogeneização a quente de alto cisalhamento (HQAC). As FA e FO foram aquecidas a 60 °C e a 80 °C, respectivamente. Em seguida, FA vertida sobre FO com homogeneização em Ultra-Turrax® T25 (14000 rpm, 10 minutos). Medição de tamanho/índice de polidispersão (PdI) foi realizada por espalhamento dinâmico de luz e o potencial zeta pela mobilidade eletroforética em campo

Tabela 1. Composições de FO e valores da caracterização físico- química das formulações (F) (n=2).

As formulações se caracterizaram com tamanhos em torno de 600 nm, exceto para F2 (300 nm), evidenciando tamanho nanométrico, o que garante filme oclusivo quando aplicado topicamente3. Os valores de PdI ≈ 0,6 indicam reprodutibilidade da técnica de obtenção das nanopartículas lipídicas, porém podem ser melhorados se associar a técnica de homogeneização de alta pressão3. O potencial zeta mostrou-se negativo independente da composição das NLS ou CLN, o que garante boa estabilidade elétrica das mesmas.

Foi possível a produção de nanopartículas lipídicas (NLS e CLN) pelo método HQAC com reprodutibilidade, sendo adequados veículos para cosméticos de base nanotecnológica associada à composição majoritária de ácidos graxos que recompõem os lipídios da pele e promovem hidratação cutânea.

Ana Mery de Oliveira (C-LABMU/UEPG), Miriam Soares (DEFAR/UEPG).

elétrico em Zetasizer Nano com as formulações diluídas (1:100) em água purificada.

Composições de FO das formulações obtidas do planejamento experimental fatorial, bem como a caracterização físico-química encontram-se na tabela 1.

Universidade E s tadual de P onta Grossa - 2016

1Honfo, FG et al. Nutritional composition of shea products and chemical properties of shea butter: a review. Crit Rev Food Sci 2014; 54: 673-686. 2Lipp, M, Anklam, E. Review of cocoa butter and alternative fats for use in chocolate-part A. compositional data. Food Chem 1998; 62:73-97. 3Pardeike, J et al. Lipid nanoparticles (SLN, NLC) in cosmetic and pharmaceutical dermal products. Int J Pharm 2009; 366: 170-184. 4Padilla, F. Desenvolvimento de Carreadores Lipídicos Nanoestruturados para Administração Cutânea de Fluconazol. Araraquara – SP. 2014.

Introdução

Parte Experimental

Conclusões

Agradecimentos


MC (%)

MK (%)

TCC (%)

Tama- nho(nm)

PdI Potencial zeta (mV)

F1 1,0 1,0 0 503,05 ±36,4

0,56±0 ,1

-34,4±1,5

F2 1,0 2,0 1,5 373,15 ±96

0,48±0 ,1

-32,5±1,0

F3 1,0 3,0 1,0 479,45 ±1,77

0,56±0 ,02

-27,3±1,4

F4 2,0 1,0 1,5 685,6 ±42,2

0,54±0 ,01

-41,6±0

F5 2,0 2,0 1,0 676,7 ±3

0,58±0 ,04

-42,1±1,0

F6 2,0 3,0 0 725 ±33,3

0,59±0 ,04

-38,2±0,1

F7 3,0 1,0 1,0 667,2 ±15,8

0,59±0 ,05

-39,30±0,3

F8 3,0 2,0 0 601,5 ±45,4

0,66±0 ,01

-37,8±1,1

F9 3,0 3,0 1,5 728,15 ±7

0,59±0 ,05

-37,3±0,7





ESTUDO DA INTERAÇÃO DO GLIFOSATO EM NANOPARTICULAS DE FERRITA

DE COBALTO

Danilo A. Varella*1 (PG), Itamar A. Rodrigues1 (PG), Brunna K. Santana1 (IC), Daniel J. Pochapski1 (IC), Carlos A.

P. Almeida1 (PQ). *[email protected].

1 Departamento de Química, Universidade Estadual do Centro-Oeste, UNICENTRO, Paraná, Brasil.

Palavras-chave: Ácido Oleico, Co-precipitação, Adsorção.

O glifosato é o herbicida de amplo espectro mais utilizado no mundo. Desde a sua descoberta em meados de 1970, pela Monsanto, seu uso foi crescendo e hoje atinge 60% do mercado mundial. Além de seu baixo custo, o glifosato apresenta alta eficiência no controle de ervas daninhas, isto devido a interferência na via biosintética de

aminoácidos essenciais para a sobrevivência da planta1. Atualmente, diversos métodos são utilizados na remoção de poluentes orgânicos, como adsorção, ozonação, degradação fotocatalítica, oxidação, entre outros. Porém o método de adsorção é considerado um dos mais adequados atualmente, devido a sua alta eficiência, fácil

operação e sem efeitos adversos2.

A síntese das nanopartículas de ferrita de cobalto (CoFe2O4) foram realizadas pelo método de co- precipitação na presença e ausência de ácido oleico (AO). Foram avaliados a influência de alguns parâmetros no tamanho das nanopartículas. As condições de síntese são apresentadas na Tabela 1.

Tabela 1. Condições de síntese de CoFe2O4.

valores mais baixos de pH quando o Glifosato está adsorvido à CoFe2O4. Essa diminuição no valor de pHpie

indica que o Glifosato adsorve à superfície da CoFe2O4

como uma espécie aniônica.

Tabela 2. Tamanhos das nanopartículas obtidas por EDL.

Amostra Tamanho

médio (nm) PdI

Intensidade (%)

(A1) CoFe2O4 59 0,227 7,8 (A2) CoFe2O4 59 0,268 18,1 (B1) CoFe2O4@AO 51 0,268 10,2 (B2) CoFe2O4@AO 44 0,265 23,8

Figura 1. Variação do Potencial Zeta em função do pH

de CoFe2O4 pura e de solução de Glifosato (20 mg/L).

A avaliação da adsorção de glifosato na ferrita de cobalto foi realizada por Potencial Zeta.

Os tamanhos das amostras de CoFe2O4 foram obtidos por Espalhamento Dinâmico de Luz (EDL) são apresentados na Tabela 2. As amostras apresentaram pequena variação no tamanho e na polidispersão. Porém, a

A adição de ácido oleico apresentou melhores resultados

na formação de CoFe2O4, indicando que a presença de

AO contribuiu na diminuição de aglomerados. O Potencial

Zeta mostra que a adsorção de glifosato por

nanopartículas de ferrita de cobalto é dependente do pH

do meio. Sendo o processo favorecido em pH ácido.

A UNICENTRO, Capes e aos membros do LAPECI.

amostra B2 apresentou uma maior intensidade de 1 Nguyen, D. B., Rose, M. T.; Rose, T. J.; Morris, S. G. e Zwieten, L. van. Soil partículas menores. O Potencial Zeta da CoFe2O4 em função do pH (Figura 1) com e sem o glifosato adsorvido mostra uma mudança do ponto isoelétrico (pHpie) para

Biology & Biochemistry, 2016, 92, 50-57. 2 Arroyave J. M.; Waiman, C. C.; Zanini, G. P. e Avena, M. J. Chemosphere,

2016, 145, 34-41.

Conclusões

Introdução

Parte Experimental

Agradecimentos


Amostra Tempo (min.)

Tempo de agitação após adição de AO (min)

(A1) CoFe2O4 60 0 (A2) CoFe2O4 120 0 (B1) CoFe2O4@AO 60 60 (B2) CoFe2O4@AO 60 0


Introdução

Parte Experimental

Agradecimentos




Estudo do processo de hidrofilização de superfícies grafíticas via eletroquímica.

Gabriel Toczek Almeida (IC)1*, Felipe Tadashi Kasuga1 (IC), Marco Antonio Voinarovicz1 (IC), Gustavo Marciniuk1 (PG), Rodolfo T. Ferreira1 (PG), Jarem Raul Garcia1 (PQ) *[email protected] 1 DEQUIM, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

Palavras-chave: Hidrofilização, Esfoliação eletroquímica, Óxido de grafeno.

cronoamperométricas, observa-se que o aumento do

Com problemática energética do Brasil e do mundo, aliada aos impactos ambientais causados pela utilização em larga escala do uso de combustíveis fósseis, faz com que sejam necessárias fontes alternativas de energia, eficientes, de baixo custo e baixo impacto ambiental. Nessas circunstâncias, o hidrogênio molecular mostra-se como uma alternativa aos combustíveis fósseis. O H2(g) tem poder calorífico por grama 3x maior que a gasolina [1], porém, requer enorme energia para ser gerado através da eletrólise de água. Nessa conjuntura, o presente trabalho busca o desenvolvimento de uma superfície modificada de grafita que atue como substrato para a eletrodeposição de ZnO objetivando a aplicação como superfície para eletrólise de água.

tempo de hidrofilização influi diretamente no aumento da carga que, por consequência, afeta o grau de defeitos apresentado pela estrutura superficial do eletrodo. Este aumento na relação D/G reflete a natureza das reações que ocorrem na superfície do eletrodo. Observando-se os valores de média e variância, nota-se que o comportamento da distribuição amostral de D/G é proporcional à carga injetada no sistema. No entanto, não houve evidências experimentais à respeito da carga sobre a distribuição amostral de 2D/G. Portanto, o grau de grafenização não é, dentro do tempo avaliado no experimento, afetado pela carga.

Tabela -1. Comparação do efeito da carga e tempo nos graus de defeitos e grafenização.

A metodologia do trabalho baseia-se na remoção de cilindros de grafite do interior de pilhas depletadas do tipo

Tempo (h)

Média D/G

Variância D/G

Média 2D/G

Variância 2D/G

Carga (μC)

Leclanché para serem usados como anôdos. A hidrofilização da superfície grafítica é feita através da cronoamperometria utilizando NaF 0,1 mol L-1, aplicando o potencial de 1,55V durante 1,5, 3, 6 e 9 horas, em eletrodos de área 0,160 cm2. Como metodologia de caracterização das superfícies modificadas, utilizou-se a espectroscopia de espalhamento Raman em 532 nm. A superfície eletródica foi estudada adotando-se o padrão de amostragem de 3 regiões com 8 pontos de coleta, totalizando 24 espectros por amostra. Os espectros obtidos foram coletados de 4000-400 cm-1 e deconvoluídos por algoritmo de Lorentz. Após, as bandas principais: D (1350 cm-1), G (1535 cm-1) e 2D (2685 cm-1-) foram integradas. A partir das bandas D, G e 2D, geram- se as relações D/G e 2D/G, as quais representam os graus de defeito e de grafenização, respectivamente. Os valores de carga foram encontrados através da integração das curvas cronoamperométricas.

1,5 1,614 0,010 0,300 0,006 0,160

3 1,707 0,022 0,327 0,020 0,088

6 1,710 0,014 0,325 0,005 0,503

9 1,770 0,018 0,291 0,005 1,966

Possivelmente, a razão do surgimento de grupos funcionais que levam ao aumento da relação D/G esteja diretamente relacionada com o mecanismo pelo qual a eletrólise ocorreu na superfície eletródica.

Com base nos dados obtidos, observou-se que a distribuição do grau de defeitos é proporcional à carga, aumentando com o tempo. O grau de grafenização não é afetado nos tempos de hidrofilização estudados.

O eletrólito e o potencial, utilizados durante as medidas,

UEPG, GGAETS, CNPq, Fundação Araucária, CAPES, LABMU

foram escolhidos com o objetivo de minimizar a formação de cavidades na interface eletrodo-solução. Desta forma, a única reação esperada no eletrodo foi a eletrólise da água. A partir dos dados coletados da análise de espectro Raman e dos valores de carga obtidos das curvas


1DINCER, I.; ACAR. C. International journal of hydrogen energy, 2015, 11094-11111.


Conclusões


Metodologia Computacional





Investigação da célula de MgSiO3 usando o funcional B3LYP e diferentes conjuntos de base Giovanni A. de Oliveira (IC)*,¹ Renan A. P. Ribeiro (PG),¹ Sergio R. de Lázaro (PQ)¹

*[email protected] 1 Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil. Palavras-chave: silicatos, simulação, DFT Introdução

O silício é o segundo elemento mais abundante na crosta terrestre, logo atrás do oxigênio; portanto, o grupo dos silicatos é bastante comum e bastante diverso. Em química, o silicato é um composto formado por Silício e Oxigênio (SiₓOY), geralmente ligado a outro metal. Os minerais compostos de silicatos são caracterizados pela forma tetraédrica de seus cristais. Por vezes, os tetraedros se juntam em cadeias lineares, duplas, folhas ou em estruturas tridimensionais. Devido à grande diversidade dos silicatos, sua aplicabilidade tanto na indústria quanto na agropecuária também é vasta, por exemplo, o silicato de magnésio pode ser utilizado como talco na indústria farmacêutica e também possui potencial utilização na correção de solos e agente fornecedor de silício para as plantas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a estrutura eletrônica do MgSiO3 usando a Teoria do Funcional de Densidade (DFT), o funcional B3LYP e combinação de conjuntos de base.

Simulações computacionais baseadas na Teoria do Funcional de Densidade (DFT) foram desenvolvidas com o funcional B3LYP por meio do software CRYSTAL09.² A estrutura cristalina do MgSiO3 (Fig. 1) foi descrita a partir do grupo espacial R-3 e todos os modelos foram otimizados frente a energia total do sistema. Utilizaram- se os conjuntos de base: (a) 8-511G e (b) 8-511d1G para Mg; (c) 86-311G** e (d) TZVP para Si e os conjuntos de base (e) 8-411 e (f) 8-411d1 para O.

Figura 1. Estrutura cristalina R-3 para o MgSiO3

Os resultados teóricos obtidos a partir das geometrias moleculares otimizadas são apresentadas na Tabela 1. Observa-se que o melhor resultado em relação à Energia Total foi com a combinação a-d-e. Tabela 1. Resultados teóricos para os parâmetros de rede (Å) do MgSiO3 e Energia Total (hartree) usando o funcional B3LYP.

Conjuntos de

base a = b c Energia Total

a - d - e 4,781 13,680 -1431,0523 a - d - f 4,757 13,606 -1430,9397 b - c - e 4,723 13,446 -1424,2120 b - c - f 4,694 13,367 -1424,0777 Exp. 4,728 13,559 ----

Figura 2. Resultados entre energia total e volume da célula unitária.

Conclui-se que os conjuntos de base 8-511d1G (b) para Mg, 86-311G** (c) para Si e 8-411d1 (f) para O são a melhor combinação de conjunto de base encontrado para simular a estrutura cristalina do MgSiO3.

Os autores agradecem a UEPG, CAPES e Fundação Araucária.

1 TRUHLAR, D , G.; MCKOY, V. Computational Chemistry. Computing in Science & Engineering. p.19-21 2000. ² FAURE, G. Principles and Applications of Geochemistry, 2ed. Prentice Hall p.198- 220 1998.

Universidade E s tadual de P onta Grossa - 2016

Conclusões

Agradecimentos




Química Para um Mundo Melhor Estudo teórico da intercalação por Lítio em duplas folhas de Grafite: comparativo entre os níveis PM6 e PM7.

Januário Kordiak (FM e PG)1 *, Renan A. P. Ribeiro (PG)1, Sérgio R. de Lázaro (PQ)1

[email protected] 1 Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil. Palavras-chave: Intercalação, semiempírico, comparação.

Tabela 1. Convergência e distâncias entre duplas folhas.

As aplicações tecnológicas de compostos a base de Grafeno tem ganhado notório e crescente interesse por parte da indústria e de pesquisadores. Neste contexto, a intercalação de folhas de Grafeno com átomos, íons ou grupos tem sido investigados na busca da melhoria de propriedades oriundas da natureza desse composto. A intercalação de lítio-grafite é umas correntes de pesquisa em grande atenção na atualidade. Neste trabalho apresentamos um comparativo entre dois níveis de teoria, PM6 e PM7, em cálculos semiempíricos. Neste contexto, estes cálculos teóricos são úteis para elucidar fenômenos incomuns, bem como para prever novos candidatos com semelhante ou ainda melhores propriedades eletrônicas [1,2] e ainda, para definir qual dos níveis apresenta melhores resultados tendo por base os valores, teóricos e experimentais, já calculados para compostos semelhantes.

Tabela 2. Dados da otimização da intercalação por Lítio em Nível PM7

O modelo foi descrito por um átomo de Lítio intercalado entre duas folhas circuncoroneno eclipsadas. Cada folha contendo 72 átomos, entre carbono e hidrogênio, sendo ao final, a otimização da estrutura de duplas folhas com 144 átomos ao todo, e, por fim, a otimização com a intercalação do átomo de Lítio utilizando do nível com melhor resultado. Relaxamento estrutural foi realizado a nível de teoria PM6 e PM7 usando o pacote Mopac, para fins comparativos.

A otimização das duplas folhas de Grafite por ambos os níveis de teoria tiveram resultados diferentes. O nível PM7 obteve resultados mais próximos aos encontrados na literatura, bem como apresentaram custo computacional e operacional melhores. Em nível PM6 a otimização não ocorreu sem a utilização de “keywords” adicionais. Essas “keywords” foram adicionadas a linha de comando buscando pela otimização da estrutura. Com os dois os níveis buscou-se a otimização com a possibilidade de

*Mínima distância sem interação do tipo ligação entre Li-C

A partir das distâncias entre folhas obtidas pela otimização inicial e pelos valores de energia, tem-se que o Nível PM7 apresenta resultados mais próximos ao encontrado na literatura. Desta forma, apresenta-se como o mais indicado para tratamento de sistemas similares com o analisado. Outro ponto de bastante interesse é quanto ao tempo computacional em Nível PM7, bastante reduzido quando comparado ao PM6.

A CAPES pelo apoio financeiro (bolsa de estudos) e a Universidade Estadual de Ponta Grossa – UEPG, pela estrutura de trabalho.

variação das distâncias de ligação, bem como do ângulo de ligação e ângulo de diedro. Os dados comparativos são apresentados nas tabelas a seguir.


1Billaud, D.; Henry, F. F.; Willmann, P. J. Power Sources, 54, 383−388 (1995) 2Okamoto, Y. J. Phys. Chem. C. 118, 16-19 (2014). 3Hasegawa, M. e Nishidate, K. Physical Review B 70, 205431 (2004)

Introdução

Parte Teórica

Conclusões

Agradecimentos


Nível Convergência Distância Entre Folhas

(Å)

Energia

Kcal mol-1

PM6

SIM

(“keywords” adicionais)

3.627

359.56

PM7

SIM

3.508

301.80

Distância Li-C

(Å)

Energia

Kcal mol-1

Distância Entre Folhas

(Å)

Folhas

2.48

441.50

3.80

Livres

2.46

464.04

3.05

Travadas*




Química Para um Mundo Melhor Estudo da preparação de nanopartículas de WO3 em forno de microondas através do reaproveitamento de filamentos de lâmpadas incandescentes

João M. A. Leite (PG)1*, Rodolfo T. Ferreira (PG)1, Jarem R. Garcia (PQ)1

1 Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil. * [email protected] Palavras-chave: Nanopartículas de WO3, microondas

Nanomateriais de metais, semicondutores e óxidos de metais tem um grande interesse científico pois os mesmos podem apresentar propriedades físicas e químicas as quais não são observadas em seus homólogos não- nanoestruturados. Com a nanoestruturação do WO3, por exemplo, consegue-se um melhoramento das atividades funcionais do material, assim como lhe proporciona propriedades únicas, sendo que destas a mais intrigante são suas propriedades ópticas como eletrocromismo, fotocromismo e fotocatálise (1,2). O seguinte trabalho objetivou sintetizar nanopartículas de WO3 pelo método de condensação de gás, aquecendo-se, em forno de microondas, filamentos de tungstênio oriundos de lâmpadas incandescentes inutilizadas; assim como verificar no que a variação da potência de operação do forno influenciaria nas propriedades químicas e físicas dos materiais obtidos.

comprovaram que houve, de fato, formação de WO3. Os resultados de UV-Vis comprovaram que os materiais sintetizados possuíam características diferentes, uma vez que se obteve diferentes bandas de absorção (bandgap) para os mesmos. Relacionando-se os resultados de UV- Vis com as análises de DLS conseguiu-se provar que conforme a diminuição da energia utilizada na síntese, houve também a diminuição do tamanho de partícula levando ao aumento do bandgap do material obtido, sendo isso comprovado pelas imagens de MEV. Segundo Zheng et al. em WO3 nanoestruturados há, geralmente, um aumento no bandgap conforme a redução do tamanho de partícula. A Tabela 1 apresenta os valores de bandgap e o tamanho médio de partícula dos materiais sintetizados, podendo nela ser observado que houve, de fato, a diminuição do tamanho de partícula conforme o aumento do bandgap das nanopartículas de WO3.

Tabela 1. Bandgap e tamanho de partícula do WO3

As sínteses dos materiais foram realizadas aquecendo- se, em um cadinho, filamentos de tungstênio num forno de microondas por 30 s. Essas sínteses foram realizadas nas potências de 1200, 960 e 720 W. Os materiais obtidos foram caracterizados por UV-Vis, FTIR, EDS, MEV e DLS.

O tungstênio metálico é estável à temperatura ambiente, mas se torna susceptível à oxidação em temperaturas acima de 400 ºC, sendo essa temperatura facilmente alcançada no forno de microondas. O aquecimento dos filamentos de tungstênio levou à oxidação do metal, sendo observada uma intensa luz branca durante a reação. Ao término das reações obteve-se um pó de coloração amarela depositado no fundo e nas paredes laterais do

Do trabalho exposto concluiu-se que foi possível preparar nanopartículas de WO3 através do reaproveitamento de filamentos de lâmpadas incandescentes inutilizadas, sendo ainda que as caraterísticas físicas (tamanho de partícula, estrutura cristalina, bandgap) destas partículas variaram de acordo com a quantidade de energia fornecida ao sistema durante as sínteses realizadas, fato esse confirmado pelas análises de UV-Vis, MEV e DLS.

GGAETS, CAPES, CNPQ, FUNDAÇÃO ARAUCÁRIA

cadinho. Esses materiais são, na verdade, nanopartículas de WO3, as quais, devido à alta temperatura e à presença de oxigênio (O2), foram evaporadas da superfície do metal. Como as sínteses foram realizadas em diferentes potências de operação do forno (1200, 960 e 720 W), variou-se, consequentemente, a quantidade de energia fornecida (36, 28,8 e 21,6 kJ, respectivamente) à cada síntese realizada, obtendo-se, assim materiais com diferentes características. As análises de EDS e FTIR

1 ZHENG, H.; OU, J. Z.; STRANO, M. S.; KANER, R. B.; MITCHELL, A.; KALANTAR-ZADEH, K. Nanostructured tungsten oxide – properties, synthesis, and applications. Advanced functional materials, v.21, p.2175- 2196, 2011.

2 ZHAO, Z.; MIYAUCHI, M. Shape modulation of tungstic acid and tungsten oxide hollow structures. The journal of physical chemistry C, v.113, p.6539– 6546, 2009.


Parte Experimental

Conclusões

Agradecimentos

Introdução


Potência (W) Bandgap (eV) Tamanho médio (nm) 1200 3,02 313,2 960 3,12 246,0 720 3,21 210,2






Introdução

Parte Experimental

𝐠

𝐠

𝐠

��

�𝐱𝐢

��

Estudo comparativo do valores de band gap experimentais e teóricos dos

compostos IND derivados do corante índigo.

Karine C. C. W. dos S. Klider (PG)1*, Alexandre C. Júnior (PQ)

2, Wouter Maes (PQ)

3, Jarem R. Garcia (PQ)

1.

1 Departamento de Química/Pós –Graduação em Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG – PR – Brasil.

2 Departamento de Física, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG – PR – Brasil.

3 Departamento de Ciências, Hasselt Universiteit, UHASSELT – Hasselt – Bélgica.

Palavras-chave: Índigo, small-molecule, band gap. velocidade da luz no vácuo. O band gap eletroquímico (𝑬𝐄𝐂)

foi calculado através dos potenciais iniciais de ��) e oxidação (𝐄��) obtidos pelas medidas O corante índigo é um dos mais conhecidos e a muito redução

(𝐄��

�𝐱𝐢

tempo utilizados em tingimentos. Trata-se de um corante de fácil acesso, podendo ser extraído da natureza ou sintetizado, e de baixo custo. Neste trabalho, a alta capacidade de absorção de luz, aliado às propriedades aceptoras de elétrons do corante índigo, tornaram-se atrativos para a preparação de compostos do tipo doador/aceptor de elétrons ligados covalentemente entre si. Compostos do tipo doador/aceptor, conhecidos por small-molecules (SM), tratam-se de moléculas conjugadas que surgem como materiais alternativos aos polímeros condutores, devido a características como mais fácil preparação e purificação, além de apresentarem uma estrutura definida (muitas vezes planar), e maior solubilidade. A principal características das moléculas do tipo SM é o aumento do tempo da transferência de carga interna, que motiva importantes grupos de pesquisa a preparar e aplicar moléculas conjugadas como camada ativa em dispositivos fotovoltaicos orgânicos (OPV), diodos orgânicos transmissores de luz (OLED), ou transistores orgânicos por efeito de campo (OFET) a fim de aumentar suas eficiências. Compostos do tipo doador/aceptor foram preparadas neste trabalho, a partir da modificação do corante índigo com unidades de tiofeno. Suas propriedades ópticas e eletroquímicas foram comparadas com os resultados calculados por simulação computacional, a fim de se obter os valores do band gap das moléculas geradas e identificar na molécula a porção doadora e aceptora de elétrons.

de voltametria cíclica dos compostos. Sabendo-se que 𝑬𝐄𝐂=HOMO-LUMO, utilizou-se as relações empíricas

entre os potenciais eletroquímicos e o nível de vácuo,

descritas por Brèdas (1983)2: HOMO(eV)=-( 𝐄�� +4,4)

e LUMO(eV)=-( 𝐄�� + 4,4). Já os valores de band gap teóricos(𝑬𝑻) foram calculados por TD-DFT (Teoria do

Funcional da Densidade dependente do tempo) através de simulação computacional usando o método semi- empírico PM3 aliado à combinação b3lyp/6-31+G(d,p).

Figura 1. Estrutura dos compostos 1, 2 e 3.

A Tabela 1 lista os diferentes valores de band gap dos compostos 1, 2 e 3 obtidos teórica e experimentalmente.

Tabela 1. Valores de band gap teórico e experimental dos

compostos T-IND (1), EHT-IND (2) e DHT-IND (3).

A modificação do corante índigo ocorreu pela adição de unidades de tiofeno nas laterais da molécula, de acordo com o trabalho de He e colaboradores (2014)

1. Foram

preparados três compostos derivados do índigo, com diferentes quantidade de unidades de tiofeno laterais: T- IND (1), EHT-IND (2) e DHT-IND (3), sendo que todos apresentaram a estrutura central IND, de acordo com a Figura 1. O band gap óptico (𝑬𝐠 ) das moléculas foi estimado de acordo com o comprimento de onda do

inicio da absorção (onset) no espectro de absorção na

O aumento da quantidade de unidades de tiofenos nas laterais da estrutura IND possibilitou a diminuição dos valores de band gap, tornando a molécula mais estável através da diminuição dos valores de HOMO. Na simulação computacional, os tiofenos destacaram-se na geometria HOMO da molécula, corroborando com os resultados experimentais.

UEPG, DOQAS, CAPES, CNPq, UHasselt, GGAETS. região do UV-Vis, através da relação Eg (eV)=(h.c)/onset, 1 He, Bo; et al. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136 (42), 15093–15101. no qual h corresponde à constante de Planck e c à 2 Bredas, J. L., et al. J. Am. Chem. Soc. 1983, 105, 6555–6559.

Conclusões

3 1 2


Agradecimentos

Comp. onset

(nm)

�� 𝑬𝐠

(eV)

HOMO (eV)

LUMO (eV)

𝐄𝐂 𝑬𝐠

(eV)

𝑻 𝑬𝐠

(eV)

1 620 2,00 -5,71 -3,98 1,73 2,16 2 716 1,73 -5,45 -3,93 1,52 2,11 3 756 1,64 -5,42 -3,97 1,45 1,83

Introdução


+




O EMPREGO DO CITRATO NA OBTENÇÃO DE FILMES DE AUNPs PELA TÉCNICA LBL Karla Mayara C. Arias*1 (IC), Cristiane A. Erdmann1 (PQ), Giselle N. Calaça1 (PQ), Karen Wohrath1 (PQ) karlamayaracorrea@gmail,com 1 Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil. Palavras-chave: Silano,Técnica layer by layer; Nanopartícula de ouro

(SiAuNPs/Cit)n, para que o grupo carboxilato esteja na parte externa onde futuramente por meio da ativação

A técnica layer-by-layer (LbL) consiste na imersão alternada de um substrato em polieletrólitos carregados. A partir desta técnica se obtem o controle de superfície e agregação de nanopartículas metálicas1. A agregação dos AuNPs pode ser controlada alterando o tempo de imersão do substrato, o número de ciclos de deposição nos filmes LbL e a escolha do polieletrólito de carga oposta. Neste trabalho utilizou-se citrato de sódio como poliânion (cit) e o híbrido carregado positivamente formado entre as AuNPs estabilizadas no polímero cloreto de 3-n-propil-piridínio-silsesquioxano (SiPy+Cl-)2, para a construção de filmes LbL (SiAuNPs/Cit)6. A escolha do grupo carboxilato na parte externa do filme deve-se à possibilidade da ativação eletroquímica para que possa formar ligações amidas com biomoléculas, como antígenos e anticorpos.

O híbrido SiAuNPs foi obtido pela mistura das soluções do SiPy+Cl-, solução de AuCl4 e solução de NaBH4. No estudo da cinética de absorção dos crescimentos dos filmes LbL, usou-se como substrato o quartzo e avaliou- se o tempo de imersão necessário em cada polieletrólito. Neste estudo adotaram-se os tempos de 1,2,4,6,8 e 10 minutos e fixou-se o número de bicamadas (n) igual a 6 (“n” é o número de cada ciclo de deposição). Para o

crescimento do filme LbL o substrato de quartzo foi imerso no SiAuNPs por 1 min, posteriormente em água destilada, por 30s, feito a secagem, com um soprador térmico. Após imergiu-se este substrato em uma solução de cit por 1 min, em água por 30 segundos, e finalmente seco, havendo então a formação de uma bicamada. O mesmo procedimento para a obtenção dos filmes LbL foi realizado, porém utilizando-se diferentes tempos de imersão. Cresceram-se os filmes LbL com o melhor tempo de imersão, variando o número de bicamadas de 1 a 14.

eletroquímica com EDC/NHS possam formar ligações amidas com biomoléculas. Cresceram-se filmes com 6 bicamadas para otimizar o tempo de imersão do substrato nos polieletrólitos e observou-se que o melhor tempo de imersão foi de 8 min, pois, com esse tempo tem-se a maior absorbância das AuNPs. Na etapa seguinte cresceram-se os filmes LbL com 8 min e variou- se o número de bicamadas, onde observou-se que há uma saturação do crescimento do filme em 9 bicamadas, não havendo mais interações entre os polieletrólitos no filme. Na etapa seguinte escolheu-se 6 bicamadas para a caracterização espectroscópicas dos filmes. Nos espectros de UV-Vis do filme LbL (SiAuNPs/Cit)6 e nos filmes casting dos polieletrólitos observou-se um deslocamento das bandas para maiores comprimentos de onda no filme LbL (262 e 539 nm) em comparação ao SiAuNPs (259 e 520 nm), que é indicativo de que os grupos piridínicos do silano e o grupo COO- do citrato interagem eletrostaticamente. Nos espectros de FTIR do filme LbL (SiAuNPs/Cit)6 foram observadas as principais bandas dos precursores com pequenas alterações dos valores de número de onda. No filme casting SiAuNps a estrutura da rede Si-O-Si ocorre em 1036 cm-1, enquanto que no filme LbL esta banda é deslocada para 1017 cm- 1. Esses deslocamentos corroboram com os resultados de UV-Vis confirmando a natureza eletrostática dos polieletrólitos incorporados no filme LbL.

Conclui-se que o citrato de sódio aliado ao SiAuNPs são polieletrólitos promissores para a formação de filmes LbL, pois os polieletrólitos interagem eletrostaticamente. Esta atração eletrostática será utilizada para comprovar possível efeito sinérgico nas aplicações como biossensores.

UEPG, C-Labmu/UEPG, Fundação Araucária

Para confirmar a presença das AuNPs suspensas em silano, medidas de absorção na região do ultravioleta- visível foram realizadas, e observou-se que houve a redução do sal de ouro formando nanopartículas de ouro. Após estudou-se o crescimento de filmes finos pla técnica LbL, obteve-se a plataforma na sequência

1 Kawasaki, H et al. Anal. Chem. 2008, 80, 7524–7533. 2Gushikem, Y.; Alfaya,R.V.S.; Alfaya, A.A.S. Preparation process of 3- npropylpyridiniumsilsequioxane bonded to a silsesquioxane strutcture. Patent INPI No. PI9803053-1, 1998.


Parte Experimental

Conclusões

Agradecimentos




Heterojunções n-ZnO/p-BaTiO3: descrição do processo de condução

eletrônica e origem das propriedades ferroelétricas

Luis H. da S. Lacerda (PG)a, Renan A. P. Ribeiro (PG)

a, Alexandro Camilo Jr. (PQ)

b, Sérgio R. de Lazaro (PQ)

a.

1

Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, Paraná, Brasil. 2

Departamento de Física, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, Paraná, Brasil.

Palavras-chave: heteroestrutura, ferroelétrico, DFT.

Dentre os materiais semicondutores com maior aplicação tecnológica, destacam-se o ZnO e o BaTiO3

(BTO). Embora apresentem excelentes propriedades, tais materiais são empregados também da forma de heterojunções (HJ), uma vez que estas apresentam propriedades ainda mais interessantes para aplicação tecnológica. Particularmente, a HJ ZnO/BTO é amplamente investigada na literatura; contudo, a origem das propriedades eletrônicas, ópticas e ferroelétricas para esse interface ainda não foi

identificada.1-2

No presente trabalho, investigou-se a HJ formada entre esses materiais afim de determinar a origem das propriedades observadas para essa HJ.

Para investigação da HJ n-ZnO/p-BTO realizou-se a investigação dos materiais ZnO e BTO separadamente. Em seguida, investigou-se a substituição dos átomos de Zn na estrutura do ZnO por átomos de Ba (ZnO:Ba) bem como a substituição dos átomos de Ba por átomos de Zn na estrutura cristalina do BTO (BTO:Zn). Para cada um dos materiais obtidos, avaliou-se as propriedades, eletrônicas, estruturais e ferroelétricas. Posteriormente, investigou-se o encaixe entre os níveis eletrônicos das bandas de Valência (BV) e bandas de Condução (BC) entre os materiais para composição da HJ. Todos os modelos foram investigados através do software CRYSTAL09 empregando a Teoria do Funcional de Densidade (DFT) junto ao funcional híbrido B3LYP.

Os resultados observados para os modelos ZnO:Ba e BTO:Zn indicam que a substituição de átomos não afeta a simetria da estrutura cristalina (Tabela 1); de tal modo, a compatibilidade entre as estruturas cristalinas de ambos os materiais é preservada. Da mesma forma a avaliação das propriedades eletrônicas e óptica mostra que a substituição de cátions causa a diminuição do

formação desses materiais na região de interface em decorrência da substituição de átomos é indicada também pelas propriedades ferroelétricas da HJ. Isso porque a investigação das propriedades ferroelétricas para todos os materiais mostra que a substituição de átomos aumenta as propriedades ferroelétricas para os materiais. Consequentemente, a diferença de polarizabilidade entre as duas regiões da interface é intensificada, uma vez que o efeito da substituição sobre as propriedades ferroelétricas é maior nos materiais BTO com átomos de Zn. De tal modo, a barreira de potencial oriunda da diferença de polarizabilidade entre as duas regiões da interface é formada. Tabela 1. Resultados estruturais para os materiais ZnO,

ZnO:Ba, BTO e BTO:Zn.

Lattice parameters

a (Å) b (Å) c (Å) α (º) β (º) γ (º)

BTO e BTO:Zn

ZnO e ZnO:Ba

0,0 3,266 3,266 5,279 90 90 120 6,25 3,325 3,338 5,324 90 90,118 120,121 12,5 3,364 3,399 5,464 90 90,060 120,346 25,0 3,503 3,443 5,691 90 92,168 119,429

Os resultados para os modelos propostos indicam que os materiais que apresentam átomos de Zn e Ba substituídos compõe a região de interface da HJ na forma de níveis de energia intermediários.

Os autores agradecem ao CNPq, CAPES, UEPG e

Fundação Araucária.

band-gap (Eg) para ambos os materiais. De tal modo, os níveis de energia intermediários são criados na região de interface. Esses níveis de energia são responsáveis pelo aprimoramento das propriedades eletrônicas e óptica observados, uma vez que favorecem o processo de condução, bem como diminuir a energia gasta no processo de recombinação do par elétron-buraco. A


1 Avrutin, S.-J. Cho and H. Morkoç, Journal of Applied Physics, 2005, 98,

041301.

2 R. A. Evarestov and A. V. Bandura, Journal of Computational Chemistry, 2012, 33, 1123.

Agradecimentos


Introdução

Conclusões


0 4,0141 4,0141 4,0891 90 90 90 6,25 4,0047 4,0047 4,0598 90 90 90 12,5 3,9972 3,9972 4,0181 90 90 90 25 3,9699 3,9699 4,0216 90 90 90

Introdução





Química Para um Mundo Melhor Influência da pressão hidrostática sobre a fase magnética do BiFeO3: um estudo teórico

Luis H. da S. Lacerda (PG)a, Renan A. P. Ribeiro (PG)a, Alexandro Camilo Jr. (PQ)b, Sérgio R. de Lazaro (PQ)a

1 Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, Paraná, Brasil. 2 Departamento de Física, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, Paraná, Brasil.

Palavras-chave: bulk modulus, multiferroísmo, spintrônicos.

Atualmente, os materiais tecnológicos emergentes são chamados de materiais inteligentes; tais materiais são caracterizados pela sua alta sensibilidade e capacidade de adaptar-se a estímulos externos. Uma das classes de materiais que tem atraído o interesse de pesquisadores nos últimos anos é a dos materiais multiferróicos, sendo estes considerados a próxima geração de materiais para desenvolvimento de dispositivos inteligentes. O multiferroísmo consiste na existência simultânea de ordenamento magnético e propriedades ferroelétricas ou ferroelásticas em uma mesma fase cristalina do material. Dentre esses materiais, o BiFeO3 (BiFe) destaca-se como o material com maior número de estudos e aplicações devido suas excelentes propriedades sob condições ambientes.1 No presente trabalho, a estabilidade das propriedades magnéticas do BiFe sob pressões hidrostáticas foi avaliada por meio de método teórico-computacional.

O BiFe na estrutura cristalina R3c foi investigado considerando os ordenamentos ferro e antiferromagnético com base nos valores de J. Posteriormente, as propriedades eletrônicas e estruturais da fase magnética mais estável foram avaliadas. Da mesma forma, os efeitos da pressão hidrostática sobre as propriedades magnéticas do BiFe foi avaliado por meio da investigação das propriedades elásticas do material. Todos os modelos foram investigados através do software CRYSTAL09 empregando a Teoria do Funcional de Densidade (DFT) junto ao funcional híbrido B3LYP.

Os resultados obtidos indicam o ordenamento antiferromagnético como a fase mais estável para o material BiFe, conforme relatado por resultados da literatura. Os parâmetros de rede calculados foram a = 5,627 Å e c = 14,163 Å e encontram-se em concordância com os valores observados na literatura.2 No caso das

a investigação das propriedades elásticas através da análise de bulk modulus para ambas as fases magnéticas. Conforme observado na Figura 1, a aplicação de pressão hidrostática sobre o material não apresenta influência sobre o ordenamento magnético, uma vez que não é observada a transição de fase entre as fases.

Figura 1. Resultados de EOS para o BiFeO3 nas fases ferromagnéticas e antiferromagnética.

O BiFe apresentou ordenamento antiferromagnético sob condições ambientes. Os resultados obtidos para as propriedades magnéticas, eletrônicas e estruturais do BiFe estão em concordância com os resultados experimentais presentes na literatura. Ademais, os estudos de propriedades elásticas para ambas as fases magnéticas do BiFe indicam que pressões hidrostáticas não afetam o ordenamento magnético do material na estrutura R3c.

Os autores agradecem ao CNPq, CAPES, UEPG e Fundação Araucária.

propriedades eletrônicas, observou-se um band-gap (Eg) de 2,97 eV para o BiFe; esse valor observado indica a interação desse material com radiações na faixa do Visível do espectro eletromagnético. O Eg observado justifica a aplicação desse material no desenvolvimento de dispositivos eletrônicos e ópticos. Após a determinação das propriedades do material, realizou-se Universidade Estadual de Ponta Grossa - 2016

1 H. Tian, X-Y.Kuang, A.-J. Maio, H.-J, Zhao, H. Li, F.-G. Kuang. Solid State Communications, 2015, 203. 2 E. Heifets, E. A. Kotomin, A. A. Bagaturyants and J. Maier. The Journal of Physical Chemistry Letters, 2015, 6.

Conclusões

Agradecimentos




-1

Variação do Potencial Zeta da Argila Montmorilonita e do Lutito Barro Branco

em Diferentes Meios

Michel A. Pasqualin¹ (PG)*, Daniel J. Pochapski¹ (IC), Carlos A. P. Almeida¹ (PQ)

[email protected]

1Universidade Estadual do Centro-Oeste, Setor de Ciências Exatas e da Terra, Departamento de Química,

Grupo Lapeci. Rua Simeão Varela de Sá, 03, Vila Carli, 85040-080-Guarapuava, Paraná

Palavras-chave: Potencial Zeta, surfactantes

A maioria das partículas quando em contato com líquidos adquirem uma carga superficial. Essa carga superficial pode ser medida através da análise do potencial zeta, , que está localizado entra a superfície e a solução. Variando-se o pH e utilizando modificadores de superfície como surfactantes pode medir-se a propensão de uma superfície tornar-se neutra, positiva ou negativamente carregada.

O Lutito Barro Branco (LBB) utilizado neste experimento é um mineral formado basicamente por óxidos de alumínio (Al2O3) e de silício (SiO2), obtido na Mina Esperança, Treviso – SC. A argila montmorilonita utilizada, é um argilomineral formado por silicatos hidratados de alumínio e manganês, adquirida comercialmente pela companhia Agatec Engenharia, Florianópolis – SC. As suspensões foram preparadas com argila montmorilonita e LBB em soluções de cloreto

de potássio (KCl) a 10-3

mol.L e surfactantes, dodecil sulfato de sódio (SDS) e brometo de hexadeciltrimetil amônio (HTABr) em diferentes concentrações

-1

Na figura 2 é possível observar a mudança na carga

superficial da argila montmorilonita e do LBB com

surfactante catiônico HTABr. A adsorção de HTABr em

pequenas concentrações não altera a carga superficial

da argila e do LBB de forma significativa, a partir de

concentrações maiores a superfície desses minerais

tornam-se carregas positivamente alcançando o ponto

isoelétrico em para a argila e para o LBB. O surfactante

aniônico SDS é possível notar quem em concentrações

mais baixas a carga superficial não teve variação. No

entanto a partir de houve uma queda brusca no

potencial zeta devido a adsorção da parte hidrofóbica

do SDS com a superfície da argila e do

LBB.

Figura 2. Variação do ζ da Argila e do LBB modificados

com surfactantes em diferentes meios.

mol.L . A análise do potencial foi feita no aparelho ZetaSizer Nano ZS da Malvern,

Na figura 1 pode ser observado a variação do potencial zeta da argila montmorilonita e do LBB com o pH do meio, ambos apresentaram valores negativos de ζ em toda a faixa de pH. A carga superficial negativa aumenta com o aumento do pH devido a densidade de íons adsorvidos na superfície.

Figura 1: Variação do ζ da Argila e do LBB com o pH.


A carga superficial negativa é uma característica de minerais formados por Si e Al. O HTABr é um surfactante catiônico, quando adsorvido na superfície desses minerais muda sua carga negativa para positiva. O SDS por ser aniônico tem baixa interação com a superfície da argila e do LBB que tem carga negativa, a queda no potencial zeta é devido à adsorção por afinidade de sua parte hidrofóbica com a superfície do mineral.

UNICENTRO, LAPECI e CAPES

1

Cottet, L.; Almeida, C.A.P Adsorption Characteristcs of montmorillonite clay

modified with iron oxide with respect to methylene blue in aqueous medium,

Applied Clay Science, V.95, p.25-31, 2014.

²Santos, A. dos; Ameida, C.A.P. Removal of astrazon blue dey from aqueous

media by a low-cost adsorbent from coal mining. Desalination and Water

Treatment, p.1-13, 2016

Introdução

Parte Experimental

Agradecimentos


Conclusões





Design Teórico de Perovskitas Dielétricas livres de Chumbo: SnZr0,5Ti0,5O3 e

suas propriedades

Renan. A. P. Ribeiro1 (PG), Alexandre Camilo Jr.1 (PQ), Sérgio R. de Lazaro1 (PQ),

*[email protected]

1 Grupo de Simulação Molecular, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

Palavras-chave: DFT, PZT, SZT

Ti/Zr em relação à posição central, causando a modificação do número de coordenação ao redor do

O titanato-zirconato de chumbo (PbZr0,5Ti0,5O3 - PZT) é uma cerâmica com estrutura perovskita (ABO3) de ampla aplicação tecnológica na indústria eletrônica devido, principalmente, as propriedades dielétricas e piezoelétricas1,2 No entanto, inúmeros estudos discutem os numerosos problemas ambientais relacionados a elevada de toxicidade em óxidos baseados em chumbo. Dessa forma, o desenvolvimento de materiais isentos de chumbo com desempenho dielétrico comparável, ou até mesmo melhor que o PZT, tem atraído elevado interesse cientifico e tecnológico nos últimos anos. Uma alternativa promissora consiste na substituição dos cátions Pb2+ por espécies isocatiônicas como Ba2+, Sr2+ e Sn2+, onde a substituição dos cátions A não interfere no efeito estereoativo dos pares de elétrons localizados nos orbitais s, fundamental para o surgimento das componentes dielétrica e piezoelétrica em materiais ABO3. Nesse estudo, simulações computacionais foram utilizados para investigar as propriedades estruturais e eletrônicas da composição SnZr0,5Ti0,5O3 (SZT) visando sua potencial aplicação em dispositivos dielétricos.

Simulações Computacionais baseadas na Teoria do Funcional de Densidade foram desenvolvidas com o funcional PBE0 implementados no software CRYSTAL09.3 Os materiais PZT e SZT foram investigados utilizando uma supercélula 2x2x2 (40 átomos) considerando que metade dos átomos de Ti foram substituídos por Zr (50/50 - Ti/Zr). As propriedades estruturais e eletrônicas foram avaliadas a partir da otimização das posições atômicas e parâmetros de rede em relação à energia total do sistema. Os tensores dielétricos foram obtidos a partir da Teoria da Perturbação aplicada aos Hamiltonianos de Kohn- Sham.3

cátion central ([BO6]x ↔ [BO5.VOx]x). Resultados

eletrônicos foram discutidos a partir das análises dos perfis de Densidade de Estados (DOS) e Estrutura de Banda, indicando que o efeito eletrônico associado aos átomos de Sn está localizado no mínimo da banda de condução, resultando em um menor valor de band-gap (3,03 eV) em comparação ao PZT (3,78 eV), possibilitando a aplicação em dispositivos ópticos. Os mapas de densidade eletrônica mostram uma maior concentração de carga sobre as ligações Sn-O, induzindo maior polarização espontânea ao longo do eixo Ti-O-Zr. Os valores para as propriedades dielétricas obtidas para o SZT indicam uma menor componente dielétrica em comparação ao PZT porque há maior mobilidade dos átomos de Sn e a redução da assimetria da densidade eletrônica nos octaedros BO6.

Figura 1. Mapas de Densidade Eletrônica obtidos para os

materiais (a-d) PZT e (e-h) SZT.

Os resultados indicam que apesar do potencial dielétrico inferior, a perovskita SZT é uma excelente candidata para dispositivos elétricos e ópticos livres de chumbo.

Os resultados estruturais indicaram que a substituição isocatiônica dos átomos de Pb2+ por Sn2+ induz uma contração dos clusters AO12, resultando em um maior

Os autores agradecem a UEPG, Capes e Fundação Araucária.

caráter covalente para as ligações Sn-O, quando 1 C. Nguyen, et al., Thin Solid Films, 2014, 556, 509 – 514. comparadas as ligações Pb-O. Em relação aos octaedros AO6 foi possível observar os efeitos de ordem- desordem associados ao deslocamento dos átomos de


² R. E. Cohen, Nature, 1992, 358, 136–138.

³ Dovesi, R., et. al. Zeitschrift für Kristallographie, 2005, 220, 571.


Conclusões

Introdução



Introdução





Química Para um Mundo Melhor Modelagem Computacional aplicada a extração de Petróleo: Nanopartículas de SiO2 e a molhabilidade do Óleo Renan. A. P. Ribeiro1 (PG), Lucas S. de Lara2 (PQ), Alexandre Camilo Jr.2 (PQ), Sérgio R. de Lazaro1 (PQ), *[email protected] 1 Grupo de Simulação Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil. 2 Departamento de Física, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

Palavras-chave: DFT, nanopartículas, petróleo

Nos últimos anos, inúmeros estudos têm sido desenvolvidos para elucidar os efeitos associados a presença de nanopartículas em interfaces fluido-fluido, uma vez que o controle desses comportamentos é fundamental para diversas aplicações tecnológicas, principalmente, na área de combustíveis fósseis, onde tais interfaces controlam os mecanismos de recuperação avançada de petróleo e remediação de vazamentos. Nesse aspecto, nanopartículas de SiO2 são de interesse particular devido a sua capacidade de agir como um aditivo de baixo custo na interface óleo/salmoura, reduzindo a tensão superficial e a viscosidade do óleo de forma a contribuir para extração do mesmo.1,2 Nesse estudo, métodos teórico-computacionais foram utilizados para investigar o efeito das nanopartículas de SiO2 nos mecanismos de molhabilidade e difusibilidade entre o óleo e fluidos binários.

A interface constituída pelas nanopartículas de SiO2, óleo e salmoura foi investigada através de simulações computacionais baseadas em Dinâmica Molecular Clássica (DM) e na Teoria do Funcional de Densidade (DFT) em nível quântico. Os efeitos de pressão, temperatura e concentração salina sobre as propriedades físico-químicas das diferentes interfaces entre a salmoura [(H2O+%(NaCl,CaCl2))/CO2], SiO2 e óleo foram investigadas a partir de simulações clássicas utilizando o software LAMMPS.³ As simulações periódicas foram realizadas em DFT utilizando o funcional PBE implementados no software CRYSTAL094.

Os resultados de perfis de densidade, taxa de acumulação e tensão superficial obtidos através da DM indicaram um acúmulo de espécies aromáticas próximo a interface óleo/salmora. Nesta interface observou-se um

mostrando um decréscimo da tensão interfacial com aumento da pressão, temperatura e salinidade, consequentemente, ocorreu a difusão de CO2 com maior facilidade para a fase óleo; enquanto que, as espécies aromáticas acumulam-se em torno das nanopartículas.

Figura 1. Estrutura otimizada para as adsorções moléculas de (a) CO2 e (b) benzeno sobre superfícies de SiO2. Esse comportamento foi entendido com simulações periódicas utilizando superfícies de SiO2, onde moléculas de CO2 e Benzeno (óleo) foram adsorvidas. Os resultados obtidos indicaram uma maior energia de adsorção para as espécies aromáticas (Eads = -0,93 eV) em comparação as moléculas de CO2 (Eads = -0,46 eV), devido as ligações de hidrogênio formadas entre os anéis π e os grupos silanóis (Si-OH). Esses comportamentos foram comprovados a partir da análise da estrutura eletrônica dos modelos, onde observou-se uma maior concentração de carga para as interações silanol- π comparado a silanol-CO2.

Os resultados indicam que a presença de nanopartículas de SiO2 afetam a tensão interfacial entre salmoura/CO2/óleo de forma a alterar a molhabilidade do óleo resultando em aplicações potenciais na extração de Petróleo.

Os autores agradecem a UEPG, Capes, Fundação Araucária, GSQ e CENAPAD.

aumento da tensão interfacial a partir do aumento da 1 Lara, L.S., Rigo, V.A. and Miranda, C.R., Journal of Physical Chemistry C, pressão e concentração salina, facilitando o deslocamento do óleo. Entretanto, considerando a presença de CO2, observou-se que as moléculas do gás difundem rapidamente no óleo formando uma interface óleo/CO2 com a salmoura. Assim sendo, as nanopartículas de SiO2 foram adicionadas ao modelo Universidade E s tadual de P onta Grossa - 2016

2016, 120 (12), 6787. ² Lara, L.S., Michelon, M. F. and Miranda, C.R., Journal of Physical Chemistry B. 2012, 116, 14667. ³ Thompson, A. P.; Plimpton, S. J.; Mattson, W. Journal of Chemical Physics, 2009, 131, 154107. 4 Dovesi, R., et. al. Zeitschrift für Kristallographie, 2005, 220, 571.

a) b)

Conclusões

Agradecimentos





Introdução

Parte Experimental


Conclusões

-1

Modificação de espuma de níquel com óxido de grafeno preparado via rota de

exfoliação eletroquímica.

Rodolfo T. Ferreira (PG)1, Gustavo Marciniuk (PG)

1, Alex V. Pedroso (PG), Mauro C. Lopes (PQ)

2, Lucas S. de

Lara (PQ), Jarem R. Garcia (PQ)1.


2 Departamento de Química, Universidade Estadual do Centro-Oeste, UNICENTRO, PR, Brasil.

Palavras-chave: Espuma de níquel, esfoliação eletroquímica, óxido de grafeno, corrosão.

oxidada. O deslocamento para potenciais mais positivos,

Das diversas formas de preparo de óxido de grafeno (OG) existentes na atualidade, destaca-se a esfoliação eletroquímica. Esta metodologia de preparo proporciona melhor controle das características do produto de esfoliação. Neste contexto, o estudo do processo de formação de filmes exibe papel importante para as mais diversas aplicações como: recobrimentos anticorrosivos, dispositivos luminescentes e dispositivos armazenadores de energia. Assim, o presente trabalho objetiva o estudo da formação do filme de óxido de grafeno, preparado via exfoliação eletroquímica, em superfícies de espuma de níquel.

O preparo do óxido de grafeno exfoliado via eletroquímica

foi realizado a 8 V em MgSO4(aq) 0,070 mo L a partir de grafite oriundo de pilhas Leclaché. O material resultante foi purificado. As espumas de níquel (Ni Foam) foram cedidas, gentilmente, pelo Prof. Dr. Mauro C. Lopes da DeQuim/UNICENTRO. O óxido de Ni presente na Ni Foam

foi dissolvido em HCl 3 mol L-1

, 25°C e 25 min. A modificação das Ni Foam deram-se em DMF sob refluxo de 48 h. A Ni Foam com óxido de grafeno reduzido foi preparada via rota eletroquímica em 5 V e NaOH 0,12 mol

L-1

por 24 h. As imagens SEM-FEG foram realizadas com feixe 20 – 25 kV. O Raman foi realizado em laser 532 nm.

Realizaram-se curvas de Tafel em NaCl 0,1 mol L-1

com OCP de 3 h vs. Ag/AgCl e auxiliar de Pt°.

dos processos inerentes à interface eletrodo-solução Ni/rOG, indica passivação da superfície e está de acordo com resultados encontrados pela literatura em outros

sistemas.[1]

Ambas as superfícies Ni/OG e Ni/rOG, se comparadas com a superfície oxidada de níquel (Ni Foam oxidada) apresentaram deslocamentos de para regiões mais negativas de Ecorr potencial. Este fato indica que os

recobrimentos estudados são inibidores de corrosão menos eficientes que a superfície oxidada de Ni. No entanto, como mecanismo reacional desta interface ainda é desconhecido não é possível afirmar com certeza se o processo observado para as interfaces Ni/OG e Ni/rOG é devido à dissolução de Ni ou uma reação entre o filme de OG e rOG com o meio.

Figura 1 – Imagens SEM-FEG: (a) Ni foam, (b) Ni/OG.

Figura 2 – (a) Curvas de Tafel para Ni Foam, Ni Foam

oxidada, Ni/OG e Ni/rOG, (b) Espectros Raman para OG, Ni Foam oxidada e Ni/OG.

2,0

1,5

1,0

0,5

0,0

A verificação da formação de óxido de grafeno via exfoliação eletroquímica foi realizada via Raman (Figura 1). Através da SEM-FEG, observou-se a incorporação de partículas de grafeno à superfície de Ni na forma de uma película fina (Figura 1a e 1b). A formação do filme também foi observada por espectroscopia Raman (Figura 1)

-0,5

-1,0

-1,5

-2,0

-2,5

-3,0

-0,7 -0,6 -0,5 -0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0,0 0,1 0,2

E (V) vs. Ag/AgCl 0 1000 2000 3000 4000

Deslocamento Raman (cm-1)

através da presença das bandas D (1.350 cm-1

), G (1.535 cm

-1) e 2D (2.685cm

-1) características do óxido de grafeno.

As curvas de Tafel revelaram (Figura 2), através da alteração do Ecorr de cada superfície, que o filme de espuma de níquel com óxido de grafeno (Ni/OG) descolocou o Ecorr para potenciais mais negativos relativos ao Ecorr da Ni Foam e Ni Foam oxidada. Este

Observou-se a deposição de OG em superfície de Ni. Os recobrimentos, quando oxidados, induem, possivelmente, a superfície à dissolução. Quando reduzidos, conferem a princípio, efeitos de inibição à corrosão por NaCl.

UEPG, DeQuim, Doutorado em Química/UEPG, Fund. Araucária, CAPES, CNPQ, GGAETS.

comportamento ainda é objeto de estudo. No entanto, quando reduz-se a superfície Ni/OG à Ni/rOG, observa-se o descolamento do Ecorr para potenciais mais positivos que o Ecorr da Ni Foam e menos positivos que os da Ni Foam


1Chaudhry, A.U.; Mittal, V.; Mishra, B.; Materials Chemistry and Physics, 2015,

163, 130-137.

Agradecimentos

a b

b D G Óxido de Grafeno

OG depositado em Ni Foam

Ni Foam

2D

a

Ni Foam Ni Foam oxidada

Ni/OG

Ni/rOG

log (

i/A

)

Inte

nsid

ad

e (

u.a

.)





Emprego de Amostragem em Suspensão na Quantificação Direta de Íons

Metálicos em Iogurte Utilizando Espectrometria de Absorção Atômica

Camila Kulek de Andrade1* (PG), Patrícia Micaelle Klack de Brito1 (PG), Jucimara Kulek de Andrade2 (PG),

Vanessa Egéa dos Anjos2 (PQ), Sueli Pércio Quináia1 (PQ). *[email protected]

1 Departamento de Química, Universidade Estadual do Centro-Oeste, UNICENTRO, PR, Brasil. 2 Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

Palavras-chave: Análise direta, iogurte, metais traço.

Introdução

O iogurte é um alimento amplamente consumido, principalmente por crianças e idosos, sendo que o mesmo pode fornecer diversos íons metálicos para a dieta humana1. Essas espécies metálicas, dependendo da concentração e da sua distribuição (especiação) na matriz alimentar, podem ou não apresentar funções biológicas no organismo humano. Na determinação de íons metálicos em matrizes complexas como o iogurte, é necessário realizar a destruição da matriz orgânica do mesmo para facilitar a determinação do analito de interesse. No entanto, o uso de procedimentos tradicionais de tratamento de amostra (digestão via seca ou via úmida), podem ser fontes de contaminação da amostra e perda do analito de interesse2. Nesse sentido, métodos de análise direta, a exemplo da amostragem em suspensão, representam uma alternativa analítica na determinação de metais em matrizes complexas, proporcionando uma redução de custo e tempo de análise3. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivo a quantificação direta de íons metálicos em iogurte, utilizando Espectrometria de Absorção Atômica com Chama (FAAS) ou Forno de Grafite (GF AAS).

Parte Experimental

Amostras de iogurte integral e natural foram utilizadas no estudo de otimização da amostragem em suspensão e foram adquiridas comercialmente nas cidades de Guarapuava e Ponta Grossa. As suspensões foram preparadas com iogurte (40 g L-1) disperso em HCl 0,2 mol L-1 (para Zn, Cu e Cr) e em HNO3 0,6 mol L-1 (para Pb e Cd), e agitação ultrassônica por 1 min. O método desenvolvido foi validado através da linearidade, limites de detecção (LD) e quantificação (LQ), precisão e exatidão. O método validado foi aplicado em amostras de iogurte brasileiro, contemplando diferentes marcas e sabores.


Para linearidade, avaliou-se curvas de padrão externo e

adição de padrão, sendo que para todos os metais os

coeficientes angulares foram similares entre as curvas

avaliadas. Isso indica que os metais podem ser

quantificados em iogurte utilizando curva com padrão

externo, o que aumenta a frequência analítica do método

e reduz o custo de análise. Além disso, a regressão linear

para as curvas analíticas foi significativa (Fregressão >>

Fcrítico), não sendo observada falta de ajuste para o modelo

adotado (Ffaj < Fcrítico). Valores adequados de LD e LQ

variaram de 0,4 (Cd) a 400 ng g-1 (Zn) e 1,4 (Cd) a 1300

ng g-1 (Zn), respectivamente. A precisão do método

desenvolvido foi avaliada por testes de repetitividade e

precisão intermediária. Neste caso, para todos os metais

avaliados foram encontrados valores de desvio padrão

relativo (RSD) menores que 6% para ambos os testes. A

exatidão do método desenvolvido foi avaliada através de

testes de adição e recuperação, verificando-se neste

caso, que a faixa de recuperação variou de 95 ± 6,7% a

112 ± 5,7% para todos os metais avaliados. Sendo assim,

de modo geral, pode-se dizer que o método desenvolvido

para quantificação direta de íons metálicos em iogurte é

considerado preciso e exato, pois os valores obtidos nos

testes estão de acordo com os limites apresentados pela

literatura. A aplicação do método desenvolvido foi

realizada em amostras comerciais de iogurte, de marcas

e sabores diversos. De modo geral, os metais puderam

ser quantificados, sendo que as concentrações médias

obtidas para Zn, Cu, Cr, Pb e Cd em iogurte variaram de

2,5 ± 0,2 ng g-1 (Cd) a 5,3 ± 0,5 µg g-1 (Zn). Em

comparação com a literatura, esses valores são

concordantes com as concentrações encontradas para os

metais de interesse em iogurte.

Conclusões

A amostragem em suspensão pode ser considerada viável na quantificação direta de íons metálicos em iogurte, apresentando rapidez, precisão e exatidão adequadas para métodos rotineiros em laboratório.

Agradecimentos

Unicentro, UEPG, C-Labmu, Capes, Finep, CNPq e

Fundação Araucária. __________________ 1Wang, H.; Livingston, K. A.; Fox, C. S.; Meigs, J. B.; Jacques, P. F. Nutrition Research, 2013, 33, 18. 2De Andrade, C. K.; Dos Anjos, V. E.; Felsner, M. L.; Torres, Y. R.; Quináia,

S. P. Food Chemistry, 2014, 146, 166. 3Brandão, G. C; De Jesus, R. M.; Da Silva, E. G. P.; Ferreira, S. L. C. Talanta,

2010, 81, 1357.

2

2

2,

2




Estudo da degradação de águas contaminadas artificialmente por gasolina comum via sistema Fenton Caroline Nocêra Benetti¹* (PG), Daniela Tidre de Souza¹ (PG), Elenise Sauer² (PQ), Patrícia Los Weinert¹ (PQ),

Elaine Regina Lopes Tiburtius¹ (PQ). *[email protected]

¹ Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

² Departamento de Engenharia Química, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, UTFPR, PR, Brasil.

Palavras-chave: gasolina, Fenton, BTXs.

A contaminação das águas subterrâneas por derivados do petróleo, como a gasolina, é um dos principais impactos causados pela atividade comercial de revenda de combustíveis automotivos¹. Dentre os compostos da gasolina mais prejudiciais estão os hidrocarbonetos aromáticos benzeno, tolueno e xilenos (BTXs). Dentro deste contexto, a necessidade de métodos de tratamento eficazes na remoção destes compostos é de extrema importância, e, dentre estes destaca-se o processo Fenton, no qual íons de Fe

2+ atuam como catalisador,

em meio ácido, promovendo a decomposição de H2O2

gerando (HO.) os quais são capazes de degradar os

hidrocarbonetos². Assim, o principal objetivo do trabalho foi avaliar a eficiência do sistema Fenton na degradação de águas contaminadas artificialmente por gasolina

A água contaminada foi obtida por meio de simulação de derramamento de gasolina obtendo uma concentração de 1,77 mg L

-1 de benzeno. A otimização do processo

Fenton foi realizada via Planejamento Fatorial de Experimentos 2² com ponto central. As variáveis

presentes na água contaminada em apenas 120 minutos de reação. A simplicidade do processo permite que o processo Fenton possa ser utilizado para degradação dos hidrocarbonetos aromáticos.

Figura 1: Gráfico de superfície de resposta para o benzeno

estudadas foram concentração de Fe²+

e H O em pH=3. Os dados foram tratados utilizando o programa Statistica 13.0. Os estudos de degradação foram realizados utilizando um reator convencional de bancada de 200 mL e a eficiência do processo na remoção dos BTXs foi avaliada por cromatografia gasosa (CG).

O Planejamento Fatorial de Experimentos permitiu verificar a melhor condição para a degradação do benzeno. Podemos observar no gráfico de superfície de resposta (Figura 1), que a melhor condição de reação é a área indicada em vermelho o qual corresponde ao nível

Figura 2. Cinética de degradação BTX

Os estudos envolvendo processos Fenton apresentaram uma degradação superior a 60% em 120 minutos de reação, demonstrando assim a eficiência do processo.

As baixas concentrações de Fe²+

e H O permitem uso 2 2

mais baixo, ou seja, Fe2+

(5 mg L-1

) e para o H O (50 mg de pequenas quantidades de reagentes com -1

L-1

). É importante destacar que nestas condições de reação, significativa remoção do benzeno (50%) em 30 min é alcançada utilizado baixas concentrações de

concentração de íons ferrosos abaixo de 15 mg L .

Á LABMI, C- LABMU, GDEMIT, CAPES.

reagentes e com concentração Fe2+

inferior a 15 mg L-1

, condição limite para o lançamento de efluentes (Resolução CONAMA 430/2011). Estudos de degradação foram realizados utilizando as condições pré estabelecidas pelo planejamento fatorial e os resultados são mostradas na Figura 2. Observa-se que o processo permitiu significativa remoção (> 60%) de todos os BTXs Universidade Estadual de Ponta Grossa - 2016

¹ Freitas,E.V.C., Barreto,F.M.S., Neto, M.F.N. e Cavalcante, R.M. Evaluation

of the use of gas chromatography to monoaromatic hydrocarbon detection in

groundwate,2016, 289-305.

² ASGHAR,A.; RAMAN,A.A.A.; DAUD,W.M.A.W. Advanced oxidation

process for in-situ production of hydrogen peroxide/hydroxyl radical for textile

wastewater treatmente: a review. Journal of Cleaner Production. Malaysia, set.

de 2014.

Agradecimentos

Conclusões Resultados e Discussões

Parte Experimental

Introdução


Introdução

Parte Experimental





DETERMINAÇÃO DE METAIS EM TILÁPIA (Oreochromis niloticus), ÁGUA E SEDIMENTO DE UM RESERVATÓRIO NA CIDADE DE PONTA GROSSA- PR E AVALIAÇÃO TOXICOLÓGICA POR ESTUDO DE ESTRESSE OXIDATIVO Cinthia Eloise Dominguesa*(PG), Tatiana Roselena de Oliveira Stremel (PG)a, Januário Kordiaka(PG), Sandro Xavier de Camposa(PQ) a

Universidade Estadual de Ponta Grossa, Grupo de Pesquisa em Química Analítica Ambiental e Sanitária, Ponta Grossa, Paraná, Brasil, 84030-900 b

Universidade Federal do Paraná, Departamento de Biologia, Curitiba, Paraná, Brasil, 81530-900 *e-mail: [email protected]

Palavras-chave: Contaminação por Metais, Tilápia, Estresse oxidativo.

Nas amostras de água foram encontradas concentrações Co (0,133 ± 0,002), Mn (0,628 ± 0,007) e Ni (0,078 ±

Reservatórios introduzidos no ambiente urbano são importantes locais para estudo de contaminação por metais, principalmente próximos de indústrias. Os metais podem ficar depositados nos solos em torno do reservatório entrando no ambiente aquático por escoamento

1. Para avaliar o impacto em relação a

metais tóxicos em um reservatório da cidade de Ponta Grossa – PR, este trabalho determinou e quantificou por espectrometria de absorção atômica a concentração dos metais Cd, Co, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb e Zn em água, sedimento, músculo e fígado de peixe da espécie Oreochromis niloticus. Além disso, avaliou o impacto que a contaminação por esses metais nos peixes através do estudo de estresse oxidativo.

Para a coleta de todas as amostras seguiu-se as instruções do Guia Nacional de Coleta e Preservação de Amostras da Agencia de Proteção Ambiental dos Estados Unidos - USEPA (2005) e Diretrizes para prática de eutanásia do Conselho Nacional de Controle de Experimentação Animal – CONCEA (2013). As amostras de água foram submetidas ao processo de digestão

0,003) em sua fração dissolvida. No sedimento encontrou-se concentrações para Cd (4,6±0,9 mgKg

-1),

Cu (141,9±5,1 mgKg-1

) e Pb (53,4±6,6 mgKg-1

) que representam risco potencial aos organismos expostos, pois situam-se entre os índices de NEL (nível de efeito limiar) e NEP (nível de efeito provável)

2. O metal Zn

apresentou concentração acima de NEP, indicando que ele pode estar diretamente relacionado a efeitos biológicos adversos. As concentrações de Ni (5,4±0,4

mgKg-1

) e Pb (24,4±2 mgKg-1

) no músculo de Oreochromis niloticus encontram-se acima do valor estipulado pela ANVISA (Ni - 5,0 mgKg

-1, Pb – 0,3 mgKg

-

1) para consumo humano, indicando que há

contaminação da espécie em estudo por tais metais, bem como risco à saúde humana ao se consumir esses peixes. As concentrações de metais potencialmente tóxicos no fígado foram mais altas em relação as concentrações encontradas no músculo, indicando maior afinidade entre os metais e o fígado do que os metais e o músculo. Esse fato que foi confirmado pelo fator de bioacumulação, onde os valores para fígado são maiores em relação aos valores para o músculo. Tanto para o

-1

ácida usando o método padrão US EPA 3005A (1992). fígado (89,52±2,59 mgKg -1 ) como para o músculo

Enquanto que as amostras de sedimento e Oreochromis niloticus foram submetidas ao processo de digestão ácida usando o método padrão US EPA 3050B (1996) para determinação de metais totais. Para os metais biodisponíveis em sedimento utilizou-se o método descrito por Cotta, Rezende e Piovani, (2006). A determinação dos metais foi realizada usando espectrômetro de absorção atômica por chama (EAAC) (Varian®, AA 240FS), com sistema de diluição automática, equipado com lâmpada de deutério como corretor de fundo e lâmpadas de catodo-oco multielementar. Utilizou-se chama oxidante ar/acetileno. Para a determinação de glutationa S-transferase, peroxidação lipídica e carbonilação de proteínas utilizou- se a metodologia descrita por BRADFORD, M. M. 1976; JIANG, Z. Y. HUNT, J.V. WOLFF, S.P. 1992; LEVINE, R.L. WILLIAMS, J.A. STADTMAN, E.P. SHACTER, E.1994; KEEN, H. JAKOBY, N. 1976.

(33,4±6,9 mgKg ) o metal com maior concentração encontrado foi o Zn. Essa maior concentração de Zn foi observada também para o sedimento o que pode ter causado a contaminação do peixe, já que esse possui hábitos de buscar alimento no fundo do local em que vive. Os ensaios biológicos mostraram aumento nos níveis de peroxidação lipídica (LPO), proteínas carboniladas (CAP) e aumento de thióis não proteicos (GSH).

A partir dos resultados conclui-se que os metais além da contaminação da água e sedimento podem ter influência negativa na estrutura celular, pois a indução de biomarcadores de efeito (LPO e CAP) e de exposição (GSH) pode ser relacionada com a presença de metais visto que, metais estimulam a produção de espécies reativas de oxigênio via processo Fenton.

Os autores agradecem à CAPES e ao CLABMU-UEPG


Agradecimentos

Conclusões






ESTUDO DA CONTAMINAÇÃO POR ANTIMÔNIO EM DIFERENTES TIPOS DE GARRAFAS PET SUBMETIDAS A DIFERENTES TRATAMENTOS

Cinthia E Domingues1 (PG), Tatiana R. O Stremel

1* (PG), André L. Kerek(IC)

2 e Sandro X. Campos

1(PQ).

*[email protected] 1 Programa de Pós Graduação – Doutorado Associado em Química, UEPG, PR, Brasil.

2 Acadêmico do Curso de Química Tecnológica - PROVIC/UEPG.

Palavras-chave: Antimônio, PET, Bebidas

Introdução

O antimônio (Sb) pode ser utilizado como catalisador na síntese de garrafas de tereftalato de polietileno (PET) e segundo a Agência Internacional de Pesquisa em Câncer (IARC) há indícios que a exposição do ser humano ao Sb, pode causar danos à saúde. O objetivo do projeto foi verificar a liberação do Sb em garrafas PET após submetê-las a diversos tratamentos.

Parte Experimental

Para a análise de Sb utilizou-se uma marca de refrigerante e uma marca de suco armazenadas em garrafas PET. Foram realizados seis tipos diferentes de tratamentos para simular condições de usos das garrafas PET. Os ensaios foram realizados em triplicata, sendo que todas as garrafas utilizadas no ensaio passaram por lavagem de HNO3 1:1. Adicionaram-se 20 mL de agua ultrapura (UP) nas garrafas PET e aplicaram-se todos os ensaios propostos. Os ensaios consistiram em: adição de água UP em ebulição nas garrafas e mantidas em ambiente fechado por 24 horas, adição de água UP gelada nas garrafas e mantidas em ambiente fechado por 24 horas, adição de água UP em temperatura ambiente e exposição ao forno de micro-ondas com uma potencia de 1200 W, por 3 minutos, adição de água UP acidificada (HNO3), com pH 4,0, e garrafas com água UP em exposição ao sol, das 10 horas da manha até as 3 horas da tarde, por sete dias e garrafas com água UP e expostas ao ambiente de um automóvel por sete dias. Foram realizados também controles para os ensaios e neles foram adicionados 20 mL de água UP e mantidos pelo tempo necessário do tratamento correspondente em ambiente em temperatura ambiente e ausência de luz. A quantificação do Sb nas amostras foi realizada utilizando o equipamento de absorção atômica, com atomização eletrotérmica em forno de grafite (GF-AAS), da fabricante Varian, utilizando o modificador químico NI-Pd.


Na Tabela 1 estão apresentados os resultados obtidos de contaminação por trióxido de antimônio nas amostras analisadas Tabela 1. Contaminação por trióxido de antimônio nas amostras analisadas (μg/L)

Ensaio Concentração de Sb (μg/L)

SR 13,13±2,97 bc

CR 9,32±0,40bc

pHR 1,92±0,82d

AqR 6,51±0,63c

AfR 1,87±0,47d

MR 7,45±1,54c

SS 12,76±3,02a

CS 9,29±0,66bc

pHS 1,92±0,54d

AqS 3,02±0,69d

AfS >LDd

MS 11,74±4,69ab

Fonte: Os autores. Nota: S (exposição ao sol), C(exposição ao calor do carro), pH(exposição ao pH ácido), Aq (exposição à água quente), Af (exposição à água fria) e M (aquecimento da água em micro-ondas). S: suco. R: Refrigerante.

Através do teste de normalidade percebe-se que os dados foram considerados normais, havendo diferença significativa entre alguns ensaios (1%), como verificado na Tabela 1. Os ensaios de exposição ao calor do carro nas garrafas de refrigerante e de suco não apresentaram diferença significativa, bem como os resultados obtidos para as amostras de água UP acidificadas. As amostras adicionadas de água quente (S e R) foram diferentes estatisticamente ao nível de 1%. Pelos dados apresentados na Tabela 1 percebe-se que os maiores valores foram obtidos nos ensaios em que houve aquecimento da embalagem. Para os tratamento CR, CS, SR, SS, AqR, MR e MS os valores estão acima do permitido pela USEPA, que é de 6 ppb e também para a União Europeia, que possui limite de 5 ppb. Uma exposição a um longo período nessas condições ao longo do tempo e em condições que acontecem no cotidiano pode levar à liberação do Sb nas garrafas.

Conclusões

Com a realização dos diferentes testes, pode-se aferir que os fatores que mais contribuem para a liberação do antimônio, presente nas garrafas PET, são a exposição contínua à altas temperaturas por um longo período.

Agradecimentos

Os autores agradecem à CAPES e ao CLABMU-UEPG. _______________





Bioacumulação de Cádmio e Chumbo em plantas de tabaco

Cleber Pinto da Silva*1 (PG), Thiago E. de Almeida 1 (PG), Rosimara Zittel1 (PG), Tatiana R. de Oliveira Stremel1

(PG), Cinthia E. Domingues1 (PG), Sandro Xavier de Campos1 (PQ). *e-mail [email protected]

1Grupo de Química Analítica Ambiental e Sanitária (QAAS), Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

Palavras-chave: Acumulação; Metais tóxicos; Tabaco.

Introdução

O cádmium e o chumbo são metais tóxicos mesmo em níveis traços para as plantas. A planta do tabaco (Nicotiana tabacum L.) têm sido estudada extensivamente por ser uma possível acumuladora de vários metais, devido a possuir grandes folhas cobertas de tricomas, gerando uma quantidade significativa de biomassa, o que propicia um elevado potencial de bioacumulação destes metais. Para que uma planta a seja considerada acumuladora, o fator de bioconcentração (FBC) deve ser > 1.0 (Liu et al 2016). O objetivo deste estudo foi avaliar a bioacumulação de cádmio (Cd) e Chumbo (Pb) em amostras de raízes, caules e folhas de tabaco a partir do solo em uma escala real de cultivares.

Parte Experimental

As plantas de tabaco variedade Virginia, foram obtidas a partir de uma propriedade na região de Prudentópolis-PR. As amostras foram coletadas em intervalos de 15, 30, 45, 60 e 90 dias, constituída de 60 plantas cada colheita, em cada período, e divididos em dois conjuntos com 30 plantas cada, juntamente com amostras de solo para cada período. Posteriormente o CD e Pb foram determinados por espectrometria de absorção atômica de chama (FAAS).


A Tabela 1 apresenta os resultados para as determinações de Cd e Pb. Tabela 1. Resultados para as determinações de Cd e Pb em µg g-1.

Time in days

15 30 45 60 90

Cd 0,9±3,19 0,7±8,2 0,6±3,1 0,7±2,3 0,9±1,8

Raiz

Pb 43,1±4,8 68,4±5,2 30,3±2,4 38,3±6,4 56,1±1,4

Cd 0,4±0,2 0,5±7,2 0,9±6,3 0,9±5,4 1,1±0,9

Caule

Pb 72,1±10,1 53,3±6,9 37,4±4,9 29,8±1,7 26,2±0,9

Cd 0,9±3,4 0,9±13,6 1,1±4,8 0,9±1,1 1,0±2,9

Folh

a

Pb 32,2±3,1 27,1±2,1 26,1±2,8 17,5±1,7 10,4±7,5

A Tabela 2 apresenta os resultados para fatores de bioacumulação de Cd e Pb, sendo representados por (r) raízes, (c) caules e (f) folhas. Tabela 2. Fatores de bioacumulação de Cd e Pb nas raízes, caules e folhas.

FBC r FBC c FBC f

Cd 1,18 1,20 1,42

Pb 1,48 1,37 0,71

A maior concentração de Cd nos caules foi observada em 90 dias 1,13 µg g-1, e para o Pb 72,06 µg g-1 foi observado em 15 dias. O Cd nas folhas não apresentou variação significativa entre os períodos de coleta das plantas, porem o Pb apresentou maior concentração em 15 dias 32,2 µg g-1. Com base nos valores de FBC é possível verificar que para o Cd a bioacumulação tem pouca variação entre os três tecidos estudados, com uma pequena elevação do valor observado nas folhas, sendo o valor acima de 1,0 um indicativo de acumuladora de Cd. Para o Pb foi observado valores acima de 1,0 nos caules e raízes o que indica certa dificuldade da planta em transportar o Pb até as folhas, mas sendo eficiente na acumulação deste metal nas raízes. Os resultados observados foram similares ao encontrado em estudo com plantas (Nicotiana glauca Graham) que apresentaram a mesma tendência de acumular o Pb nas raízes e Cd nas folhas2.

Conclusões

Através dos resultados é possível verificar que as plantas de Nicotiana tabacum L. são acumuladoras de Pb e Cd, sendo que o Pb se acumula preferencialmente nas raízes e o Cd é transportado e acumulado facilmente até as folhas.

Agradecimentos

À Capes e ao C-LabMu/UEPG. __________________ 1 Liu, H., Wang, H., Ma, Y., Wang, H., Shi, Y.iu, H., Chemosphere, 2016,

1960–1965. 2 Barazani, O., Sathiyamoorthy, P., Manandhar, U., Vulkan, R., & Golan-

Goldhirsh, A. Chemosphere, 2004, 867–872.





Triclosan: presença do bactericida em águas superficiais na bacia do Pitangui

Gabrielle Delfrate1 (IC)*, Elizabeth Weinhardt de Oliveira Scheffer2 (PQ)1 Departamento de Farmácia, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.2 Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.


Palavras-chave: triclosan, águas superficiais

Introdução

O composto Triclosan (TCS) devido a sua açãoantimicrobiana é utilizado cada vez mais em produtos dehigiene pessoal como sabonetes bactericidas,enxaguantes bucais, desodorantes e cremes dentais.Além disso, o TCS está entre os conservantesadicionados aos cosméticos para aumentar o tempo devida útil dos produtos. Trata-se de um composto orgânicosintético encontrado também em produtos de limpeza eincorporado em diversos itens de consumo comobrinquedos, utensílios de cozinha e até meias e sacos delixo1. O presente trabalho teve como objetivo avaliar apresença de TCS em amostras de águas superficiaisempregando Espectroscopia de Absorção Molecular UV-Vis e extração em fase sólida, buscando assim umametodologia acessível e de baixo custo.

Parte ExperimentalEmpregou-se metodologia analítica já validade em etapaanterior, na qual foi construída curva analítica e avaliadosparâmetros de mérito. A reação de cor é uma reação dediazotação2, onde forma-se o composto final de coloraçãoamarela e absorção máxima em 452 nm. As análisesforam realizadas um espectrofotômetro UV-Vis da marcaKasuaki, cubetas de quartzo de 3 mL e em comprimentode onda de 452 nm. Na etapa atual, 5 amostras de águasuperficial coletadas nos meses de abril e maio de 2016,a jusante da Estação de Tratamento de Esgoto - ETE RioVerde, na Bacia do Pitangui, foram pré-concentradasatravés de processo de extração em fase sólida (SPE)com cartuchos da Marca Applied Separation. A ativaçãodo cartucho e a extração foram realizadas com etanol(Synth), em volume de 6 mL, partindo-se de 300 mL dasamostras para a pré-concentração.

Resultados e DiscussõesAs amostras de água superficial analisadas foramnumeradas de 1 a 5, correspondendo às coletasrealizadas nos dias 05 e 25 de abril (amostras 1 e 2,respectivamente), e amostras coletadas nos dias 02, 07 e23 de maio (amostras 3, 4 e 5, respectivamente).Aplicando-se a equação y=0,00471+0,00181x osresultados para a concentração de Triclosan são osseguintes:

Tabela 1. Dados obtidos a partir da AnáliseEspectroscópica

Amostras Absorbância Concentração Triclosan(µg/mL)

1 0,0101 0,0992 0,0158 0,2043 0,0129 0,1514 0,0079 0,0595 0,0082 0,064

Os resultados obtidos revelaram a presença de TCS emtodas as amostras coletadas, ainda que em nível traço. Asconcentrações variaram entre 0,05 a 0,2 µg/mL, sendopossível essa determinação pela implantação da etapa depré-concentração em fase sólida, precedendo a análisepor espectroscopia. Nossos dados estão de acordo com aliteratura, onde trabalhos mostram evidências que o TCSnão é biodegradado ou eliminado completamente emETEs, permanecendo nos efluentes lançados nos rios3.Até o momento, não há indícios que o TCS seja tóxico aosmamíferos, podendo apenas causar irritação na pele eolhos, porém, estudos comprovam que ele é letal emespécies aquáticas. Além disso, o TCS ao ser degradadogerar compostos fenólicos potencialmente carcinogênicose composto orgânicos clorados ainda mais persistentesno ambiente.

Conclusões

As análises realizadas permitiram detectar TCS nasamostras de água superficial a jusante da ETE, em todasas coletas, conforme observa-se na Tabela 1. Visto que oTCS está se revelando como um poluente ambiental, suapresença no Rio Pitangui traz preocupação e revela queos métodos de tratamento não são suficientes para suaeliminação. Ainda que, nas concentrações encontradas, oTCS não represente risco imediato, trata-se de umaadvertência que deve ser considerada.

Agradecimentos

Fundação Araucária, UEPG, Profa Dra Josiane Padilha -DEFAR__________________1Lumbreras-Gonzalo et. al., Food Chemistry, 2014, 146, 141–148. 2014.2Wyllie, G.R.A. J. Chem. Educ., 2015, 92 (1), 153–156.3Erickson, Environmental Science & Tecnology. 36, 2002, 140-145.





Tratamento de resíduos laboratoriais utilizando um reator de fluxo contínuo

via sistema UV/H2O2

Jocelma Swiech (IC) * 1, Elaine Regina Lopes Tiburtius (PQ)1

*[email protected] 1

Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil

Palavras-chave: Degradação, Peróxido de Hidrogênio

Alguns laboratórios de pesquisa geram no decorrer de suas atividades efluentes de composição variada. Os POAs são utilizados para degradar compostos orgânicos presentes em efluentes industriais, que não são degradados ou eliminados pelos processos convencionais de tratamento. Estes são caracterizados

pela geração de radicais hidroxilas (HO) e uma das

reação de degradação e a remoção foi de 44 % em 60 min. De acordo com a resolução CONAMA 430/2011 para o lançamento de efluentes em corpos hídricos, a concentração de fenóis totais deve ser inferior a 0,5 mg L

-1. Assim, utilizando o reator da UMEX e nestas

condições de reação para atingir os padrões de lançamento há necessidade de tempos maiores de reação tendo em vista que a concentração de fenóis

totais no final do tratamento foi acima de 0,5 mg L-1

.

maneiras de gerar esses radicais é através do sistema UV/H2O2, o qual apresenta elevada capacidade na degradação e mineralização de compostos orgânicos em

compostos simples como CO2 e H2O.1,2,3

O principal objetivo deste trabalho foi estudar a degradação de resíduos aquosos contendo compostos orgânicos potencialmente tóxicos via sistema UV/H2O2.

2,0

1,8

1,6

1,4

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0,0

300 400 500 600 700 800

2,0

1,8

1,6

1,4

1,2

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0,0

300 400 500 600 700 800

comprimento de onda (nm) comprimento de onda (nm)

A caracterização do efluente foi realizada avaliando pH, cloretos e turbidez. Estudos preliminares de degradação foram realizados utilizando reator convencional de bancada de capacidade 200 mL e lâmpada de vapor de mercúrio de 125 W. Os estudos com volumes maiores de efluente (5 L) foram realizados utilizando um reator de recirculação da UMEX. A avaliação da capacidade do sistema na degradação foi realizada através da determinação de Fenóis totais, Carbono Orgânico Total (COT), Peróxido Residual e UV-vis.

(a) Espectro UV-vis efluente (b) Espectro do efluente Bruto após tratamento

Figura 1: Perfil espectrofotométrico do efluente antes e após o tratamento fotoquímico (60 min)

Podemos concluir que o sistema UV/H2O2 utilizando reator de fluxo continuo apresenta bom desempenho na degradação do efluente do laboratório. A redução da área espectral de 43 %, redução de 20 % do COT e remoção de 44 % dos fenóis totais em tempos de 60 min de reação demonstram que o sistema pode destruir as moléculas orgânicas presentes no efluente.

O principal objetivo em relação ao tratamento de efluentes contendo corantes é a redução da cor devido à presença de grupos cromóforos. Através do espectro UV-vis (Figura 1A) do efluente bruto foi possível verificar uma região de elevada absorbância detectada entre 240- 400 nm e baixa absorbância em comprimento de onda

Gostaria de agradecer ao grupo de pesquisa (GDMIT), ao C-Lambu pelas analises realizadas, a Fundação Araucária pelo fornecimento da bolsa e também a UEPG por disponibilizar o espaço para o desenvolvimento da pesquisa.

acima de 400 nm. De acordo com a literatura esta região é devido a compostos orgânicos com substituintes de ligações duplas. Após o tratamento utilizando o reator de recirculação UMEX (Figura 1 B), pode-se verificar a remoção parcial dos componentes em estudos em um tempo de 60 min, uma vez que houve uma redução de 43 % de área espectral. Ainda, avaliou-se a capacidade de mineralização e em 60 min de reação a remoção do carbono orgânico foi aproximadamente 20 %. Determinou-se a concentração de fenóis totais durante a

1NAGEL-HASSEMER, M.E. CORAL, L.A.; LAPOLLI, F.R.; AMORIM, M.T.S.P.; Processo UV/H2O2 como pós-tratamento para remoção de cor e

polimento em efluentes têxteis. Química Nova, Vol.35, pag.900-904,2012. 2ARAÚJO, F. V. F.;YOKOYAMA, L.; Remoção de cor em soluções de

corantes reativos por oxidação com H2O2/UV, Química

Nova,Vol.29.No.1,pg.11-14.2006. 3YANG,S.; WANG,P.; Degradation efficiencies of azo dye Acid Orange 7 by the interaction of heat UV and anios with common oxidants: Persulfate , perxymonosulfate and hydrogen peroxide, Journal of Hazardous

Materials,Vol.179,2010.


Agradecimentos

Parte Experimental

Introdução

Conclusões

tempo 0 min tempo 15 min tempo 30 min

tempo 45 min tempo 60 min

Ab

sorb

ân

cia

(u

.a)

Ab

so

rbâ

ncia

(u

.a)






Especiação de Cromo empregando Microextração Líquido-Líquido Dispersiva

(DLLME)

Jucimara Kulek de Andrade1 (PG), Camila Kulek de Andrade2 (PG), Maria Lurdes Felsner2 (PQ), Vanessa Egéa

dos Anjos1* (PQ). *[email protected]

1 Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil. 2 Departamento de Química, Universidade Estadual do Centro-Oeste, UNICENTRO, PR, Brasil.

Palavras-chave: Cromo, DLLME, Especiação

Introdução

O cromo é um elemento encontrado nos alimentos e no ambiente em diferentes formas e espécies químicas. O Cr(III) é um elemento traço essencial para os seres humanos, relacionado com o mecanismo de ação da insulina. Enquanto que o Cr(VI) é considerado um agente mutagênico e cancerígeno. Assim, os efeitos toxicológicos da presença de cromo no ambiente ou alimento são dependentes da sua forma química, ou seja, da sua especiação. Portanto, estimativas da biodisponibilidade e toxicidade devem ser baseadas na avaliação da sua especiação. Nesse sentido, este trabalho visa implantar um protocolo analítico para análise de especiação de cromo empregando a Microextração Líquido-Líquido Dispersiva (do inglês, Dispersive Liquid-Liquid Microextraction - DLLME) para a extração e pré-concentração seletiva de Cr (espécie hexavalente) e determinação empregando a espectrometria de absorção atômica com atomização eletrotérmica em forno de grafite (GF AAS).

Parte Experimental

O método de DLLME proposto nesse trabalho envolveu o uso do tributilfosfato (TBP) em meio ácido (HCl) como solvente extrator (fase orgânica) para extração e pré-concentração de Cr(VI) em solução aquosa. A fase extratora orgânica foi dispersa em solução em banho ultrassônico e após centrifugação, a fase orgânica foi coletada e utilizada na determinação por GF AAS. A determinação de Cr(III) pode ser realizada após oxidação dessa espécie para Cr(VI) usando permanganato de potássio. Também foi realizada a determinação de cromo total sem usar DLLME. O procedimento DLLME foi otimizado empregando planejamento fatorial 22 com ponto central. As determinações de Cr foram realizadas por GF AAS, usando espectrômetro de absorção atômica (Varian) e tubo de grafite pirolítico como atomizador. As quantificações foram realizadas empregando curva analítica em meio de HNO3, metanol e TBP.


A DLLME é uma técnica de extração e pré-concentração que apresenta vantagens tais como capacidade de miniaturização, baixo custo, rapidez, entre outras. Se baseia em um processo de partição do analito entre duas

fases líquidas imiscíveis. Uma das fases é a fase aquosa (amostra) e a outra é a fase orgânica (solvente extrator). Assim, tem-se o uso de um solvente extrator (imiscível na fase aquosa) e um solvente dispersor (miscível no solvente extrator e na amostra). Essa mistura de solvente extrator e dispersor é injetado na amostra contendo os analitos. O solvente extrator é disperso na fase aquosa em gotas muito finas extraindo os analitos. A dispersão é favorecida pelo solvente dispersor. A fase orgânica contendo o analito extraído (fase pré-concentrada) é utilizada na determinação da espécie de interesse. A DLLME pode ser usada na análise de especiação, quando se utilizado um agente complexante específico para o estado de oxidação da espécie metálica de interesse. Nesse trabalho, o TBP em meio de HCl foi o solvente extrator específico para Cr(VI). O solvente extrator foi injetado na amostra na forma de gotas muito pequenas e foi disperso na amostra com ultrassom. Assim, não foi necessário usar um solvente dispersor. A condição ótima da extração de Cr(VI) foi obtida com um planejamento fatorial 22 com ponto central. Os fatores avaliados foram o volume de TBP, a quantidade de HCl e NaCl. A melhor condição foi obtida com 60,0 µL de TBP, 5,0 mol L-1 de HCl e 0,3 g L-1 de NaCl. Testes foram realizados com Cr(III) e Cr(VI) e foi comprovado a extração seletiva do Cr(VI). A determinação do teor de Cr(III) pode ser calculado pela diferença do teor determinado de Cr total, (após oxidação do Cr(III) para Cr(VI) com KMnO4), e o teor de Cr(VI).

Conclusões

O procedimento de DLLME para especiação de Cr apresentou resultados satisfatórios e os próximos estudos a serem conduzidos referem-se os ensaios de validação.

Agradecimentos

Capes, CNPq Proc. 448270/2014-5, UEPG, C-Labmu e UNICENTRO. __________________ 1López-García, I.; Briceño, M.; Vicente-Martínez, Y. e Hernández-Córdoba, M.

Talanta, 2013, 115, 166-171.





Relação entre parâmetros aquáticos de qualidade e a concentração de Cafeínaem amostras do Rio Verde, Ponta Grossa, Paraná

Juliana A. da Silva1 (PG)*, Flávia A. Henrique2 (PG), Ciro M. Zimmermann2 (PQ), Cesar A. M. Chornobai2 (PQ),Eduardo S. Chaves2 (PQ), Elizabeth W. O. Scheffer1 (PQ)1 Programa de Pós-Graduação em Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.2 Departamento de Engenharia Química, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Ponta Grossa, PR, Brasil.


Palavras-chave: cafeína, parâmetros aquáticos, águas superficiais

Introdução

A cafeína em águas superficiais tem como origemprodutos consumidos no dia a dia, tais como chás, café eenergéticos que enriquecem o esgoto bruto, quando aparte não metabolizada pelo organismo é excretadaatravés da urina ou, através do descarte desses produtosem ralos e pias. Avaliada em conjunto com outrosparâmetros de qualidade de águas superficiais, a cafeínapode ser determinante na indicação da origem dacontaminação, associada ao aporte de esgotosdomésticos. Permite ainda supor a presença de outroscontaminantes de mesma origem, que em níveis traço sãode difícil detecção. Ao considerarmos, neste trabalho, asconcentrações de cloreto dissolvido e de fósforo total, ede maneira simultânea a presença da cafeína, inclusiveem amostras com concentração de cloreto dissolvidoabaixo dos limites estabelecidos pela norma vigente1,buscamos reforçar o emprego da cafeína comosubstância indicadora do aporte de esgoto doméstico emcorpos aquáticos urbanos.

Parte Experimental

Foram realizadas 8 coletas em 3 pontos de amostragemno Rio Verde, sendo um deles no início de seu percurso,próximo à UEPG, e os dois outros, a montante e a jusantede Estação de Tratamento de Esgoto (ETE) Rio Verde. Aanálise das amostras quanto à presença de cafeína foirealizada através de Cromatografia Líquida de AltaEficiência (CLAE), em equipamento modelo AllcromYL9100 HPLC System equipado com detector UV/Visoperando em 273 nm. Coluna C18, temperatura de 25ºC,fase móvel metanol e água em uma proporção 22:78 v/voperando em modo isocrático, com fluxo de 1,2 ml min-1.Volume de injeção de 20 µL e os espectros obtidosatravés do programa YL Clarity. Os solventes utilizadosgrau HPLC, água deionizada Milli-Q®, e cafeína SigmaAldrich®. Na etapa inicial, realizou-se a validação dametodologia, a partir dos parâmetros: linearidade,precisão, exatidão, seletividade, limite de detecção (LD) elimite de quantificação (LQ). Parâmetros aquáticos deacordo com Standard Methods2. Extração em fase sólidaem cartuchos contendo octadecil 18% e 500mg de sílica,

para um volume extrator de 6mL, da Marca AppliedSeparation.


A análise dos dados obtidos permite estabelecer umarelação entre os parâmetros Cloreto dissolvido e FósforoTotal com as concentrações de Cafeína encontradas paraos Pontos 2 e 3, ou seja, avaliar o efeito da ETE sobre oRio Verde. A legislação CONAMA 357/2005 não trazlimites para cloreto dissolvido, apenas a Resolução1 quetrata da potabilidade, e assim os limites referem-se àprevenção da manifestação de gosto e aceitação paraconsumo. Os esgotos sanitários são fontes de cloretoexcretado no metabolismo, assim como de Cafeína, etambém de Fósforo. Este último relacionado ao uso dedetergentes na área urbana e águas de drenagem na árearural. Verificou-se que a ETE não foi capaz de eliminaresses compostos, pelo contrário, as concentrações sãomaiores a jusante. Há também uma tendência entre osparâmetros e a Cafeína, sendo as maiores concentraçõesde cafeína para os Pontos 2 e 3 (251,0 e 273,0 µg/L)correspondentes às maiores concentrações de cloretodissolvido (62,0 e 99,0 mg/L) e de fósforo total (1,3 e 1,7mg/L), respectivamente.

Conclusões

A partir dos resultados obtidos foi possível associar apresença da cafeína em águas superficiais ao aporte deesgoto doméstico e do efluente da ETE, para os Pontos 2e 3 no Rio Verde. Os dados obtidos quanto aosparâmetros físico-químicos trouxeram um cenário deimpactação nos locais de coleta, associado ao aporte deesgoto bruto e do efluente tratado da ETE. Os resultadosdemonstraram que a metodologia estabelecida oferece osrequisitos necessários para a quantificação da cafeína.

AgradecimentosPPGQA – UEPG; UTFPR – Campus Ponta Grossa__________________1Brasil. Ministério da Saúde. Portaria MS nº 518/2004, Brasília, 2005.2APHA, Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater,1999.

Introdução




Determinação de Cr e Pb em amostras de couro por F AAS após solubilização

com hidróxido de tetrameltilamônio e extração assistida por ultrassom

Junior Van Beik1 (IC)*, Vitor Sena Kosera2 (PG), Tatiane de A. Maranhão3 (PQ), Eduardo S. Chaves4 (PQ).

*[email protected]

1 Departamento de Alimentos, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, UTFPR, PR, Brasil

.2 Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil. 3 Departamento de Química, Universidade Federal de Santa Catarina, UFSC, SC, Brasil. 4 Departamento de Engenharia Química, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, UTFPR, PR, Brasil.

Palavras-chave: Couro, Metais, Solubilização alcalina, Extração por assistida por ultrassom.

Tabela 1. Parâmetros de mérito.

A utilização de produtos químicos em processos de curtimento de couro tem gerado grande preocupação

para a saúde1. Além disso, metais potencialmente tóxicos como Cr e Pb podem ser utilizados no processo de produção do couro. O desafio na determinação desses metais em amostras complexas está principalmente na etapa do preparo de amostra. Métodos convencionais, tal como digestão ácida, possuem limitações, sendo essas associadas a grande quantidade de reagentes empregados, ao tempo relativamente longo

de preparo e ao potencial risco de contaminação2. Este trabalho utiliza métodos alternativos, solubilização alcalina com hidróxido de tetrametilamônio (TMAH) e extração assistida por ultrassom (US), para preparo de amostras de couro e posterior determinação de Cr e Pb por F AAS.

A determinação de Pb e Cr em couro após extração assistida por US e solubilização com TMAH foi realizada em seis amostras com diferentes acabamentos e previamente moídas. Condições otimizadas extração por

US foram 0,15 g de amostras, 2 mL de HNO3 (7,1 mol L-

1) e 30 min. de ação do US. Água-régia e HCl foram também avaliados. Para solubilização alcalina, pesou-se 0,10 g de amostra, e adicionou-se 500 µL de TMAH 25% m/v, a mistura foi mantida a 95 ± 5°C por 30 min., adicionado 500 µL de HNO3 (14 mol L-1). As amostras foram avolumadas para 14 mL e centrifugadas a 5000 rpm por 5 minutos. Chumbo e Cr determinados por espectrometria de absorção atômica com atomização em chama (F AAS).

Após a otimização das condições de extração por US e solubilização alcalina, os parâmetros de mérito obtidos para os diferentes procedimentos de preparo de

. Tabela 2. Concentração de Cr e Pb (mg g-1) obtidas com

diferentes procedimentos de preparo de amostra.

A solubilização alcalina com TMAH se mostrou ser eficiente para solubilização do couro, possibilitando a determinação de Cr e Pb. A extração por US foi eficiente apenas para Pb, usando com HNO3 e água-régia como extratores. A simplicidade dos métodos alternativos propostos em comparação ao método tradicional de digestão faz desses excelentes alternativas para determinação de Cr e Pb em amostras de couro.

Ao CNPq, Fundação Araucária, SANEPAR e UTFPR

amostras estão apresentados na Tabela 1. Os procedimentos foram aplicados em diferentes amostras e os resultados obtidos foram comparados com os valores obtidos por digestão ácida (Tabela 2).

1 Y. Zhao, Z. Li, A. Ross, Z. Huang, W. Chang, K. Ou-Yang, Y. Chen, C. Wu.

Spectrochim. Acta B 112, 2015, 6-9. 2 N. Khan, I.S. Jeong, I. M. Hwang, J. S. Kim, S. H. Choi, E. Y.Nho, J. Y.

Choi, B. Kwak, J. Ahn, T. Yoon, K. S. Kim. Food Chemistry 141, 2013.


Conclusões

Parte Experimental


Agradecimentos






Aplicação de Índice de Qualidade da Água visando a Proteção da Vida Aquáticano Rio Verde, Ponta Grossa, PR.

Karine A. Costa1* (PG), Estevan L. da Silveira2 (PQ) Elizabeth W. O. Scheffer1 (PQ)1 Programa de Pós-Graduação em Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.2 Departamento de Biologia Geral, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.* [email protected]

Palavras-chave: IQAPVA, Amônia, OD.

IntroduçãoOs indicadores de qualidade das águas superficiais,comumente adotados, não estão direcionados à questãoda manutenção da vida aquática, mas a critérios depotabilidade. Entretanto, alguns parâmetros relacionadosà qualidade, como nitrogênio amoniacal, por ex., têm nalegislação, concentrações aceitas que podem ser letaispara a uma grande parcela dos organismos aquáticos,pois o que impõe seu limite é a potabilidade e não atoxicidade à biota. Como alternativa tem-se o Índice deProteção à Vida Aquática (IQApva)1 que está direcionadoa proteção da biota aquática, estimulando omonitoramento mediante a minimização do número deparâmetros ambientais2. Em corpos aquáticos sobimpacto de esgoto urbano in natura, duas variáveis sãopropostas: oxigênio dissolvido (OD) e nitrogênioamoniacal. Além da toxicidade do nitrogênio amoniacal,a ausência de OD pode afetar significativamente abiodiversidade de um ecossistema aquático, consistindoum dos mais importantes parâmetros para a vida aquática.

Parte ExperimentalA Equação que estabelece o valor numérico do IQAPVA

traz a relação entre o menor valor normalizado dasvariáveis ambientais amônia total (nitrogênio amoniacaltotal) e OD. Sendo o índice aplicado: IQAPVA = Min(Amônia totaln, ODn). O nitrogênio amoniacal foi analisadocomo amônia mediante reação com fenol e hipoclorito desódio, produzindo o indofenol, determinado a partir deEspectrofotometria UV-Vis, em equipamento VARIAN,modelo CARY 50, utilizando-se células de quartzo comcapacidade para 3 mL e caminho ótico de 5 mm. O ODfoi determinado in situ empregando-se um analisadorportátil LT Lutron DO-5519. As coletas foram realizadasem 4 locais ao longo do Rio Verde entre os meses de maioa setembro, buscando diferentes aspectos de impactação.

Resultados e DiscussõesAvaliando, inicialmente, os parâmetros que foramempregados para calcular o IQAPVA, observa-se que asconcentrações de nitrogênio amoniacal para todos ospontos avaliados, nas 5 coletas realizadas, estão dentrodo estabelecido pela resolução CONAMA 357/20052, pararios Classe 2, que estabelece máximo de 3,7mg/L, para

pH ≤ 7,5, sendo os valores encontrados inferiores a 0,5mg/L. Porém, mesmo em baixas concentrações, essecomposto pode causar impactos à vida aquática, emtermos de toxicidade crônica com efeitos sobre acapacidade reprodutiva, o crescimento, o comportamento,os tecidos (mudanças patológicas nos tecidos dasbrânquias, rins e fígados dos peixes) e alteraçõesbioquímicas e fisiológicas. Com relação a OD, o limitemínimo estabelecido pela resolução CONAMA é de 5mg/L, e as concentrações encontradas foram inferiorespara o Ponto 4, que localiza-se a jusante de uma Estaçãode Tratamento de Esgoto (ETE). A situação mais críticanesse ponto ocorreu no mês de junho, quando OD foi iguala 3,7 mg/L. Com base nos critérios de qualidade daAgência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos(EPA), quando OD encontra-se na faixa de 2 a 4 mg/Lsomente poucas espécies de peixes podem sobreviver3.Com a diminuição brusca do OD no ponto 4, observa-seque ocorre a ineficiência do tratamento do esgoto, durantea oxidação bioquímica. O cálculo do índice IQAPVAmostrou qualidade entre ÓTIMA e BOA para os pontos 1,2 e 3 que estão em locais menos impactados. O ponto 1é próximo a nascente do rio, e esse resultado traz boasperspectivas em termos de preservação. Por outro lado, ajusante da ETE, o ponto 4, teve variação de REGULAR aRUIM, indicando claramente o impacto do efluentelançado mesmo após o tratamento.

ConclusõesNeste trabalho apresentamos resultados parciais de umProjeto que está em fase inicial, e que trará paradiscussão outros 14 parâmetros que compõem o cenárioambiental, o impacto sobre a ictiofauna e estudos deconservação. Os resultados iniciais permitem apontar aETE como um fator de impacto ao Rio Verde, o que podealterar o equilíbrio ecológico, tanto para as espécies queocupam o rio como seu habitat, quanto para outrasespécies predadoras que têm nos organismos desses riossua fonte de alimentação.

AgradecimentosFundação Araucária,CAPES, PPGQA - UEPG, C-LABMU________________1 SILVA, G. S. da; JARDIM, W. de F. Quím. Nova [online]. 2006, v. 29, n. 4, p.689-694.2 CONAMA Conselho Nacional do Meio Ambiente. Ministério do MeioAmbiente. Resolução nº 357, de 17 de março de 2005.3 Environmental Protection Agency of United State (USEPA); EPA 440586003,Washington, DC, 1986.

Introdução




Aplicação de Eletrodos de Pasta de Carbono Modificados com Quitosana na

Determinação de Sulfacetamida

Luma Clarindo Lopes1* (IC), Dhésmon Lima1 (PG), Giselle Nataly Calaça1 (PG), Christiana Andrade Pessôa1

(PG) , Adriano Gonçalves Viana1 (PQ) *[email protected]


Palavras-chave: eletrodos de pasta de carbono, quitosana, sulfacetamida.

carregada positivamente favorecendo assim a interação

com a sonda eletroquímica4. No estudo de estabilidade,

A quitosana (QT) é um biopolímero obtido a partir da desacetilação da quitina, um polissacarídeo encontrado em insetos e crustáceos1. Devido às suas características estruturais a QT pode ser utilizada como modificador para a construção de biossensores2 e de eletrodos, tais como os eletrodos de pasta de carbono (EPC). Tais dispositivos são extensivamente utilizados em eletroanálise devido à facilidade de confecção, baixo

custo e superfície renovável. A sulfacetamida (SFC) é um antibiótico síntético que faz parte do grupo das sulfonamidas. Seus resíduos são potencialmente prejudicias, podendo afetar organismos aquáticos e causar resistência a antibióticos e câncer em seres humanos3. O presente trabalho tem por objetivo preparar e caracterizar eletrodos de pasta de carbono modificados com a QT (EPC/QT) para a determinação da SFC.

Os EPC modificados foram preparados a partir da mistura de grafite com QT e adição de óleo mineral. A superfície do EPC/QT foi ativada imergindo-o em uma solução HCl 0,5 mol L-1 e seguido de 5 ciclos voltamétricos na faixa de -0,2V a +1V. Medidas eletroquímicas de voltametricas para a caracterização do EPC/QT foram realizadas em um potenciostato em meio de solução equimolar de [Fe(CN)6]4-/[Fe(CN)6]3-

preparada em tampão PBS (pH 6,5). Empregou-se uma célula contendo contra-eletrodo de Pt, eletrodo de referência Ag/AgCl e o EPC/QT ou o EPC não modificado como eletrodo de trabalho.

Um estudo da proporção grafite/QT em meio de

[Fe(CN)6]4-/[Fe(CN)6]3- em tampão PBS (pH 6,5), com

velocidade de varredura de potencial () igual a 50 mVs-1

revelou que, entre os valores de proporção estudados (1,

3, 5, 7, e 10% m/m), uma melhor resposta de corrente foi

observada para o EPC/QT 10% m/m sendo esta a

proporção utilizada nos estudos posteriores.

Comparando-se o EPC e o EPC/QT com a superfície

ativada, em meio de [Fe(CN)6]4-/[Fe(CN)6]3-, verificou-se

a resposta do EPC/QT permaneceu estável durante 100

ciclos voltamétricos sucessivos com um decréscimo de

9,38% no valor de corrente de pico anódico. Nos estudos

eletroquímicos com o EPC/QT em presença de SFC,

uma melhor resposta foi observada com o EPC/QT em

comparação ao EPC em meio de SFC concentração de

4,76x10-4 mol L-1 com aumento de corrente de pico

anódico de 5,77 para 9,15A. A melhora na resposta

eletroquímica para a SFC deve-se à interação entre o

ânion do sal de sulfacetamida sódica e a superfície do

EPC/QT carregada positivamente. Voltamogramas

cíclicos para o EPC/QT em meio de tampão BR 0,04 mol

L-1 em diferentes valores de pH (3,0-8,0) na presença de

SFC mostraram um deslocamento dos picos de corrente

para valores de potencial mais negativos proporcional ao

aumento do pH. A otimização dos parâmetros da VPD

(Voltametria de Pulso Diferencial) por planejamento

fatorial revelou efeitos significativos para as interações

de 2ª e 3ª ordem. Uma maior intensidade de corrente foi

obtida quando v = 50 mVs-1, a = 70 mV e t = 10 ms. O

EPC/QT apresentou uma resposta linear de corrente

para SFC na faixa de concentração de 3,98 μmol L-1 a

21,52 μmol L-1 a qual foi descrita pela equação: I(A) =

0,14756 [SFC](mol L-1) + 1,04053x10-7 (R = 0,999).

Obteve-se valores de LD em 9,92x10-7 mol L-1 e de LQ

em 3,30x10-6 mol L-1. A reprodutibilidade na preparação

e a repetibilidade de medida do EPC/QT apresentaram

um desvio padrão relativo iguais a 2,06% e 3,47%,

respectivamente.

Conclusões A modificação do EPC com a QT e o tratamento prévio

da superfície contribuíram positivamente para a resposta

de corrente do mesmo tornando-o mais sensível à SFC.

Os baixos valores de LD e LQ indicam que o EPC/QT

pode ser utilizado para a determinação da SFC em

baixas concentrações

À UEPG, à Fundação Araucária e ao GDEM

que este último apresentou a melhor resposta, com aumento de corrente de pico anódico de 170,39 μA para

480,95 μA. As melhores respostas obtidas podem ser

atribuídas à protonação dos grupamentos amino na

estrutura da quitosana após a etapa de ativação da

superfície eletródica em meio ácido, o que a deixa

1 Fatibello, F. O.; Janegitz, B. C; Química Nova, 2007, 30,7, 1673-1676 2 Tan, X. C.; Tian, Y. X. Anal Bioanal Chem, 2005, 381, 500-507. 3 Queiroz, E. C.; SALAMI, F.H; Journal of the Brazilian Chemical Society, 2011, 22, 9 , 1656-1661 4 TONLE, I. K.; TCHIENO, F. M. M.; NJANJA, E.; TAPONDJOU, L. A American Journal Of Analytical Chemistry, n.5, p.424-432, mai. 2014.


Agradecimentos


Parte Experimental





CARACTERIZAÇÃO DOS ÁCIDOS HÚMICOS DE COMPOSTOS OBTIDOS POR DIFERENTES PROCESSOS DE COMPOSTAGEM

*Rolan Roney Ressetti (PG)(1)

, Sandro Xavier de Campos (PQ)(1)

*[email protected]

1 Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

Palavras-chave: Compostagem, Ácidos Húmicos, Espectroscopia.

Um dos grandes problemas enfrentados atualmente pela humanidade é a geração de resíduos. Dentre os resíduos sólidos urbanos cerca de 50 a 70% são constituídos de matéria orgânica. Uma das alternativas mais viáveis para estes resíduos é a compostagem originando um composto para ser aplicado ao solo. Esta compostagem pode ser realizada em leiras, composteiras convencionais ou em reatores facultativos.

A compostagem doméstica apresenta várias vantagens potencias em comparação com a compostagem industrial; a separação precoce dos resíduos e sua reciclagem descentralizada contribui para reduzir a quantidade de resíduos a ser transportada e também em um menor uso do solo, permitindo um controle mais específico do processo e dos materiais orgânicos tratados. No entanto, apesar da importância evidenciada, não se encontram na literatura estudos sobre as substâncias húmicas produzidas neste tipo de compostagem, nem sobre substâncias húmicas produzidas em reatores facultativos

1.

Os fatores mais importantes que refletem a qualidade de um composto são a estabilidade e a maturidade. A estabilidade está relacionada ao grau de degradação da matéria orgânica enquanto a maturidade está ligada à ausência de fitotoxidade. Várias técnicas têm sido utilizadas para identificar parâmetros de estabilidade e de maturidade, porém não existem parâmetros definitivos.

A análise elementar tem sido utilizada para monitorizar variações na composição elementar de ácidos húmicos, análises UV-Vis e de IV com transformação de Fourier, servem como ferramentas

qualitativas para determinar grupos químicos que constituem as estruturas húmicas, enquanto que a

compostagem, utilizando diferentes tipos de resíduos, por meio de técnicas convencionais e espectroscópicas.

Extrair os ácidos húmicos obtidos da compostagem, realizada em leiras e em reatores facultativos, de diferentes resíduos (lodo de esgoto, resíduos orgânicos domésticos, podas, serragem e cigarros contrabandeados).

Realizar análises do teor de umidade, pH, determinação da capacidade de troca catiônica (CTC) e análise elementar de C, H, N, S e O e do carbono orgânico total para se calcular as razões AH/AF e C/N.

Realizar estudos espectroscópicos de UV/Vis, IV e RMN de C

13 para monitorar as transformações

químicas ocorridas durante o processo de compostagem e determinar os diferentes grupos funcionais presentes nos ácidos húmicos extraídos.

Comparar as diferenças observadas na composição química dos ácidos húmicos obtidos por diferentes processos e diferentes substratos.

Determinação da composição das substâncias

húmicas obtidas na compostagem, realizada em leiras e em reatores facultativos, de diferentes tipos de resíduos (lodo de esgoto, resíduos orgânicos domésticos, podas, serragem e cigarros contrabandeados) e das transformações ocorridas durante a compostagem. Bem como a determinação das diferenças na composição química dos ácidos húmicos obtidos pelos diferentes processos estudados.

Este trabalho é de grande importância

acadêmica para o conhecimento dos ácidos húmicos e para o aprimoramento e desenvolvimento de procedimentos mais adequados para o tratamento de diferentes tipos de resíduos poluentes, por meio da compostagem.

ressonância magnética nuclear de carbono 13 (RMN de

C13

) é utilizada para pesquisar as configurações químicas e a distribuição de carbono entre os grupos químicos

2.

Neste trabalho pretende-se:

Analisar os ácidos húmicos de diversos compostos obtidos por diferentes processos de


1 Campos, S. X. de.; Ressetti, R. R.; Zittel, R. Monitoring and characterization of compost obtained from household waste and pine sawdust in a facultative reactor by conventional and spectroscopic analyses. Waste Management &

Research, International Solid Waste Association, Waste Manag Res published

online 8 August, 2014. 2Amir, S., Jouraiphy, A., Meddich, A., Gharous, M. El., Winterton, P., Hafidi,

M., Structural study of humic acids during composting of activated sludge- green waste: Elemental analysis, FTIR and 13C NMR. Journal of Hazardous

Materials 177, 524–529, 2010.

Introdução

Parte Experimental

Resultados Esperados

Conclusões


3




OTIMIZAÇÃO DE MÉTODO ESPECTROFOTOMÉTRICO PARA DETERMINAÇÃO

DE ÁCIDO ACETILSALICÍLICO EM FORMULAÇÕES FARMACÊUTICAS Rosane K. Romão *

1 (IC), Patrícia L. Weinert1 (PQ). * [email protected]

1

Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

Palavras-chave: Reação, AAS, Planejamento fatorial

O ácido acetilsalicílico (AAS), pertence ao grupo

de fármacos anti-inflamatórios não esteroides, com propriedades analgésicas, antipiréticas e anti- inflamatórias. Descoberto em 1897

1, comercializado dois

anos mais tarde, rapidamente tornou-se o analgésico mais popular do mundo comercializado com a denominação de Aspirina®

2.

No Brasil seu uso é regulamentado pela ANVISA a qual recomenda o controle de qualidade a ser realizado de acordo metodologias oficiais. Neste sentido, a Farmacopeia Brasileira recomenda o controle de qualidade utilizando uma titulação de neutralização como método oficial.

Neste trabalho é descrito o uso da reação

Trinder4

para o desenvolvimento do método espectrofotométrico para determinação ASS em formulações farmacêuticas, utilizando a ferramenta de planejamento de experimentos. A reação Trinder envolve a hidrólise em meio alcalino do ASS produzindo íons salicilatos que então reagem com os íons Fe

3+, dando

origem a um composto de coloração roxa intensa. Figura 1: Reação química da hidrólise do ASS.

As condições experimentais (volume de FeCl3

0,5% e de HCl 0,1 mol L-1

)foram otimizadas através de um planejamento composto central, através do qual foi possível estabelecer os volumes ótimos dos reagentes supracitados para o desenvolvimento da reação

Os resultados apontaram recuperações médias dentro da variação de 5%, considerado aceitável. A precisão e exatidão do método desenvolvido foram avaliadas através da aplicação do teste t e F, respectivamente. Os resultados obtidos foram comparados com o de referência e estes estão em concordância. Os valores de t e F calculados não excederam os valores tabelados, indicando assim que o método proposto é exato e preciso, com um nível de confiança de 95%. Os limites de detecção (LD) e de quantificação (LQ) foram calculados sendo 0,626 ppm e 2,087 ppm respectivamente. Os resultados obtidos pela aplicação do método proposto estão apresentados na Tabela 1.

Tabela1.Determinação de ASS em formulações farmacêuticas

a mg por comprimido;

b n=3

c Valor tabelado com P=0,05-95% de

significância

Comparando os métodos pode-se concluir que o método proposto pode ser empregado na análise de ASS em amostras comerciais com exatidão e precisão. O método proposto mostrou-se simples, rápido, não requer etapas de pré-tratamento da amostra e o consumo de reagentes foi otimizado.

A Fundação Araucária e UEPG ao apoio financeiro.

colorimétrica proposta. A formação do complexo ocorre 1SARTORI, E.; ROCHA, R. C.; FATIBELLO, O. Square-Wave voltammetric imediatamente, atingindo sua maior absorbância em 10 minutos e após este tempo manteve-se estável por uma hora, tempo este suficiente para aplicação do método proposto. Utilizando a melhor condição experimental

(340l de HCl 0,1 mol L-1

e 2,00 mL de FeCl 0,5%m/v)

determination of acetylsalicylic acid in pharmaceutical formulations using a

boron-doped Diamond electrode without the need of previous alcaline

hydrolysis step. Journal of de Braz. Chem. Soc., v. 20, n. 2, p. 360-365, 2009. 2 MIRANDA, J. A. T.; CUNHA, R. R.; GGimenes, D. T.; MUNOZ, R. A. A.;

RICHTER, E. M. Determinação simultânea de ácido ascórbico e ácido

uma relação linear entre a absorbância e a concentração de AAS foi obtida na faixa de concentração de 5 – 90 ppm de ASS (r=0,99923) O método otimizado foi aplicado em amostras contendo ASS e os resultados foram comparados com o método oficial.

acetilsalicílico usando análise por injeção em fluxo com detecção

amperométrica pulsada. Quím. Nova, v. 35, n. 7, p. 1459-1463, 2012 . 3 BRASIL. Farmacopéia Brasileira, Agência Nacional de Vigilância Sanitária,

5ª edição, v. 2, Brasilía, 2010, p. 569-570. 4 TRINDER, O. Rapid determination of salicylate in biological fluids.

Biochem. J. v. 57, p. 301- 303, 1954.


Agradecimentos

Introdução


Conclusões

Amostra (mg)

Método Proposto

Média a,b

tc

(2,78) Fc

(19,0) Método oficial Média

A 100 104,2±0,5 2,58 6,23 103,4±1,7

B 100 100,1±0,5 2,55 1,20 99,7±0,15

C 500 505,9±2,7 0,19 0,07 507±9,6

D 500 502,9±2,6 1,32 0,05 494,0±11,2

E 500 524,0±2,6 1,72 1,58 504,0±2,6






Caracterização espectroscópica na região do Infravermelho (IV) de ácidos

húmicos (AH) isolados de composto em diferentes fases de maturação

Rosimara Zittel1 (PG)*,Thiago Eduardo de Almeida1 (PG), Sandro Xavier de Campos1 (PQ) Luciléia Granhen T.

Colares2 (PQ) *[email protected]

1Grupo de Química Analítica Ambiental e Sanitária (QAAS), Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil. 2 Docente do Instituto de Nutrição, Universidade Federal do Rio de Janeiro. UFRJ, RJ, Brasil.

Palavras-chave: compostagem, maturação, ácidos húmicos.

Introdução

O processo de compostagem pode ser entendido como o processo de conversão da matéria orgânica de resíduos em material húmico com alto grau de estabilização. O composto final produzido pelo processo de compostagem de resíduos orgânicos é rico em substâncias húmicas (SH), especialmente ácidos húmicos (AH), fração benéfica para o solo e o crescimento vegetal1. O objetivo do trabalho foi avaliar o processo de maturação por meio de análise de Infravermelho (IV) de ácidos húmicos isolados de composto produzido a partir de resíduos de tabaco de cigarros e lodo de esgoto em diferentes estágios do processo (1, 60, 120 e 180 dias).

Parte Experimental

Para o experimento foram montados 3 reatores facultativos2 (R1, R2 e R3). A extração de AH foi realizada de acordo com método da Sociedade Internacional de Substâncias Húmicas (IHSS, 2014)3, adaptado.


A relação de absorção dos principais picos para amostras de ácidos húmicos (AH) no espectro de IV forneceram informações sobre a maturidade do composto. Tabela 1. Razão entre os principais picos de absorção do espectro de IV em amostras de ácido húmico para os 3 reatores.

O espectro de IV apresentou um pico na região de 1393 cm-1, característico de uma banda de nitrato e que ocorreu acréscimo na intensidade a partir de 60 dias, indicando que o nitrogênio presente foi oxidado ao longo do processo4. O aumento na intensidade do pico na região de 1525 cm-1 indicou a formação de ligações C=C de compostos insaturados e de compostos fenólicos, indicando a humificação do composto. Verificou-se que o pico em torno de 1643 cm-1 foi atribuído às absorções de alguns grupos funcionais incluindo aromáticos (C=C); amidas primárias e grupos carboxílicos (C=O)4. Em análise aos resultados (Tabela 1), verificou-se que as razões ente 1643/2925 (C de aromáticos/ C de alifáticos) e entre 1643/1225 (C de aromáticos/ C ésteres e aromáticos) indicaram um acréscimo em 180 dias. Isso ocorreu devido a formação de ácido húmico que é caracterizado pela presença de grupos aromáticos5. Observou-se que os valores da razão ente 1525/1393 (C de aromáticos/ C grupos fenólicos e carboxílicos) aumentaram em 180 dias de processo, indicando a formação de compostos aromáticos mais estáveis5. Esse acréscimo nas razões no espectro de IV de ácidos húmicos indicou a transformação de compostos da matéria orgânica mais facilmente degradáveis tais como: componentes alifáticos e amidas, polissacarídeos, álcoois, que foram oxidados e ocorreu um aumento de estruturas aromáticas de AH de maior estabilidade durante o processo5.

Conclusões

Os resultados das razões entre os picos de IV para amostras de AH indicaram que ocorreu a maturidade do composto dos 3 reatores devido ao aumento de grupos condensados de estrutura aromática de ácidos húmicos.

Agradecimentos

Ao orientador Prof. Dr. Sandro Xavier de Campos, ao grupo de pesquisa QAAS, à Profa. Dra. Luciléia G. T. Colares (UFRJ), Thiago Eduardo de Almeida e CLABMU. __________________ 1 Garg, P. et al. Bioresource Technology, v.97, p.391, 2006.

2 Campos, S.X. et al. Waste Management & Research, v. 32, nº 12, p.1186-

1191, 2014.

3 IHSS – International Humic Substances Society, 2014.

4 Fels, L. E. et al. Int. Biodet. & Biodegration, v.87, p.128-137, 2014.

5 Amir, S. et al. Journal of Hazardous Materials, v.177, p.544-529, 2010.

Reator Tempo (dias)

Picos de absorção (cm-1)

1643/2925 1643/1225 1525/1393

R1

01 0,44 0,76 1,03

60 0,64 1,27 1,10

120 0,49 0,83 1,09

180 0,56 0,95 1,33

R2

01 0,37 0,83 0,99

60 0,72 0,93 1,24

120 0,33 0,70 1,93

180 0,65 0,90 2,42

R3

01 0,38 0,61 2,85

60 0,35 0,65 2,97

120 0,60 0,82 3,55

180 0,40 0,69 3,23




Universidade Estadual dePonta Grossa - 2016

Tratamento de resíduos sólidos orgânicos gerados no restaurante universitário

da UEPG: proposta de compostagem em reator facultativo

Rosimara Zittel1* (PG), Luciléia Granhen T. Colares2 (PQ), Sandro Xavier de Campos3 (PQ)

* [email protected] 1 Doutoranda em Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil. 2 Docente do Instituto de Nutrição, Universidade Federal do Rio de Janeiro. UFRJ, RJ, Brasil. 3 Docente do Programa de Doutorado em Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

Palavras-chave:Resíduos sólidos orgânicos, compostagem, reator facultativo.

Introdução

Os resíduos orgânicos representam mais da metade dos resíduos sólidos urbanos gerados no Brasil e também por diversos outros setores, como o mercado de alimentação fora do domicílio. Esses resíduos têm estreita relação com o desperdício de alimentos, não são valorizados e seguem diretamente para disposição final em aterros sanitários, aterros controlados ou lixões. O Brasil está entre os dez países que mais desperdiçam alimentos. 64% dos alimentos plantados são descartados como lixo. A perda agrícola é de 44%, somando-se a isso, os 20% das perdas decorrentes dos alimentos estragados e proveniente dos maus hábitos alimentares e culinários1. A gestão adequada dos resíduos sólidos orgânicos gerados durante a produção e distribuição de refeições em larga escala se faz necessária para diminuir os impactos sociais, econômicos e ambientais, causados pelo desperdício de alimentos e disposição inadequada desses resíduos. Alguns estudos de biodegradação de resíduos orgânicos domésticos utilizando reatores facultativos vêm sendo conduzidos junto ao Programa de Pós-graduação em Química Aplicada da Universidade Estadual de Ponta Grossa e os resultados apontam a eficiência desse sistema de tratamento2. Diante do exposto, o objetivo da pesquisa é estudar o processo de biodegradação, em reator facultativo, de resíduos sólidos orgânicos provenientes de restos de alimentos do restaurante universitário da Universidade Estadual de ponta Grossa, com o intuito de verificar sua potencialidade como corretivo de solo.

Parte Experimental

A pesquisa será conduzida em três etapas: 1ª) Diagnóstico qualitativo e quantitativo da geração de resíduos sólidos durante a produção e distribuição de refeições. 2ª) Proposta de medidas de gestão dos resíduos sólidos gerados durante a produção das refeições, levando em consideração ao proposto na Política Nacional de Resíduos Sólidos3. Nesta proposta serão utilizadoscritérios técnicos e sanitários e contemplará os

seguintes aspectos: identificação do gerador; manejo (identificação do local e quantificação e registro dos resíduos sólidosgerados); tratamento, destinação temporária e final dos resíduos sólidos gerados no

processo de produção de refeições. Serão realizadas oficinas com os atores envolvidos na produção e distribuição das refeições no RU, para condução do manejo de resíduos, implantação dos Procedimentos Operacionais Padronizados (POP), bem como das medidas de gestão propostas. 3ª) Estudo da biodegradação dos resíduos sólidos orgânicos em reator facultativo. Serão montados dois reatores, segundo o descrito por Campos et al2, e será acompanhado o processo de estabilização do composto a partir de parâmetros físico-químicos (temperatura, umidade, pH, relação carbono/nitrogênio) e microbiológicos (coliformes termotolerantes, e Salmonellaspp).

Resultados Esperados

Contribuir com o setor de alimentação fora do domicílio, com medidas que possam reduzir o desperdício de alimentos e criar soluções para minimizar os impactos ambientais resultantes da geração de resíduos sólidos orgânicos;

Possibilitar a reflexão de todos os envolvidos no processo de produção, distribuição e consumo das refeições sobre os impactos ambientais causados pela produção e distribuição de refeições em larga escala;

Estimular os administradores de restaurantes universitários ao tratamento dos resíduos sólidos orgânicos provenientes da produção de refeições, como forma de minimizar impactos ambientais e os custos da disposição final.

__________________ 1FAO. 2011. Global Food Losses and Waste. Extent, Causes and Prevention

(available at http://www.fao.org/docrep/014/mb060e/mb060e00.pdf ).

2Campos, S.X. et al. Waste Management & Research, v. 32, nº 12, p.1186-

1191, 2014.

Brasil. Lei nº 12.305, de 02 de agosto de 2010. Institui a Política Nacional de

Resíduos Sólidos. Diário oficial [da União], Brasília, DF, 03 ago. 2010. Seção

1, p. 3.




Desenvolvimento de método de extração de pesticidas organoclorados em tecido de peixe, visando minimizar o consumo de amostra e solvente Tatiana R. O Stremel

1* (PG), Cinthia E Domingues

1 (PG), Franciele C. Monteiro

1 (PG), Patrícia L. Weinert

1(PQ) e

Sandro X. Campos1(PQ). *[email protected]

1 Programa de Pós Graduação – Doutorado Associado em Química, UEPG, PR, Brasil.

Palavras-chave: Pesticidas, desenvolvimento de método e Tilápia do Nilo..

Figura 1. Gráfico de Pareto- Planejamento 23.

Introdução

Seguindo o descrito no artigo 11 da Convenção de Estocolmo, o objetivo do presente trabalho foi otimizar um método de extração de poluentes orgânicos persistentes (POPs) em tecido de Tilápia do Nilo. Um novo método de extração de POPs é proposto a partir dos métodos Quechers

1 e Sonicação

2.

As amostras foram fortificadas na concentração de 0,2 mg/L

-1 com os padrões surrogate (Decachlorobiphenyl e

2,4,5,6-Tetrachloro-m-xyleno) e a recuperação dos mesmos foi testada. Todas as análises foram realizadas por CG/ECD em um cromatógrafo à gás Perkin Elmer – Clarus 580. Objetivando-se a otimização do método em

Figura 2. Gráfico de Pareto- 2° Planejamento 2

3

desenvolvimento e devido ao uso inicialmente de dois fatores qualitativos, fez-se primeiro um planejamento

fatorial 23

em triplicata sem ponto central, com os fatores quantidade de amostra, tipo de solvente e tipo de sorvente. Em um segundo momento fez-se um novo

planejamento fatorial 23

com os fatores quantidade de solvente, quantidades de etapas de extração e quantidade de C18 e em um terceiro momento fez-se um

planejamento estrela 32, com ponto central e tendo como

fatores quantidade de solvente e quantidade de sorvente. Fez-se uma ANOVA dos planejamentos

1by3

Quant. de C18 (3)

Curvatr.

Etapa da extração (2)

1by2

Quantidade de solvente (1)

2by3

1*2*3

6,423968

6,423968

-5,28842 -5,28842

-4,57464 -4,57464

3,049763 3,049763

p=,05

-9,57106

-12,7754

19,5639

19,01235

realizados ao nível de 95% de confiança.

Os planejamentos não apresentaram falta de ajuste, tendo um r

2 de 0,9956, 0,9981 e 0,95131

Efeito estimado padronizado (Valor absoluto)

Figura 3. Gráfico de Pareto- Planejamento 32

respectivamente, sendo os experimentos explicados pelos modelos em um nível de 0,9906, 0,9909 e 0,8904 respectivamente. Verificou-se através da análise do gráfico de Pareto do primeiro planejamento (Figura 1) que os três fatores estudados e suas interações foram significativos no nível inferior, portanto o melhor sorvente para esta caso é o PSA:C18, o melhor tipo de solvente para este modelo foi a mistura hexano:acetona 1:1 e a quantidade de amostra de 0,5g, no segundo

Sorv(2)(Q)

Sorv(2)(L)

Solv(1)(L)

Solv (1)(Q)

1Lby2L

3,870656

-7,93539

13,93927

12,25212

p=,05

-19,3831

planejamento, verificou-se no gráfico de Pareto (Figura 2) que o fator quantidade de sorvente foi significativo no nível superior e a quantidade de solvente e de etapas de extração no nível inferior. No terceiro planejamento verificou-se no gráfico de Pareto apresentado (Figura 3) que a quantidade de sorvente melhor para este modelo foi a inferior, não sendo significativo o fator quantidade de solvente. Os valores críticos estabelecidos após os

Efeito estimado (valor absoluto)

Nestas condições consegue-se diminuir 5 vezes a massa de amostra utilizada, quando comparado à métodos usuais o que nos indica a possibilidade de utilizar menores volumes de solvente durante a extração.

Os autores agradecem à CAPES e ao CLABMU-UEPG.

três planejamentos foram: 9,2 mL de acetona:hexano, 1 ANASTASSIADES M e LEHOTAY S J Journal of AOAC International,.vol 0,1g de PSA e 0,23g de C18, 1 etapa de extração e 0,5 gramas de amostra. .

86, - 2003. 2 USEPA Ultrassonic Extraction 3550b, 1996. , Disponível em:-

<http://www.trincoll.edu/~henderso/textfi~1/416%20notes/3550b.pdf>


Agradecimentos

Conclusões


Parte Experimental


http://www.trincoll.edu/~henderso/textfi~1/416%20notes/3550b.pdf





Avaliação do efeito dos componentes da matriz (peixe) na análise de

pesticidas organoclorados por CG-ECD

Tatiana R de O Stremel1(PG)*, Cinthia E. Domingues

1(PG), Franciele C Monteiro

1(PG) e Sandro X de

Campos1(PQ). *[email protected]

1 Programa de Pós Graduação – Doutorado em Química, UEPG (QAAS), PR, Brasil.

Palavras-chave: efeito matriz, pesticidas, cromatografia gasosa.

Introdução

O efeito matriz relaciona-se com altas recuperações de pesticidas, que excedem a 100% e baixa precisão nos resultados obtidos, podendo também mascarar o pico do analito de interesse gerando falso negativo. Tendo em vista estes aspectos buscou-se com este trabalho avaliar o efeito dos componentes da matriz na resposta cromatográfica, quando comparado ao uso padrões em em solvente.

Parte Experimental

Os analitos estudados foram: o padrão surrogate Decachlorobiphenyl (DCBF) juntamente com os padrões dos pesticidas organoclorados α e β endosulfan, DDE e DDT. Para os testes de adição no extrato da matriz utilizaram-se amostras de músculo de Tilápia (Oreochromis niloticus) de ambiente controle, trituradas e homogeneizadas. A curva analítica variou entre 5μg/L

-1 e

400μg/L-1

. Os extratos utilizados para o teste de efeito da matriz foram preparados conforme o método QuEChErs modificado e fortificadas nas concentrações citadas acima. As amostras preparadas em solvente foram obtidas nas mesmas concentrações em acetona grau CG. Todas as análises foram realizadas em triplicata em um CG-ECD. Compararam-se os coeficientes angulares e lineares das curvas nos dois casos para verificar a razão de aumento da resposta cromatográfica com o uso do solvente. Verificou-se também a porcentagem do aumento da resposta cromatográfica.


Através da Figura 1 é possível avaliar o efeito matriz em uma curva analítica demonstrativa obtida com o analito α-endosulfan, construídas com a partir de soluções do analito em solvente puro e em extrato da matriz. Os resultados obtidos demonstraram diferenças entre os coeficientes angular e linear das curvas analíticas construídas, evidenciando a presença do efeito matriz. Considerando somente a relação dos coeficientes angulares da matriz e do solvente o aumento da resposta cromatográfica para os analitos α-endosulfan, p,p-DDE, β-endosulfan, p,p-DDT e DCBF foi de 667%, 163%, 357%, 280% e 403%, respectivamente. Considerando somente a relação dos coeficientes lineares da matriz e do solvente o aumento da resposta cromatográfica foi de 109%. 50%, 7%, 4% e 247%, respectivamente. Verifica-se que para todos os analitos há erro sistemático proporcional e erro sistemático

constante, verifica-se, portanto, que o fator que mais influencia no erro é a proporção de analito na amostra.

Figura 1. Curva analítica construída a partir de analito(α-

endosulfan) adicionado em acetona e analito adicionado

em extrato da matriz.

Na Figura 2 é possível observar a porcentagem do aumento da resposta cromatográfica dos analitos estudados, quando preparados em acetona em relação ao preparo em extrato da amostra.

Figura 2. Aumento da resposta cromatográfica É possível verificar que de maneira geral os maiores aumentos na resposta cromatográfica são obtidos nas maiores concentrações de pesticidas, para concentrações mais altas os coeficientes angulares das curvas têm maior influencia e determinam o aumento nas respostas.

Conclusões

A análise dos pesticidas em extratos obtidos apresentou interferência de coextrativos. Os componentes endógenos da matriz proporcionaram aumento da resposta cromatográfica. Isso ocorre provavelmente devido à adsorção dos analitos no insertor ou coluna cromatográfica.

Agradecimentos

Os autores agradecem à CAPES e ao CLABMU-UEPG

-500

0

500

1000

1500

2000

TCMX α-endo DDE β-endo DDT DCBF

102550100200400





UV-Vis e teores de cinzas aplicados à verificação da maturação de composto

obtido pelo tratamento de tabaco de cigarros contrabandeados e de lodo.

Thiago Eduardo de Almeida1*

(PG), Cleber Pinto da Silva1(PG), Rosimara Zittel

1(PG), Sandro Xavier de

Campos1(PQ). *[email protected]

1Grupo de Química Analítica Ambiental e Sanitária (QAAS), Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

Palavras-chave: compostagem, UV-Vis, cinzas.

Introdução

Este trabalho aborda o estudo da compostagem de cigarros contrabandeados para o Brasil (TCC) e de lodo de esgoto de uma indústria de alimentos (lodo de ETE) em uma leira revolvida. UV-Vis e teores de cinzas foram utilizados para verificar a maturação do composto analisado, em diferentes estágios de maturação.

Parte Experimental

Realizou-se a compostagem utilizando as seguintes quantidades de resíduos (em kg): 47,5 de cepilhos de madeira, 85 de lodo de ETE e 30 de TCC. O processo de tratamento transcorreu por 180 dias. Diferentes estágios de maturação foram analisados, a saber: 0, 30, 60, 90, 120, 150 e 180 dias para as determinações dos teores de cinzas e 0, 60, 120 e 180 para as análises de UV-Vis. O procedimento adotado para a realização das determinações dos teores de cinzas foi a gravimetria (realizado em triplicatas): em cadinhos de porcelana previamente calcinados a 250 ºC por duas horas, aproximadamente 2,0 g de amostra seca em estufa a 80 ºC foram pesados e calcinados em mufla por 6h a 600 ºC

1. Para as análises de UV-Vis, adotou-se a seguinte

metodologia: dissolução de 3,0 mg da amostra em 10 mL de NaHCO3 a 0,05 mol/L

2. Utilizou-se um equipamento

Varian Cary 50 Conc. Determinaram-se as razões entre as absorbâncias E2/E4 (270 nm e 407 nm) e E4/E6 (465nm e 665 nm) para obter dados significativos sobre a maturação do composto

2,3.


A figura 1 apresenta os espectros de UV-Vis obtidos para diferentes estágios de maturação. A variação das razões E2/E4 foi: 4,08 4,16, 4,59 e 4,60 para os períodos de 0, 60, 120 e 180 dias, respectivamente, o que sugere a degradação de lignina no início do processo (razões menores) e a formação de estruturas porfirínicas e/ou formação de estrutura aromática não condensada ligada a funções oxigenadas (razões maiores) no final do processo

2,3. As razões E4/E6 apresentaram a seguinte

variação: 3,02, 3,07, 1,81 e 3,21 para os períodos de 0, 60, 120 e 180 dias de compostagem, respectivamente. A referida razão é utilizada para indicar a condensação dos

Figura 1. Espectros de UV-Vis

200 250 300 350 400

0,0

0,2

0,4

0,6

0,8

1,0

Abs

orbâ

ncia

Comprimento de Onda (nm)

0 60 120 180

Tempo de Compostagem (em dias)

constituintes aromáticos durante a compostagem. A queda dos valores desta razão indica aumento da condensação de anéis aromáticos, enquanto que a elevação sugere maior presença de estruturas alifáticas

2,3. Os resultados obtidos para essa razão

sugere que o composto apresenta maiores quantidades de estruturas alifáticas ao final do processo de tratamento. Como as substâncias húmicas do composto são mais novas do que as substâncias húmicas do solo, é de se esperar que apresentem maiores quantidades de estruturas alifáticas. Em relação à variação dos teores de cinzas, obtiveram-se os seguintes resultados (médias com os respectivos intervalos de confiança para 95 % de certeza): 8,62±0,80; 10,90±0,46; 12,88±2,34; 15,04±2,03; 15,26±1,90; 19,48±2,00; 23,01±2,28 para os períodos de 0, 30, 60, 90, 120, 150 e 180 dias de compostagem, respectivamente. Os aumentos observados nos teores de cinzas no decorrer do tempo de compostagem foi condizente com o adequado andamento do processo de tratamento dos resíduos, indicando a mineralização da matéria orgânica

1.

Conclusões

Os resultados das razões entre as absorbâncias em conjunto com os resultados dos teores de cinzas permitem concluir que a compostagem realizada é um processo viável para o tratamento dos resíduos de TCC e lodo de ETE.

Agradecimentos

À Capes e ao C-LabMu/UEPG. ________________ 1Grigatti, M. et al. Bioresource Technology, 2004, 163-169. 2Budziak, C. R. et al. Química Nova, 2004, 399-403. 3Albrecht, R. et al. Bioresource Technology, 2011, 4495-4500.





Aplicação de Fotocatálise Heterogênea para a degradação do Triclosan

Thiago M. Cruz1

(IC)*, Vitor Sena Kosera1 (PG), Eduardo S. Chaves

2 (PQ), Elaine R. L. Tiburtius

1 (PQ).

*[email protected]


2 Departamento de Engenharia Química, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, UTFPR, PR, Brasil.

Palavras-chave: Fotocatálise Heterogênea, Triclosan, ZnO.

Introdução

O triclosan, TCS, um bactericida encontrado

em diversos produtos domésticos, é um composto que, quando tratado convencionalmente, gera subprodutos ainda mais tóxicos e carcinogênicos

1. Portanto, bus-

cam-se formas de tratamento para este, sendo uma das alternativas que têm demonstrado melhor eficiência o uso de processos oxidativos avançados. Neste traba-lho, estuda-se a degradação do triclosan utilizando-se fotocatálise heterogênea utilizando-se ZnO livre como semicondutor.

Parte Experimental

O semicondutor foi caracterizado por técnicas

espectroscópicas, difração de raios-x e espalhamento de luz dinâmico. Os estudos foram realizados utilizan-do-se 250 mL de uma solução 10 mg L

-1 de TCS e o

estudo de degradação foi realizado utilizando-se um reator de bancada equipado com uma lâmpada de vapor de mercúrio de 125 W. A eficiência do processo de degradação do triclosan foi acompanhada por Cro-matografia Líquida de Alta Eficiência e a capacidade de mineralização do sistema foi avaliada por Carbono Orgânico Total.


Foram estudados dois métodos fotoquímicos

de degradação: a fotólise e a fotocatálise heterogênea utilizando-se ZnO como semicondutor. Primeiramente, avaliou-se a eficiência dos dois processos fotoquímicos na degradação de uma solução 10 mg L

-1 de triclosan

via cromatografia líquida. Os resultados mostraram (Figura 1) que neste

intervalo de tempo, ambos os processos foram eficien-tes na degradação do TCS, reduzindo a praticamente zero a concentração deste composto em solução. É importante ressaltar que, assim como esperado, o pro-cesso catalítico foi mais rápido na degradação que o processo não-catalítico.

Além disso, durante o processo de fotodegra-dação, pode ocorrer a geração de subprodutos ainda mais carcinogênicos

1. Assim, Avaliou-se, também, a

capacidade de mineralização, ou seja, de transformar quimicamente os subprodutos orgânicos em compostos

mais simples tais como CO2, H2O e ácidos. Ambos os processos obtiveram taxas de mineralização parecidas (cerca de 40%), portanto, não houve uma diferença significativa entre os processos. Entretanto, é importan-te destacar que estudos para determinar intermediários de reação utilizando-se cromatografia líquida acoplada a um espectrômetro de massas e avaliar a toxicidade dos subprodutos ainda são necessários. De acordo com a literatura

2, quando o triclosan é exposto apenas

à radiação UV há a formação de dioxinas que são mais tóxicas que o próprio triclosan.

Figura 1. Gráfico da variação da concentração de tri-

closan com o tempo de fotodegradação.

Conclusões

Podemos concluir que ambos os processos são eficientes para degradar o triclosan, apresentado remo-ção de praticamente 100% em apenas 90 minutos de tratamento. Os dois processos permitiram também a mineralização do triclosan (> 50% em 1440min). Entretanto, é importante destacar que há necessidade de estudos mais aprofundados quanto à determinação de intermediários de reação e toxicidade.

Agradecimentos

Ao SISU-MEC pela bolsa concedida. À UEPG e

ao C-LABMU pelas análises e oportunidades. A UTFPR pela disponibilização do HPLC para as análises. __________________ 1TIBURTIUS, E. R. L.; SCHEFFER, E. W. O. Triclosan: Destino no Meio

Ambiente e Perspectivas no Tratamento de Águas de Abastecimento Público.

Revista Virtual de Química, v. 6, n. 5, p. 1144-1159, 2014. 2YU, C; et. al. Photocatalytic oxidation of triclosan. Chemosphere, v. 65, p.

390-399, 2006.





Degradação do Triclosan (TCS) por fotocatálise heterogênea utilizando

semicondutor TiO2 imobilizado em biopolímero

Vitor S. Kosera1(PG) *, Eduardo S. Chaves2(PQ), Elaine R. L. Tiburtius1(PQ)

[email protected]

1 Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil. 2 Departamento de Engenharia Química, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, UTFPR/PG, PR, Brasil.

Palavras-chave: Alginato de sódio, Catalisador.

Introdução

O triclosan (5-cloro-2-(2,4-diclorofenoxi)fenol) é um composto com ação antimicrobiana e fungicida, utilizado principalmente em produtos de higiene pessoal, havendo relatos da sua presença no meio ambiente1. Os problemas relacionados a este são conhecidos e documentados, por exemplo, há relatos da sua fototransformação no ambiente e possível conversão em derivados de maior toxicidade, como clorofenóis em estações de tratamento de esgoto1. Dentro deste contexto, estudos envolvendo a fotocatálise heterogênea tem apresentado bons resultados em uma ampla gama de compostos, tendo como limitação a dificuldade de separação do catalisador do produto final da reação2-4. Desta maneira, o presente trabalho busca apresentar uma alternativa realizando a imobilização do TiO2 em alginato de sódio (biopolímero).

Parte Experimental

O TiO2 foi imobilizado em alginato de sódio com base na literatura e as condições otimizadas. A caracterização das esferas foi realizada através do teste de cinzas e EDS. Os estudos de degradação foram realizados em reator de bancada com capacidade de 250 mL, equipado com lâmpada de vapor de mercúrio de 125W. A avaliação da influência das variáveis relevantes no processo de degradação de soluções aquosa de 10 mg L-1 de TCS foi realizada por meio de planejamento fatorial de experimentos 22 com ponto central. Os fatores estudados foram pH e concentração de semicondutor. As concentrações de TCS foram determinadas através cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), sendo a faixa linear de 0,1-10 mg L-1, R2=0,999 e LQ=1mg L-1.


Inicialmente as condições utilizadas na CLAE foram otimizadas, ficando estabelecida como fase móvel acetonitrila:água (70:30) v/v, fase estacionária de coluna

C-18, fluxo de 1 ml min-1 e detecção em =280 nm. Posteriormente, o TiO2 foi imobilizado em alginato de sódio e caracterizado por EDS. As imagens de EDS

permitiram verificar que o TiO2 estava distribuído de maneira uniforme sobre a superfície da esfera. Após a otimização do processo (resultados não apresentados) avaliou-se a sua eficiência. Comparando o sistema de degradação utilizando o semicondutor livre e imobilizado (Figura 1), podemos observar que não há diferença significativa entre os processos uma vez que após 10 minutos de reação não foi possível quantificar o TCS.

0 20 40 60 80 100

0

20

40

60

80

100

Rem

oçã

o d

o T

CS

(%

)

Tempo (min)

TiO2 Livre

TiO2 imobilizado

Figura 1: Degradação do triclosan via Focatálise heterogênea (TiO2 livre e imobilizado).

Conclusões

O estudo de degradação demonstrou que ambos sistemas (livre ou imobilizado) permitiram remoção de praticamente 100% do TCS. Assim, o sistema imobilizado pode ser uma grande alternativa para o tratamento de águas contaminadas por TCS uma vez que a separação do catalisador é facilitada.

Agradecimentos

Capes; CNPq (Processo: 477962/2013-0); GDMIT; UTFPR; LabMI; C-Labmu. __________________ 1Yueh, M. e Tukey, R. H. Annual Review of Pharmacology and Toxicology,

2016, 56, 251-272. 2Stamatis, N. et al. Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 2014,

89, 1145-1154. 3Ibhadon A. O. e Fitzpatrick P. Catalysts, 2013, 3 189-218. 4Teoh, W. Y.; Scott, J. A. e Amal, R. The Journ. of Phys. Chem. Letters, 2012,

3 629-639.





Determinação e análise da isoterma de adsorção para íons Cu2+ em presença

de silsesquioxano imidazólico

Bianca G. Chemin (IC)*1, Ariane C. Ribicki (PG)1, Viviane J. Van Handel (PG)1 e Sérgio T. Fujiwara (PQ)1

*[email protected]

1 Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa (UEPG), PR, Brasil.

Palavras-chave: adsorção, silsesquioxano, capacidade de troca.

Materiais híbridos orgânico–inorgânicos são constituídos pela combinação dos componentes orgânicos e inorgânicos que, normalmente, apresentam propriedades complementares dando origem a um único material com propriedades diferenciadas daquelas que lhe deram origem. A combinação da estabilidade térmica e química dos materiais cerâmicos com a processabilidade e flexibilidade dos compostos e polímeros orgânicos possibilitam a junção das propriedades ópticas, mecânicas e térmicas dessas duas classes de materiais, e desta forma, atrai a aplicação comercial desses materiais híbridos1,2. A grande vantagem de se obter os materiais híbridos é devido à diversificada aplicação. Um mesmo material pode oferecer vários campos diferentes, desde a construção de eletrodos eletroquímicos, nanoreatores para fabricação de nanopartículas metálicas, até a adsorção de íons metálicos3,4,5. O objetivo do presente trabalho foi aplicar o silsesquioxano imidazólico com adsorvente de íons Cu2+

para fins ambientais.

material, colocado em contato com as soluções e deixou- os em um shaker a temperatura de 28º C.

A determinação da capacidade de troca (CT) é uma

análise primordial para definir se o material sintetizado

pode ser ou não utilizado em processos adsortivos. O

resultado de CT médio para o material foi de

2,944±0,004 mmol/g. Segundo os valores de CT

encontrados na literatura6, o resultado indica o uso do

material como adsorvente de íons metálicos. Os estudos

de adsorção foram realizados em solução aquosa de

Cu2+ com o silsesquioxano imidazólico e o valor médio foi

de aproximadamente 4,0 mmol de Cu2+/g do material.

Magosso e colaboradores (2006) encontraram perfis

similares para isotermas de adsorção para os íons Zn2+,

Cd2+ e Hg2+ com um silsesquioxano iônico5. Esses

resultados mostram que o novo material híbrido

sintetizado pode ser utilizado para adsorção de íons

Cu2+, mas precisam ser feitos mais estudos, como

aplicações de modelos.

Determinação da Capacidade de Troca A capacidade de troca do silsesquioxano foi determinada por meio de titulação potenciométrica de cloretos. Para isso, pesou-se aproximadamente 0,1 g do material sintetizado em aproximadamente 25 mL de água destilada e 3 mL de HNO3 a 20% em volume. Posteriormente, o conteúdo foi titulado com uma solução padronizada de AgNO3 0,0106 mol L-1. Foi utilizado um eletrodo de Ag/AgCl como referência e um fio de Ag como eletrodo de trabalho conectados a um multímetro para a determinação dos valores de potenciais. Em seguida, foram construídas as curvas do potencial relativo do sistema em função do volume de AgNO3

adicionado. Com esses dados, foi possível encontrar o ponto de inflexão da curva e obter a quantidade de cloretos trocáveis por grama de material.

Isoterma de adsorção Foram preparadas soluções aquosas de CuCl2 nas concentrações de 7,35.10-3 mol L-1 a 0,0735.10-3 mol L-1. Em seguida foram pesadas aproximadamente 0,05 g do

A isoterma de adsorção mostrou a viabilidade do uso do material híbrido na remoção de íons Cu2+ conforme resultados da literatura. Como passo seguinte, serão realizados estudos teóricos e também o material será utilizado na remoção de outros íons.

UEPG, GDMIT e C-LABMU

1 Benvenutti, E.; Moro, C.; Costa, T.; Gallas, M., Quím. Nova, 2009, 32. 2 José, N. M. ; Prado, I; Química Nova, 2005, 28. 3 Jesus, C.; Santos, W.; Canestraro, C., D.; Zucolotto V.; Fujiwara, S., T.;

Gushikem, Y.; Wohnrath, K.; Pessôa, C., A., Sensors and Actuators B,

2013,186. 4 Santos, V.; Santos, M.; Jesus, C., G.; Fujiwara, S., T.; Garcia, J., R.; Pessôa,

C., A.; Wohnrath, K. International Journal of Electrochemical Science, 2013,

8. 5 Magosso, H.; Panteleimonov, A., V.; Kholin, Y., V., Gushikem, Y. Journal of

Colloid and Interface Science, 2006, 303. 6 Fujiwara, S., T.; Gushikem, Y.; Alfaya, R., V., S. Physicochemical and

Engineering Aspects, 2001, 178.

Conclusões Parte Experimental

Introdução


Agradecimentos






Introdução


E

(C)

Conclusões

(B)

Ausência de AD

4,76 x 10-4

mol L-1

de AD

EPC grafite

EPC 14 EPC 15

EPC 16

EPC 17

EPC 23

(A)

6

I (

A)

Utilização de nanocompósitos TiO2/C para a preparação de eletrodos de pasta

de carbono com potencial aplicação na detecção de adrenalina

Bianca Siqueira Schveigert1* (IC), Dhésmon Lima

1 (PG), Elias da Costa

2 (PQ) Christiana Andrade Pessôa

1

(PQ).*[email protected] 1

Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil. 2

Departamento de Química, Universidade Estadual do Paraná, UNESPAR, PR, Brasil

Palavras-chave: eletrodos de pasta de carbono, nanocompósitos, óxido de titânio.

nanocompósitos TiO2/C. Estudos em diferentes

Os eletrodos de pasta de carbono (EPC) são extensivamente utilizados em Eletroquímica e Eletroanalítica, visto que reúnem em si características desejáveis no que diz respeito ao desenvolvimento de sensores eletroquímicos

1, como fácil preparação, baixo

custo, superfície renovável e também possibilidade de utilização em uma ampla faixa de potenciais.

2O dióxido

de titânio (TiO2) encontra aplicações em diversas áreas devido às suas propriedades eletrocatalíticas e semicondutoras, alta estabilidade contra fotocorrosão, superfície hidrofílica e fotoatividade sob radiação ultravioleta. Tais características, juntamente com seu baixo custo, possibilitam sua utilização em ramos da

velocidades de varredura (ν) do EPC 15 na presença da sonda eletroquímica mostraram uma relação linear entre

a Ipa e ν1/2

, indicando que o processo de transferência de carga é controlado pela difusão dos íonsFe(CN)

4-/3-. O

EPC 15 foiaplicado na determinação do neurotransmissor adrenalina (AD), cujo comportamento voltamétrico revelou um pico irreversível em 0,405 V e um par de picos redox em -0,095 V e- 0,190 V(Figura 1B), os quais correspondem ao processoeletroquímico- químico-eletroquímico descrito pela sequência de reações apresentada na Figura 1C. Figura 1:(A) Voltamogramas cíclicos de EPC preparados com

diferentes nanocompósitos TiO2/C. (B) Voltamogramas

tecnologia, comono desenvolvimento de sensores químicose em dispositivos paraprodução de energia.

3,4

cíclicos do EPC 15 na presença de 4,76 x 10-4

(C) Mecanismo da reação redox da AD. 800

mol L-1

de AD

Neste sentido, o presente trabalho descreve o emprego de nanocompósitos de TiO2/C para a preparação de EPC, com objetivo de combinar as propriedades condutoras dos materiais de carbono e as propriedades eletrocatalíticas do TiO2, para a obtenção de sensores eletroquímicos.

Parte Experimental Os EPCforam preparados por meio da mistura física dos nanocompósitos de TiO2/C (obtidos em diferentes temperaturas de pirólise, de 600ºC à 900º C, de acordo

com literatura5) com uma alíquota de óleo mineral,

seguida de homogeneização. A seguir, compactou-se a pasta na extremidade do corpo do eletrodo, o qual consistia de um tubo plástico, contendo no seu interior um disco de platina conectado a um fio de cobre para contato elétrico. Após a confecção dos eletrodos, realizou-se estudospor meio da técnica de voltametria

600

400

200

0

-200

-400

-600

-800

-1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0 1,5

E vs. Ag/AgCl (V)

60

30

0

-30

-60

-0,3 0,0 0,3 0,6 0,9

E vs. Ag/AgCl (V)

cíclica, utilizando como sonda eletroquímica uma solução equimolar de K3Fe(CN)6/K4Fe(CN)6 0,05 mol/L.

Foram realizados estudos voltamétricos de EPC confeccionados com TiO2/C obtidos em diferentes condições,

5sendo os resultados mostrados na Figura 1.

Pode ser observado que o EPC 15 (temperatura de síntese: 40ºC; proporção TiO2: álcoolfurfurílico: 1:0,6; [H

+]: 0,1 mol/L; temperatura de pirólise: 900 °C)

apresentou uma maior intensidade de corrente (Ipa=

O EPC 15 apresentou melhor resposta eletroquímica, com maiores valores de Ip e menores valores de Ep. A obtenção de picos bem definidos na presença de AD sugere que o mesmo pode encontrar aplicações na determinação deste neurotransmissor. Assim, os resultados obtidos indicam que a sinergia entre os materiais de carbono e o TiO2pode proporcionar propriedades atrativaspara sensores.

À UEPG, ao GDEM e ao MEC.

315,04 μA e Ipc= - 308,36μA) e menor separação entre os potenciais de pico ( p =0,375 V), sendo este o 1Uslu, B.; Ozkan, S. A. AnalyticalLetters, 2007,40, p. 820. 2Kalcher, K. Electroanalysis, 1990, 2, p. 419 escolhido para os estudos posteriores. As melhores respostas do EPC 15 em relação ao EPC-grafite evidenciaram as propriedades eletrocatalíticas dos

3Hoffman, M. R. et al.ChemicalReviews,1995, 95, p. 69-73. 4Zainal, Z. et alJournalofHazardousMaterials, 2005, 118, p.197. 5Costa, E.; Zarbim, A.MaterialsResearchBulletin, 2013, 48, p. 582-584.

Agradecimentos

I (

A)






Eletrodeposição de cobalto em eletrodo de carbono grafite expandido

aplicado como dispositivo de armazenamento de energia

Cleverson S. Santos1(PG)*

, Rafaela, D. Oliveira1(PG)

, Luís F. Marchesi2(PQ)

, Christiana A. Pessoa1(PQ)

*[email protected]

1 Departamento de química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

2 Departamento de química, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, UTFPR, PR, Brasil.

Palavras-chave: Supercapacitor, Cobalto, Grafite.

A poluição e o aquecimento global entre outros problemas estão associados ao uso de combustíveis fósseis. A redução destes problemas é um objetivo cada

O perfil eletroquímico dos eletrodos CG/Co sem e com o tratamento eletroquímico em meio ácido (2V, 250s) dos eletrodos de CG podem ser vistos e comparados na Fig.1.

0.15

vez mais importante que pode ser alcançado através do desenvolvimento de outras fontes de energia e tecnologias de armazenamento. Recentemente, tem havido um grande interesse em desenvolver sistemas de armazenamento de alta densidade de energia e de alta potência, tais como os supercapacitores. Estes dispositivos podem ser construídos utilizando diferentes

0.10

0.05

0.00

-0.05

-0.10

-0.15

2.5

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4

E (V) vs Ag/AgCl

0.3

0.2

0.1

0.0

-1 0 1 2 3 4 5 6 7 8

Tempo (s)

materiais, tais como carbonáceos, óxidos e hidróxidos de metais de transição. Materiais à base de carbono são frequentemente utilizados devido à condutividade eletrônica ao custo relativamente baixo e a elevada área superficial. Estas propriedades podem ser combinadas com nano/microestruturas de óxidos e hidróxidos de cobalto, pois estes são candidatos promissores para o

2.0

1.5

1.0

0.5

0.0

-0.5

-1.0

-1.5

-2.0

0.0 0.1 0.2 0.3 0.4

E (V) vs Ag/AgCl

0.4

0.3

0.2

0.1

0.0 -20 0 20 40 60 80 100 120 140

Tempo (s)

desenvolvimento de dispositivos de armazenamento de energia, devido à elevada capacitância, baixo custo, baixa toxicidade e a estabilidade em meio alcalino. Portanto, o objetivo deste trabalho consiste no desenvolvimento de dispositivos de armazenamento de energia, utilizando eletrodos de carbono grafite (CG) modificados pela eletrodeposição de hidróxido de cobalto.

Os eletrodos de CG foram obtidos de pilhas de

Leclanché de 1,5 exauridas. A superfície das extremidades dos eletrodos foram polidas e isoladas com resina epóxi comercial. Com o intuito de aumentar a área superficial dos eletrodos CG, estes foram submetidos ao tratamento eletroquímico, que consistiu na aplicação potenciostática de 2V com diferentes tempos (250 e 500s) em meio de ácido sulfúrico 0,5 mol L

-1. Em seguida

os eletrodos CG foram modificados pela eletrodeposição potenciostática de cobalto utilizando potencial catódico de 0,5 V em diferentes tempos (600 e 1200s). Tanto o perfil voltamétrico quanto o cronopotenciométrico dos eletrodos modificados com cobalto (CG/Co) foram avaliados em meio de NaOH 0,5 mol L

-1 com janela de

varredura de 0,0 a 0,4 V, e densidade de corrente de 1 mA cm

2, respectivamente.

Fig. 1. (A) e (B) perfil eletroquímico dos eletrodos CG/Co sem

tratamento eletroquímico do eletrodo CG. (C) e (D) com o

tratamento eletroquímico. Os voltamogramas dos eletrodos

CG/Co, assim como os cronoamperogramas galvanostáticos

(1,0 mA cm-2

) foram obtidos em NaOH 0,1 mol L-1

.

Comparando as intensidades de correntes de picos dos eletrodos sem e com o tratamento eletroquímico, verifica-se que após o tratamento os eletrodos CG/Co apresentaram valores de correntes cerca de 10 vezes maiores. Além dos maiores valores de corrente, o eletrodo CG/Co com tratamento eletroquímico apresentou maior capacitância (0,9 mF cm

-2) em

comparação ao eletrodo sem tratamento (6,0 mF cm-2

) esses valores estão corretos. Este aumento nos valores de corrente e de capacitância se deve ao aumento da área superficial e consequentemente da maior quantidade de Co eletrodepositado, proporcionado pelo tratamento eletroquímico.

Os resultados mostram que o tratamento dos eletrodos de CG promoveu o aumento da área superficial e da capacitância apresentada pelo Co depositado, tornando este eletrodo promissor como supercapacitor.

Capes, Fundação Araucária, GDEM.

Agradecimentos

Conclusões

Parte Experimental

Introdução


CG/Co Co(III)

(A)

Co (II)

CG/Co

(B)

CG/Co Co (III)

Co (II) (C)

CG/Co

(D)

I (m

A)

I (m

A)

E (

V)

vs A

g/A

gC

l E

(V

) vs A

g/A

gC

l






Caracterização do corante azo Alaranjado de Metila adsorvido em matriz de

Hidroxissal Lamelar

Daiane A. R. Nogueira*¹ (PG), Monielly V. Machado¹ (IC), Tânia M.P. Zanela¹ (PG), Carlos A. Policiano¹ (PQ),

Elthon F. Passos¹ (PG), Rafael Marangoni¹ (PQ). *[email protected]

1Departamento de Química (LabMat), Universidade Estadual do Centro-Oeste, UNICENTRO, PR, Brasil.

Palavras-chave: Alaranjado de Metila, Hidroxissal Lamelar, Caracterizações.

Os materiais lamelares são compostos cuja estrutura cristalina é constituída por unidades denominadas lamelas1. Estas lamelas se formam através de ligações covalentes e permanecem unidas entre si. Compostos desta natureza são amplamente estudados por serem sistemas multifuncionais, ou seja, compostos de intercalação que permitem alocar espécies químicas (ânions, cátions, átomos e macromoléculas) entre suas lamelas, em uma região conhecida como espaço interlamelar ou lacuna de Van der Waals. Desta forma, suas funções podem ser de carácter estrutural, de transporte ou armazenamento de energia². Estes sistemas são constituídos de fases, em que cada uma delas é escolhida para executar uma função de acordo com suas características, portanto, os materiais multifuncionais são capazes de atingir uma maior flexibilidade de aplicações, aumentando assim a eficiência de um sistema.

O adsorvente hidroxinitrato de zinco foi sintetizado

através do método de co-precipitação a pH crescente e em temperatura ambiente. O nitrato de zinco hexahidratado foi dissolvido em água destilada e mantido

sob agitação constante. Após, uma solução de hidróxido de sódio foi gotejada, com auxílio de bomba peristáltica e

sob velocidade de 1 rpm, por aproximadamente 4 horas sobre a mesma. O precipitado obtido foi lavado cinco

vezes com água destilada para retirada do excesso de

íons livres presentes na solução, e seco em estufa a 70°C. As soluções de alaranjado de metila foram

preparadas em concentrações de 100 a 1000 mg L-1. Após o processo de adsorção foi coletado o adsorvente

restante, e analisado através da técnica de difração de Raio-X, microscopia eletrônica de varredura e

espectroscopia dispersiva de Raio-X.

para este material, com espaçamento basal de 9,64 Angstrons, conforme observado em outros trabalhos da literatura[1,2]. Os difratogramas para materiais após a adsorção mostraram o aparecimento de uma nova fase referente a intercalação do corante no espaço interlamelar do material.

As imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) identificaram as morfologias das amostras, em que o hidroxinitrato de zinco reflete a microestrutura e seu hábito lamelar típico de um HSL, que é representado por placas. Através das imagens, pôde-se observar que o corante alaranjado de metila foi adsorvido nas placas de HSL, mas que a morfologia do hidroxinitrato de zinco foi mantida.

A espectroscopia de energia dispersiva de Raio-X (EDS), identificou as porcentagens atômicas dos elementos nos materiais, em concentrações e temperaturas diferentes. Percebe-se que na medida que a concentração aumenta, a quantidade de zinco tende a reduzir, isso ocorre pois há uma quantidade maior de moléculas de corantes em contato com as lamelas, o que se confirma através das porcentagens de enxofre que aumentam em concentrações mais elevadas.

O estudo da remoção do corante alaranjado de metila por hidroxinitrato de zinco se mostrou eficiente, indicando através das técnicas de DRX, MEV e EDS, que ocorreu a adsorção, fato evidenciado pelo aparecimento de uma nova fase nos difratogramas, sem modificação na morfologia do material.

Os autores agradecem as agências de fomento Capes, Fundação Araucária, CNPq e FINEP.

1.MARANGONI, R; RAMOS, L.P.; WYPYCH, F. Journal of Colloids and

Interface Science. v. 330, p. 303, 2009.

² WYPYCH, F. Compostos de intercalação em Dicalcogenetos de Nióbio e

Tântalo. Rio de Janeiro, 1988. 16p

O difratograma de Raio-X (DRX) para o hidroxinitrato de zinco sintetizado indicou que a matriz lamelar possui boa cristalinidade e um padrão de difração característico

Conclusões

Agradecimentos

Introdução

Parte Experimental







Estudo Termodinâmico de Adsorção de Alaranjado de Metila em Hidroxinitrato

de Zinco

Daiane A.R.Nogueira*¹ (PG), Monielly V. Machado¹ (IC), Tânia M.P. Zanela¹ (PG), Carlos A. Policiano¹ (PQ), Elthon

F. Passos¹ (PG), Rafael Marangoni¹ (PQ). *[email protected]

1Departamento de Química (LabMat), Universidade Estadual do Centro-Oeste, UNICENTRO, PR, Brasil.

Palavras-chave: Hidroxinitrato de Zinco, Alaranjado de Metila, Parâmetros termodinâmicos.

absorbâncias foram medidas em um espectrofotômetro

em comprimento de onda máximo de 465 nm.

Os efluentes contendo moléculas de corantes, além da poluição visual, provocam alterações em ciclos biológicos, modificam o ecossistema e afetam principalmente o processo de fotossíntese [1]. Além deste fato, estudos demonstram que algumas classes de corantes, principalmente os que possuem o grupo funcional azo e seus subprodutos, podem ser carcinogênicos e/ou mutagênicos. A adsorção é uma técnica conhecida para o tratamento destes efluentes. Esta, pode ser um processo químico ou físico, e é definida como o acúmulo de um determinado elemento ou substância na interface entre a superficie sólida e a solução adjacente, ou seja, adsorvente é o íon ou a molécula em solução com potêncial de ser adsorvido [2]. Os adsorventes utilizados para esta técnica podem ser das mais variadas estruturas, tais como: carvão ativado, argilominerais, solo, turfa, folhas entre outros materiais.

Os Hidroxissais Lamelares (HSL‘s) aparecem

também como potenciais adsorventes. A grande

importância destes materiais como adsorventes, se dá

devido a sua porosidade e grande área superficial

específica, além de ser de fácil produção e baixo custo.

As soluções de alaranjado de metila (AM) foram

preparadas em concentrações de 100 a 1000 mg L-1. Para

os estudos de adsorção, inicialmente foram transferidos

50,0 mL das respectivas soluções, para cada um dos dez

frascos de um agitador mecânico de 10 eixos. As soluções

permaneceram em equilíbrio térmico a 25°, 45° e 55°C por

meio de banho termostatizado, e sob agitação mecânica

constante a 450 rpm. Após as soluções atingirem o

equilíbrio térmico, foi acrescentado 0,1 g do adsorvente

nos respectivos frascos. Alíquotas de 0,1 mL em

duplicatas das soluções foram retiradas durante um

período de 210 minutos, em intervalos de tempo de 5, 10,

15, 20, 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210 minutos, intervalos

A quantidade e porcentagem de alaranjado de metila

removido pelo HSL nas diferentes temperaturas e

concentrações estudas indicaram que quantidade de

material adsorvido aumenta à medida em que a

concentração do corante aumenta. Em contrapartida, a

porcentagem de remoção do alaranjado de metila foi

maior em soluções mais diluídas. O equilíbrio da adsorção

é claramente afetado pela temperatura. A quantidade de

A.M. adsorvido diminuiu de 99.5% de remoção para

94,5% quando a temperatura variou de 298,15K para

328,15K. Para determinação da isoterma do sistema, os

coeficientes de correlação do modelo de Langmuir foram

os mais adequados entre modelos estudados. Isso sugere

que o processo de adsorção ocorre por uma distribuição

homogênea do corante na superfície do HSL, formando

uma monocamada sobre os sítios ativos do adsorvente.

Para os parâmetros termodinâmicos os valores ∆adsH° -

65,32 kJmol-1 e ∆adsS° -223,39 JK-1 mol-¹ indicaram

processo exotérmico e a diminuição da aleatoriedade na

interface, já o valor de ∆adsG° indicou um processo não

espontâneo.

O estudo de adsorção de A.M. por hidroxinitrato de zinco se mostrou eficiente, principalmente em menores temperaturas, indicando um processo exotérmico. Nos modelos de isotermas aplicados, o processo indicou seguir uma isoterma de Langmuir. Os valores ∆adsH° e ∆adsS° confirmam a natureza exotérmica do processo de adsorção e a diminuição da aleatoriedade na interface, enquanto ∆adsG° indicou um processo não espontâneo.

Os autores agradecem as agências de fomento Capes, Fundação Araucária, CNPq e FINEP.

de tempo determinados para controlar a velocidade de adsorção, e o tempo necessário para que a adsorção do

corante sobre a superfície entrasse em equilíbrio. Depois de diluídas e homogeneizadas as amostras, as

1. HAWARY, A.;. Chem. Eng. J. 251, 329–336p. 2014 ² FERNANDES, A.N.; ALMEIDA, C.A.P.; MENEZES, C.T.B.;

DEBACHER, N.A.; SIERRA M.M.D. Journal of Hazardous Materials, p.412-

419, 2007

Conclusões

Agradecimentos

Introdução

Parte Experimental







Parte Experimental

Introdução

Degradação de corante têxtil pelo processo Foto Fenton heterogêneo

utilizando íons férricos naturais de argilas bentonitas.

Daniele Petriu1(IC)*, Elenice H. Caetano

1(PG), Juliana R. Kloss

2(PQ), Sérgio T. Fujiwara

1(PQ)

[email protected]

1 Departamento de Química/ Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

2 Departamento de Química e Biologia / Universidade Tecnológica Federal do Paraná, UTFPR, PR, Brasil.

Palavras-chave: Degradação, argilas, Fenton.

A poluição da água tem se tornado um problema ambiental relevante em todo o mundo. Para este fim, processos oxidativos avançados tem sido promissores para o tratamento de uma ampla classe de compostos orgânicos de difícil degradação. Um dos processos oxidativos avançados muito utilizado é o processo Fenton.

1 Diferentes catalisadores contendo íons ferro

em sua estrutura são utilizados para esse processo, entre eles as argilas aparecem como uma interessante alternativa, que além deste fato apresentam elevada área superficial. Esta área favorece a sua aplicação como catalisador em reações do tipo Fenton, e também, possui alta capacidade de adsorção de diferentes íons de metais pesados, encontrados em baixas

concentrações.2

Desse modo, o objetivo desse trabalho é a degradação de corante têxtil através do processo tipo- Fenton, utilizando argila Bentonita Vulgel em uma reação de catálise heterogênea. Para tanto o teor de ferro na argila Vulgel foi determinado por meio da análise de fluorescência de raios X (FRX).

A degradação do corante azul prociona foi monitorado espectrofotometricamente utilizando-se como resposta a diminuição do sinal registrado no máximo de absorção (594nm), para um determinado intervalo de tempo (figura 1). A eficiência da descoloração é apresentada na tabela 1. Figura 1. Espectro UV-Vis da degradação do corante

azul prociona frente à reação Fenton.

Tabela 1. Eficiência da descoloração da solução de

corante azul prociona frente à reação Fenton.

Através dos resultados de FRX foi possível determinar o teor de ferro obtido para a argila Vulgel, o valor obtido foi 4,78 %, em peso. Após determinado o teor de ferro, foi preparada uma dispersão da argila em água 2%(m/V), utilizando 1 g em 50mL de água, mantendo-se em agitação por 30 minutos. O material em seguida foi imobilizado em lâminas microscópicas de dimensões de 24,5 x 76,2 x 1 mm

3, pré tratadas abrasivamente. O

procedimento para a imobilização foi adicionar a dispersão argilosa nas lâminas microscópicas seguida de secagem na estufa em temperatura de 70°C, por aproximadamente 30 minutos, e calcinação em temperatura de 550°C por 30 minutos. A massa da argila imobilizada nas lâminas foi mensurada obtendo 0,0437g. O processo de degradação foi realizado utilizando um reator com capacidade para 250 mL nas seguintes condições: 250 mL de corante na concentração de 30 mgL

-1, peróxido de hidrogênio 30% (m/V) 140 mgL

-1 e

irradiação através de uma lâmpada de vapor de mercúrio (125 W sem vidro protetor)posicionada verticalmente ao reator fotoquímico. As coletas realizadas foram analisadas no espectrofotômetro UV-Vis, marca Varian Cary 50 Bio, monitorando a absorbância da região de 200 a 800 nm.

Conclui-se que argilas obtiveram um valor satisfatório de degradação, visto que foram utilizados teores naturais de ferro. Estudos futuros visam a modificação das argilas para melhorar a eficiência da descoloração.

UEPG, UTFPR, C-Labmu, Capes.

1 Teixeira, C. P. A. B.; Jardim, W. F. Processos Oxidativos Avançados: conceitos teóricos. Caderno temático, 2004, v. 3. Universidade

Estadual de Campinas (UNICAMP), Campinas.

2 Ramirez, J. H.; Vicente, M. A.; Madeira, L.M. Applied Catalysis B: Enviromental, 2010, v 98, n. 1-2, p. 10-26.


Agradecimentos

Conclusões

Tempo de Reação % eficiência da descoloração

30 minutos 17,29

2 horas 22,92

3 horas 35,63

4 horas 40,01






Introdução

Parte Experimental


n

Caracterização por espectrofotometria UV-Vis de filmes SiPy+Cl-

/AuNPs@ImS3-14 preparados pela técnica Layer-by-Layer

Dauane F. Vaz (IC), Franciane D. de Souza (PQ), Christiana A. Pessôa (PQ), Jarem R. Garcia (PQ), Sérgio T.

Fujiwara (PQ) e Karen Wohnrath (PQ)

Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, Ponta Grossa, PR, Brasil.

Palavras-chave: nanopartículas de ouro, filmes LbL, surfactantes dipolares iônicos.

A preparação de filmes finos através da técnica

Layer-by-Layer (LbL) é um método simples e versátil de crescimento de filmes em multicamadas. Este método baseia-se na deposição alternada de polieletrólitos de cargas opostas em solução aquosa (policátions e poliânions) em substratos em que a interação eletrostática entre estes dois componentes de cargas diferentes seja a força motriz para a montagem de múltiplas camadas

1. Neste trabalho descrevemos a

preparação e caracterização por UV-Vis de filmes LbL, utilizando-se como polieletrólito catiônico o cloreto silsesquioxano (SiPy

+Cl

-) e como polieletrólito aniônico

nanopartículas de ouro sintetizadas na presença do surfactante dipolar iônico ImS3-14.

As nanopartículas de ouro (AuNPs) foram

sintetizadas na presença do surfactante ImS3-14, de acordo com procedimento descrito na literatura,

2

utilizando-se como precursor metálico o sal AuCl3. A preparação dos filmes em multicamadas de silano e

/AuNPs@ImS3-14)2. Conforme pode ser observado na Tabela 1, o filme LbL apresenta três máximos de absorção. A banda de absorção do filme LbL em 532 nm apresentou deslocamento batocrômico em relação a banda de absorção das AuNPs, que pode ser explicado pela interação das AuNPs com o silano na formação do filme. A banda de absorção do filme em 260 nm pode estar relacionada à absorção das AuNps, bem como do silano. E por último, a banda em 210 nm, corresponde a absorção das AuNPs estabilizadas pelo surfactante ImS3-14.

Tabela 1. Comprimentos de onda de absorção máxima

do filme LbL e dos polieletrólitos separadamente.

nanopartículas de ouro (SiPy+Cl

-/AuNPs@ImS3-14) foi

realizada como se segue: uma lâmina de quartzo foi imersa em uma solução de H2O/H2O2/NH3OH (5:1:1) (v/v/v) a 70 °C. Em seguida, a lâmina foi lavada com água e com álcool isopropílico a quente. A lâmina de quartzo limpa foi imersas primeiramente em solução de SiPy+Cl- durante 5 min e, em seguida, foram imersas na solução de AuNPs por 5 min. O substrato foi lavado com água (pH 8, 10 s) e seco após cada imersão. O processo acima descrito foi repetido 30x e a cada bicamada era obtido o espectro de UV-Vis.

O monitoramento do crescimento do filme foi realizado

por meio do uso de espectroscopia de absorção na região do UV-Visível, após cada bicamada. O crescimento do filme LbL (n = 1 a 30 bicamadas) foi acompanhado através do monitoramento da banda em 532 nm e, através da Figura 1.A, observa-se uma dependência linear (R = 1,00) da absorção com o número de bicamadas depositadas, indicando um crescimento uniforme dos filmes de (SiPy+Cl-

/AuNPs@ImS3-14)n. A Figura 1.B apresenta os espectros de absorção do

polieletrólito catiônico SiPy+Cl

-, do surfactante ImS3-14,

das AuNPs@ImS3-14 e do filme (SiPy+Cl

-

Figura 1. A) Abs versus número de bicamadas do filme LbL (SiPy+Cl-/AuNPs@ImS3-14)n. (Gráfico menor: Espectros de absorção UV-Vis do filme LbL.) B) Espectros de absorção dos polieletrólitos separadamente e do filme (SiPy+Cl-/AuNPs@ImS3-14)2.

Os resultados espectroscópicos obtidos mostram que

foram obtidos filmes LbL pela deposição alternada entre o polieletrólitos AuNPs@ImS3-14 e SiPy

+Cl e que há

interação entre os mesmos, em função do deslocamento das bandas de absorção do filme LbL.

UEPG, CNPq e Fundação Araucária.

1 Rivero, P. J. et al. Nanoscale Research Letters, 2013, 8, 438.

2 Souza, B. S. et al. Langmuir, 2012, 28, 833–840.

Agradecimentos

Conclusões

Material Máximos de absorção (nm)

Surfactante ImS3-14 212

SiPy+Cl- 214, 259, 265

AuNPs@ImS3-14 210, 250, 260, 517

(SiPy+Cl-

/AuNPs@ImS3-14)2 210, 260, 532





Introdução

Parte Experimental

Conclusões


Síntese e caracterização de nanopartículas de prata estabilizadas em cloreto

de 3-n-propilpiridínio silsesquioxano

Deize B. S. de Aguiar* (IC), Juliane R. Ciórcero (PG), Sérgio T. Fujiwara (PQ), Jarem R. Garcia (PQ), Christiana A. Pessôa (PQ). *[email protected] Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, Paraná, Brasil.

Palavras-chave: nanopartículas de prata, cloreto de 3-n-propilpiridínio silsesquioxano, borohidreto de sódio.

Figura 1. Espectro de absorção de UV-Vis das AgNps.

Na nanociência estudam-se materiais com pelo menos uma das dimensões físicas na ordem de 1 a 100 nanômetros. As nanopartículas de prata (AgNps) se destacam dentre os nanomateriais metálicos devido às

suas propriedades bactericidas(1,2)

, além de potencial

aplicação na construção de sensores(3,4)

. Estas podem ser sintetizadas por várias técnicas, incluindo o processo de redução do nitrato de prata (AgNO3) à prata livre (Ag

0), com agentes redutores, como borohidreto de sódio

(NaBH4) e glucose. No entanto para aumentar a estabilidade das AgNps é necessário a utilização de agentes estabilizantes, os quais recentemente, o cloreto

de 3-n-propilpiridínio silsesquioxano (SiPy+Cl

-)(5,6)

tem se destacado. Este trabalho teve como objetivo estudar os efeitos da concentração e da ordem de adição do NaBH4

como agente redutor na síntese de AgNps, usando o

SiPy+Cl

- como agente estabilizante.

Nota-se ainda que a maior banda de absorção

ocorre na amostra 1, provavelmente devido à formação de uma maior quantidade de AgNps. Embora a concentração de AgNO3 tenha sido menor, o maior excesso de agente redutor auxiliou na maior quantidade de AgNps formadas. Estes dados corroboram com os valores de potencial zeta e DLS listados na Tabela 2. Tabela 2. Valores de Potencial Zeta e DLS das AgNps.

Para a síntese das AgNps foram preparadas soluções com diferentes concentrações de AgNO3 e NaBH4 listadas na Tabela 1, mantendo-se constante a concentração de SiPy

+Cl

- em 3 g.L

-1. As soluções foram

misturadas em um recipiente de vidro âmbar sob agitação magnética e em banho de gelo por 3 horas

(6).

Tabela 1. Parâmetros para síntese de AgNps.

Amostra [AgNO3]

mM [NaBH4]

mM Ordem de adição

1 1 2 NaBH4 por último

2 2 2,5 NaBH4 por último

3 2 2,5 AgNO3 por último

As AgNps obtidas foram caracterizadas por UV- Vis, Potencial Zeta, DLS e FEG.

A reação que descreve a redução dos íons de Ag+

por meio do agente redutor é: 2AgNO3 + 2NaBH4 2Ag

o + 2NaNO3 + H2 + B2H6

Na Figura 1 são mostrados os espectros de UV- Vis das três amostras. Pode ser observado banda de absorção na faixa de 350 – 450 nm, em todas as amostras, referente a banda plasmon de superfície, indicando a presença de AgNps

(4,6). Na amostra 1, o

máximo de absorção ocorreu em 420 nm. Para as amostras 2 e 3, os máximos de absorção foram observados em 407 e 410 nm, respectivamente. Tais valores evidenciam que possivelmente as AgNps da amostra 1 são maiores que nas demais condições.

Pode também ser observado que todos os valores

de potencial zeta foram superiores a + 30 mV, indicando

que as AgNps formadas são estáveis. Além disso, os

valores positivos indicam que as AgNps estão

estabilizadas pelo SiPy+Cl

-.

Com base nos resultados apresentados conclui-se

que o menor tamanho de partícula é alcançado quando se adiciona o AgNO3 por último. Os valores de Potencial Zeta indicam que as AgNps estão estáveis. Além disto, os valores positivos evidenciam que o agente

estabilizante é o polieletrólitro SiPy+Cl

-. Para uma

otimização da síntese das AgNps, propõe-se realizar um planejamento fatorial e, a partir da melhor síntese, estudar a sua aplicação na construção de sensores eletroquímicos.

Ao GGAETS, GDEM, C-LABMU, Fundação Araucária, UEPG, DAMEC/UTFPR.

1 SOLOMON, S. D.; et al. Journal of Chemical Education, 2007, 84, 322-325. 2 MORONES, J.; et al. Nanotechnology, 2005, 16, 2346-2353. 3 HABIBI, B.; et al. Microchimica Acta, 2012, 177, 185-193. 4 OLIVEIRA, R. D.; et al. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng.

Aspects, 2016, 509, 638-647. 5 ESTEVAM R. B.; et al. Surface e Coatings Technology, 2015, 275, 2-8. 6 MATSUSHITA, A. F. Y. et al. Publ. UEPG Ci. Exatas Terra, Ci. Agr. Eng.,

2012, 18, 39-50.

Agradecimentos

Amostra Zeta (mV) DLS (nm)

1 + 41,5 194

2 + 36,4 121

3 + 33,8 26






Introdução

Parte Experimental


Conclusões

-

Síntese e caracterização de nanopartículas de ouro estabilizadas em cloreto de

3-n-propil-(2-amino-4-metil)piridínio silsesquioxano

Dhésmon Lima1* (PG), Ariane Ribicki1 (PG), Giselle Nathaly Calaça1 (PQ), Karen Wohnrath1 (PQ), Juliana Inaba1

(PQ)1, Sérgio Toshio Fujiwara1 (PQ), Christiana Andrade Pessôa1 (PQ).


*[email protected]

Palavras-chave: nanopartículas de ouro, cloreto de 3-n-propil-(2-amino-4-metil)piridínio silsesquioxano.

uma distribuição bimodal nos valores de diâmetro

As propriedades únicas apresentadas pelo ouro na forma nanoestruturada faz com que nanopartículas deste material (AuNps) encontrem aplicações em áreas como biomedicina, ciências farmacêuticas, catálise1 e no desenvolvimento de sensores para detecção de analitos de importância biológica, farmacológica, industrial e ambiental.2 Devido à sua alta área superficial, as nanopartículas metálicas são termodinamicamente instáveis e tendem a sofrer aglomeração.3 Assim, estratégias para que nanopartículas em suspensão sejam estabilizadas precisam ser aplicadas a fim de se superar as forças atrativas, e, deste modo, conservar as propriedades do nanomaterial. Neste sentido, o presente trabalho visa sintetizar e caracterizar AuNps, empregando como agente estabilizante o polímero inorgânico cloreto de 3-n-propil-(2-amino-4-metil)piridínio silsesquioxano (Si2A4MPy+Cl-).

Nanopartículas de ouro (AuNps) foram obtidas por meio da redução química do complexo [AuCl4]- (6,75 mmol L-1), empregando o silsesquioxano Si2A4MPy+Cl- (9,0 g L-1) como agente estabilizante e NaBH4 (13,5 mmol L-1) como agente redutor. Em um balão, foram adicionadas alíquotas de 2 mL de soluções de cada reagente, na seguinte ordem e sob agitação: primeiramente, a solução do complexo [AuCl4 ], seguido pela adição de Si2A4MPy+Cl- e por fim, da solução de NaBH4 (1 gota s-1).

hidrodinâmico, com máximos em 19,9 ± 7,0 nm e em 254,6 ± 105,7 nm, de modo que o maior diâmetro obtido pode ser constituído de agregados das AuNps. As AuNps apresentaram um valor de potencial zeta igual a +62,3 mV, o que comprova que as mesmas são positivamente carregadas e estáveis em suspensão, com pequena tendência de sofrerem coalescência. O espectro de FTIR obtido para o Si2A4MPy+Cl- mostrou bandas em 3310 e 3104 (ν –NH2), 1665 e 1584 (anel piridínio), 1044 (νass Si-

O-Si) e 797 cm-1 (νsim Si-O-Si). Para as AuNps- Si2A4MPy+Cl-, foram observadas bandas em 3312, 3156, 1663, 1585, 1071 e 791. O deslocamento das bandas referentes aos grupos -NH2 e Si-O-Si pode ser um indicativo da interação entre o Si2A4MPy+Cl- e as AuNps, no sentido de que tais grupos podem estar envolvidos na estabilização das nanopartículas formadas.

Figura 1. (A) Espectro UV-VIS para a suspensão AuNps-

Si2A4MPy+Cl-. (B) Espectros de FTIR de filmes cast de

Si2A4MPy+Cl- e da suspensão AuNps-Si2A4MPy+Cl-. 3

2

1

0

A reação se processou durante 4 horas, em banho de gelo. As AuNps foram caracterizadas por espectroscopia

200 300 400 500 600 700 800

Comprimento de onda (nm) 3500 3000 2500 2000 1500 1000

Número de onda (cm-1)

na região do UV-VIS e do infravermelho (FTIR), espalhamento dinâmico da luz (DLS) e por medidas de potencial zeta. Os espectros de FTIR foram obtidos a partir de filmes cast de solução 9 g L-1 de Si2A4MPy+Cl- e da suspensão de AuNps, em substratos de silício.

Resultados preliminares obtidos por UV-VIS evidenciaram que as AuNps estabilizadas pelo silsesquioxano apresentaram três bandas: a primeira em 234 nm, correspondente às transições π→π* dos anéis piridínio da estrutura do Si2A4MPy+Cl-; a segunda em 295 nm,

O silsesquioxano Si2A4MPy+Cl- foi empregado com êxito como agente estabilizante de AuNps, sintetizadas pelo método da redução química. As nanopartículas obtidas foram estáveis em suspensão, apresentando um diâmetro hidrodinâmico de aproximadamente 19,9 nm. Neste sentido, os resultados apresentados comprovam a considerável potencialidade de aplicação do Si2A4MPy+Cl- na obtenção de materiais nanoestruturados.

À UEPG, ao C-labmu, à CAPES e ao GDEM.

referente à transferência de carga intermolecular entre os grupos 2-amino-4-metilpiridínio presentes nas extremidades das cadeias poliméricas; e, por fim, uma banda em 520 nm, proveniente do efeito de ressonância plasmon de superfície característico das AuNps (Figura 1A). A distribuição de tamanho obtida por DLS evidenciou

1Noruzi, M. Bioprocess and Biosystems Engineering, 2015, 38, p. 1-14. 2Saha, K. et al. Chemical Reviews, 2012, 112, p. 2739-2779. 3Vollmer, C.; Janiak, C. Coordination Chemistry Reviews, 2011, 255, p. 2039-

2057.

Agradecimentos

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0,0

400 500 600 700 800


(A)

Si2A4MPy+Cl

-

AuNps-Si2A4MPy+Cl

- (B)

Ab

so

rbân

cia

(u

.a.)

Ab

so

rbân

cia

(u

.a.)

Tra

ns

mit

ân

cia







Introdução

Metodologia computacional


Perovskitas ferroelétricas livres de Chumbo: Investigação teórica do SnTiO3

Eduardo Felipe Neves (IC)¹ Luis H. da S. Lacerda (PG)², Sérgio R. de Lazaro (PQ)².

¹ Departamento de Engenharia de Materiais, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, Paraná, Brasil. ² Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, Paraná, Brasil.

Palavras-chave: Química Computacional, DFT, SnTiO3.

Os materiais semicondutores são amplamente empregados no desenvolvimento de dispositivos eletrônicos. Dentre os materiais semicondutores, destaca-se a classe de materiais perovskita devido as suas propriedades eletrônicas, ópticas, ferroelétricas e piezoelétricas; sendo que, tais materiais apresentam estequiometria ABO3. O SnTiO3 (STO) é um material tipo perovskita que tem atraído o interesse de pesquisadores porque seu emprego no desenvolvimento de vários dispositivos tem se mostrado como uma alternativa para substituição do PZT, uma vez que não apresenta Pb em sua composição. A necessidade de substituição do Pb em materiais deve-se aos altos riscos ao meio ambiente

oriundo da alta toxicidade.1

Assim sendo, as propriedades eletrônicas e estruturais do STO foram investigadas para entender se há viabilidade de sua aplicação como substituto para os materiais PZT.

Os modelos para investigação do STO na estrutura cristalina tetragonal (P4mm) foi construído com base nos parâmetros de rede experimentais para o mesmo (a=3,80 Â e c= 4,09 Â), Figura 1. Os átomos de Ti e Sn foram descritos pelos conjuntos de base 8-6411(31d)G e ECP28MDF-411(51d)G, respectivamente; enquanto que, os átomos de O foram descritos por cinco conjuntos de

Os resultados estruturais obtidos indicaram parâmetros de rede em concordância com resultados experimentais reportados na literatura. Os modelos investigados apresentaram erros absolutos inferiores a 1% na determinação dos parâmetros de rede do STO; todavia, o modelo que descreveu os átomos de O por meio do conjunto de base 6-31d1 apresentou erros de 2% e 12% para descrição dos parâmetros de rede a e c, respectivamente. As propriedades eletrônicas do STO foram investigadas através da avaliação do Eg. Os

valores de Eg observados para os modelos variaram entre 2,67 eV e 2,98 eV; entretanto, não foram encontrados resultados experimentais na literaturas. A eficiência dos conjuntos de base para descrição dos átomos de O foi avaliada também com base na Energia Eletrônica Total (Tabela 1). Conforme observado, o conjunto 8-411d11f apresentou a menor energia; de tal modo, observa-se uma maior estabilidade eletrônica para o sistema descrito por esse conjunto de base. De tal modo, o conjunto 8-411d11f demonstrou os melhores resultados, tanto para os parâmetros de rede quanto para a energia eletrônica total do sistema.

Tabela 1. Energia eletrônica total da célula unitária para o STO utilizando diversos conjuntos de base.

Funcional de Densidade (DFT) junto com o funcional híbrido B3LYP.

Figura 1. Estrutura cristalina para o STO na simetria tetragonal P4mm.

Os resultados teórico-computacionais obtidos estão em concordância com os resultados experimentais observados na literatura para o STO. Dentre os conjuntos de base, o melhor foi o conjunto 8-411, pois apresentou melhores resultados na determinação das propriedades estruturais e eletrônicas do STO.

Os autores agradecem a UEPG e CAPES.

¹ Matar, S. F.; Baraille, I.;Subramanian, M. A. Chemical Physics, 2009,

v. 355, n. 1, p. 43-49. ² Taib, M. F. M.; Yaakob, M. K, Hassan, O. H. & M. Z. A. Integrated Ferroeletrics, 2013, Yahya, Volume 142.

Conclusões

Agradecimentos

base para determinar qual apresenta os melhores Basis Sets Energia total da Célula (eV)

resultados; sendo estes: 8-411d1, 8-411d11f, 6-31d1, 8- 6-31d1 -35087,8024 411 e TZVP. Para cada modelo proposto avaliou-se os 8-411 -35090,2573 parâmetros de rede, energia eletrônica total e band-gap 8-411d1 -35090,6126 (Eg). Todos os modelos foram investigados através do TZVP -35090,7361 software CRYSTAL09 empregando a Teoria do 8-411d11f -35090,8287





Análise morfológica de filmes de amido reforçados com argilominerais

Elthon F. Passos1* (PG), Daiane A. R. Nogueira1 (PG), Rafael Marangoni1 (PQ), Leandro Zatta2 (PQ).

*[email protected]

1 Departamento de Química (LabMat), Universidade Estadual do Centro Oeste, UNICENTRO, PR, Brasil. 2 Departamento de Química (DAQUI), Universidade Tecnológica Federal do Paraná, UTFPR, PR, Brasil.

Palavras-chave: Amido, biopolímeros, morfologia

A síntese e estudos das diversas propriedades de materiais poliméricos, oriundos de fontes renováveis (biomassa), vêm crescendo nas últimas décadas. Dentre os principais parâmetros, o estudo da interação entre polímero e cargas adicionadas como agentes de reforço merece destaque pois, esta interação entre as fases afeta diretamente as demais propriedades do material[1,2]. Como forma de analisar esta interação, ou dispersão da carga na matriz, a técnica de microscopia eletrônica de varredura (MEV) acoplada a técnica de análise química por energia dispersiva (EDS), torna-se bastante importante. Assim, o objetivo deste trabalho foi sintetizar filmes de amido, incorporados com diferentes argilas atuando como agentes de reforço da matriz, analisando- os quanto a dispersão da carga na matriz polimérica.

Os filmes foram sintetizados pelo método de casting onde, inicialmente fez-se a dispersão da carga e plastificante em meio aquoso, seguida da adição do amido sob aquecimento e agitação magnética (até a gelatinização/homogeneização)[3]. Após, a solução foi transferida para placas de Petri e seca em estufa equipada com circulação de ar. A análise de MEV foi realizada em equipamento Hitachi modelo TM3000, utilizando-se uma ampliação de duas mil vezes, operando a 15kV e fonte de filamento de tungstênio. Análise de EDS foi realizada utilizando-se microscópio eletrônico de varredura (MEV) Hitachi TM3000 com detector (EDS) SwiftED3000, também operando a 15kV e fonte de filamento de tungstênio com magnificação de 1000 vezes.

As micrografias das argilas indicaram que as cargas padrão utilizadas (caulinita e montmorilonita) apresentam granulometria mais baixa, influenciando diretamente na sua dispersão no polímero, fato que pôde ser observado nas micrografias dos filmes sintetizados. Por consequência desta melhor dispersão, estas argilas apresentaram melhor interação com a matriz, resultando também em melhores propriedades dos materiais.

A análise de EDS foi efetuada para se quantificar os teores dos elementos químicos na matriz. Nesta etapa, buscou-se avaliar a presença, ou não, de elementos que possam influenciar na coloração ao material final. No caso do presente trabalho, a argila SM3 apresentou teor de ferro, fator que exerceu influência na aparência do material final. Os resultados desta análise são mostrados na Tabela 1, a seguir. É importante destacar que o elemento oxigênio foi desconsiderado da composição, pois os teores medidos podem ter contribuição do ar atmosférico durante a análise

Tabela 1. Porcentagem (%) dos elementos nos filmes

Elemento AAG-c AAG-m AAG-sm3

Carbono 98,905 99,215 99,109

Alumínio 0,511 0,258 0,288

Silício 0,583 0,527 0,452

Ferro - - 0,150

Observou-se que os argilominerais apresentaram boa dispersão na matriz de amido, indicando uma interação interessante entre as fases. Esta boa interação faz com que estudos nesta linha se tornem promissores, visto que, por consequência desta interação, as propriedades dos materiais tornam-se também mais interessantes.

Foram realizadas análises de MEV das argilas incorporadas às matrizes de amido, e também do material

Agradecemos a UTFPR, campus Pato Branco e a UNICENTRO, campus Cedeteg – Guarapuava.

resultante, avaliando-se a dispersão destas cargas na matriz polimérica. Como mencionado, a granulometria das cargas (argilas) é fator determinante para seu desempenho quanto a dispersão na matriz polimérica, e consequentemente, para as propriedades do material final[4].

1Schlemmer, D. A.; Andreani, L.; Valadares, L. F. Comunicado Técnico 10,

EMBRAPA, 2014. 2Bdewi, S. F.; Abdullah, O. Gh.; Aziz, B. K.; Mutar, A. A. R. Journal

Inorganic Organometalic Polymer, 2016, 26, 326–334. 3Moraes, J. O. Dissertação, UFSC, Florianópolis, 2009. 4Botan, R.; Gonçalves, N. A.; Moraes, S. B.; Lona, L. M. F. Polímeros, 2015,

25, 117-124.


Conclusões

Introdução

Parte Experimental






Análise termogravimétrica de compósitos de amido e argilominerais

Elthon F. Passos1* (PG), Daiane A. R. Nogueira1 (PG), Rafael Marangoni1 (PQ), Leandro Zatta2 (PQ).

*[email protected]

1 Departamento de Química (LabMat), Universidade Estadual do Centro Oeste, UNICENTRO, PR, Brasil. 2 Departamento de Química (DAQUI), Universidade Tecnológica Federal do Paraná, UTFPR, PR, Brasil.

Palavras-chave: Compósitos, degradação, filmes

O desenvolvimento de materiais poliméricos oriundos de fontes renováveis vem ganhando destaque nos últimos anos. Isto deve-se às suas interessantes propriedades, aliadas ao fato de o material ser de origem ambientalmente limpa, além de o mesmo apresentar biodegradação quando descartado no ambiente[1]. Neste sentido, a avaliação do perfil de degradação destes materiais se torna bastante importante. Assim, o presente trabalho teve como objetivo a síntese de filmes finos de amido/glicerol, reforçados com argilominerais, avaliando estes materiais quanto a sua degradação térmica, buscando uma correlação entre a interação matriz-carga e o perfil de degradação dos mesmos.

A síntese dos filmes se deu por método[2] de casting, e é descrita no fluxograma a seguir:

A análise termogravimétrica foi realizada em equipamento T.A Instruments, modelo SDT Q-600, utilizando cadinhos de alumina e faixa de leitura de 30-850 °C, com rampa de aquecimento de 10°C.min-1 e atmosfera inerte de nitrogênio a fluxo constante de 30 mL.min-1. Foram utilizadas 5,0 mg das amostras para a análise.

O intuito de se estudar o perfil de degradação dos materiais neste trabalho, foi para se avaliar e correlacionar o efeito da presença do argilomineral na matriz polimérica, assim como sua influência no processo de degradação térmica dos mesmos.

A Tabela 1, a seguir, resume as principais etapas de degradação dos filmes, destacando a temperatura dos eventos e o teor de resíduo dos materiais após a análise.

Tabela 1. Eventos térmicos dos materiais

Perda de umidade (°C)

Degradação Resíduo (%)

AG 75 319 1,90

AAG-c 76 307 5,16

AAG-m 72 316 7,78

AAG-sm3 70 312 2,42

Os resultados obtidos evidenciam que a adição dos argilominerais afetou a temperatura de degradação das matrizes poliméricas, sendo que estas diminuíram. Outros trabalhos relatados em literatura também obtiveram resultados semelhantes, ocorrendo a diminuição da temperatura de degradação dos materiais. Nestes casos os autores atribuem este fenômeno à baixa interação entre os componentes da matriz, a alta concentração de nanocargas ou ainda a presença do plastificante[3,4]. Outra avaliação dos resultados obtidos sugere que, por diminuir a temperatura de degradação dos materiais, o processo de biodegradação destes pode ocorrer com maior facilidade, quando descartados no ambiente.

A análise mostrou que a interação carga-matriz de fato interfere na degradação do material. Embora não se tenha obtido uma alteração significativa, os resultados indicam que este o reforço desta matriz com argilas pode gerar materiais com propriedades interessantes, sendo este um estudo promissor.

Agradecemos a UTFPR, campus Pato Branco e a UNICENTRO, campus Cedeteg – Guarapuava.

1Tripathi, N.; Katiyar, V. Journal of Applied Polymer Science, 2016. 2Moraes, J. O. Dissertação, UFSC, Florianópolis, 2009. 3Machado, B. A. S.; Reis, J. H. O.; Silva, J. B.; Cruz, L. S.; Nunes, I. L.;

Pereira, F. V.; Druzian, J. I. Química Nova, 2014, 37, 1275-1282. 4 Fiori, A. P. S. M.; Gabiraba, V. P.; Praxedes, A. P. P.; Nunes, M. R. S.;

Balliano, T. L.; Silva, R. C.; Tonholo, J.; Ribeiro, A. S. Polímeros, 2014, 24,

628-635.

Conclusões

Agradecimentos

Introdução

Parte Experimental


Dispersão (carga e glicerol) em

ultrassom

adição do polímero (amido)

Gelatinização e

Homogeneização

Transferência para placas de

Petri

Secagem

Caracterização






Introdução

Parte Experimental


Síntese e estudo de citoxicidade de um complexo de rutênio-areno com ligante

piridínico.

Flávia Marszaukowski1* (PG), Juliana Paula da Silva1 (PQ), Márcio Peres de Araujo2 (PQ), Tânia Toyomi

Tominaga3 (PQ), Karen Wohnrath1 (PQ).

*[email protected]

1 Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil. 2 Departamento de Química, Universidade Federal do Paraná, UFPR, PR, Brasil. 3 Departamento de Física, Universidade Estadual do Centro-Oeste, UNICENTRO, PR, Brasil.

Palavras-chave: rutênio, areno, metalodroga.

Entre os compostos de coordenação formados pelo rutênio pode-se destacar a classe de complexos de rutênio-areno os quais são uma alternativa à substituição de compostos de platina utilizados no tratamento do câncer. Esta nova classe de complexos não apresentam efeitos colaterais significativos e maior toxicidade frente às células cancerígenas. Outras características que tornam esta classe de complexos atraente são a sua geometria pseudo octaédrica e a capacidade de mimetizar complexos de ferro possibilitando que esses complexos se liguem às biomoléculas como a transferrina e a albumina levando sua acumulação nas células tumorais, devido as células tumorais possuírem grande necessidade de ferro1. Dessa forma, o presente trabalho apresenta a síntese do complexo de rutênio-areno com ligante piridínico, sua caracterização e o teste preliminar de citoxicidade que permite avaliar sua potencialidade frente às células tumorais.

Figura 1. Espectro de RMN de 1H do complexo [RuCl2(p-

cym)(2-apy)] em CDCl3, à temperatura ambiente.

Para avaliação da viabilidade celular foi utilizado o método colorimétrico MTT2, o qual está baseado na reação das desidrogenases mitocondriais presente somente nas células vivas. Os gráficos das Figuras 2a e 2b mostram o índice de sobrevivência das células HeLa e B16F10.

Figura 2. Índice de sobrevivência das células B16F10 (a)

e HeLa (b) em função da concentração do Ru(2-apy)

100

O complexo areno [RuCl2(p-cym)(2-apy)] (p-cym= p-

cimeno e 2-apy = 2-aminopiridina), Ru(2-apy), foi obtido a

partir do [RuCl2(p-cym)]2 em metanol sob refluxo de 12 h. O espectro de RMN de 1H para o complexo sintetizado foi obtido em um espectrômetro BRUKER Model DRX 200 MHz. Para os experimentos de citotoxidades foram plaqueadas, em microplacas de cultura de 96 poços, 1 x 105 células mL-1 de HeLa e

100

80

60

40

20

0

0 3,8 6,3 7,9

[Ru(2-apy)] 10-4

Mol/L

80

60

40

20

0

0 2.3 4,5 8

[Ru(2-apy)] 10-4

Mol/L

B16F10 em meio de cultura e incubadas a 37 °C e 5 % de CO2 gasoso. As células foram incubadas em diferentes faixas de concentrações do composto por 24 e 48 h.

Observa-se que viabilidade celular diminui com o aumento da concentração do composto. O IC50 encontrado para ambas as células foi de 6,0 x 10 -4 mol L-1.

No espectro de RMN 1H observam-se que as integrais

estão de acordo com a presença do ligante p-cimeno

coordenado, onde na região de 1 a 3 ppm os sinais

referem-se aos substituintes metil e isopropil ligado ao

anel cimeno e nas regiões entre 5-6 ppm tem-se os dois

O espectro de RMN 1H está de acordo com a estrutura proposta para o Ru(2-apy) e valores do IC50 caracterizam o complexo como uma potencial metalodroga.

Capes, CNPq- PVE 401271-2014-5.

dupletos referentes aos H aromáticos do ligante p-cimeno.

O sinal alargado próximo à 6 ppm refere-se aos H do NH2

e os demais aos H do anel piridínico.

1 Colina-Vegas et al., J. Inorg. Biochem. 153 (2015) 150–161. 2 Mosmann T. J Immunol Methods. 65 (1983) 55-63.

Agradecimentos

Conclusões

Células B16F10

Tempo de incubação 24h

Células HeLa

Tempo de incubação 24h

Indic

e d

e s

obre

viv

ên

cia

(%

)

Indic

e d

e s

obre

viv

ên

cia

(%

)







Investigação Teórica das propriedades Estruturais e Eletrônicas do NaCl

Leonardo Konopaski A. (IC)*,¹ Renan A. P. Ribeiro (PG),¹ Sergio R. de Lázaro (PQ)¹

*[email protected]


Palavras-chave: Simulações, DFT, NaCl

Nos últimos anos, estudos envolvendo o design de materiais têm se solidificado. Nesse aspecto, métodos teórico-computacionais de simulação têm atraído elevado interesse científico devido ao tratamento mais preciso dos efeitos de troca e correlação, recursos computacionais mais poderosos, algoritmos numéricos mais eficientes e a introdução de inúmeros pacotes livres e comerciais para o desenvolvimento de tais simulações. Atualmente, a Teoria do Funcional de Densidade (DFT), criada em 1964 por Hohenberg-Kohn, é a aproximação mais popular. Essa teoria pode ser vista como uma reformulação da mecânica quântica, pois não se baseia na função de onda, mas sim na densidade eletrônica (ρ). Além disso, tal metodologia permitiu descrever a energia de troca e correlação como um funcional da densidade eletrônica. Embora os teoremas digam que há um funcional de troca e correlação, o mesmo é desconhecido, requerendo inúmeras aproximações. Dessa forma, a busca por funcionais que descrevam de maneira precisa as propriedades físicas e químicas dos materiais frente a resultados experimentais é uma etapa fundamental em Química Computacional.¹ Nesse estudo, propomos a investigação sistemática dos funcionais PBE, B3LYP e PBE0 na reprodução das propriedades Estruturais e Eletrônicas do NaCl.

Modelagens Computacionais baseadas na Teoria do Funcional de Densidade foram desenvolvidas com os funcionais PBE, B3LYP e PBE0 implementados no software CRYSTAL09.² A estrutura cristalina do NaCl (Fig. 1) foi descrita a partir da simetria cúbica de face centrada (Fm-3m) utilizando o parâmetro de rede experimental igual a 5,64 Å.³ Todos os modelos foram otimizados frente a Energia Total do sistema. As propriedades estruturais e eletrônicas foram avaliadas a partir da estrutura otimizada e sua respectiva função de onda.

Figura 1. Célula Unitária Cúbica de Face centrada para

o NaCl. As esferas em verde e amarelo representam os

átomos de Na e Cl, respectivamente.

Os resultados teóricos obtidos a partir das otimizações de geometria estão apresentados na Tabela 1. Em relação aos parâmetros estruturais (parâmetros de rede, volume e comprimento de ligação Na-Cl) observou-se que o funcional B3LYP apresentou menores desvios em comparação aos resultados experimentais com erro absoluto de 3,12 %. Além disso, os funcionais PBE e PBE0 apresentaram erros de 3,45 % e 4,20 %, respectivamente.

Tabela 1. Resultados teóricos para os parâmetros estruturais (Å) e eletrônicos (eV) do NaCl em função dos diferentes funcionais de troca-correlação.

Funcionais a = b = c Volume dNa-Cl Egap

PBE 5,522 168,361 2,761 6,532

B3LYP 5,533 169,407 2,767 8,171

PBE0 5,496 166,016 2,748 8,849

Exp.³ 5,640 179,406 2,820 8,750

Para os resultados eletrônicos de band-gap foi possível observar que os funcionais híbridos PBE0 e B3LYP apresentaram erros absolutos de 1,13 % e 6,62 %, respectivamente; enquanto o funcional PBE apresentou um erro absoluto de 25,35 %. Esses resultados estão relacionados a melhor descrição dos termos de troca- correlação por funcionais híbridos que mesclam GGA e Hartree-Fock.

Conclui-se que os funcionais híbridos (B3LYP e PBE0) apresentam melhores resultados na reprodução teórica dos parâmetros estruturais e eletrônicos do NaCl.

Os autores agradecem a UEPG, CAPES e Fundação Araucária.

1 Marques, M. A. L.; Botti, S. Gazeta de Física, 2006, 29(4), p.10-15.

² Dovesi, R., et. al. Zeitschrift für Kristallographie, 2005, 220, 571.

³ Brow, F. C., et. al. Physical Review B, 1970, 2, 2126.


Conclusões

Agradecimentos






ÓXIDOS DE FERRO SÍNTETIZADOS UTILIZANDO REJEITOS METALICOS DE

AÇO INOX

Marcelo Müller1 (PG), Filipe Quadros Mariani

1 (PG), Mariane Dalpasquale

1 (PG), Ketlyn Wolfart Borth

1 (IC),

Fauze Jacó Anaissi1 (PQ). *[email protected]

1 Departamento de Química, Universidade Estadual do Centro-Oeste - UNICENTRO, Guarapuava PR, Brasil.

Palavras-chave: Rejeitos, Lâminas, Óxidos de ferro duplo.

Resíduos sólidos de lâminas de aço inoxidável (LAM) tornaram-se um problema social e principalmente ambiental [1], pois são descartados em locais inapropriados. Estes resíduos têm em sua composição quantidades significativas de Cromo (Cr). Cr no estado de oxidação hexavalente tem efeito acumulativo no organismo humano podendo desencadear doenças cancerígenas ou teratogênicas. A fim de reciclar ferro (Fe) e cromo (Cr) destes rejeitos, desenvolvemos uma metodologia simples e viável para o preparo de materiais inorgânicos. Após análise de composição química (Medida de Energia Dispersiva (EDS)) das LAM, os sólidos foram digeridos utilizando três agentes ácidos e precipitados por meio de um agente alcalino. A metodologia apresenta viabilidade, pois é rápida e econômica. Os pós foram caracterizados por Difratometria de Raios-X (DRX) e Fluorescência de Raios-X (XRF).

Os resíduos de LAM foram coletados antes de serem descartados e embebidos em água destilada para remover sujidades. Análises das LAM realizadas por meio EDS demostram que na composição química há predominância dos elementos Ferro (Fe) e Cromo (Cr). Em seguida preparou-se soluções de agentes ácidos para digerir as LAM até a obtenção de sais de Fe e Cr em solução. As soluções de sais Fe e Cr foram precipitadas com agente alcalino. Os precipitados foram lavados em água de grau ultrapura até que o pH estabilizou, e secos em estufa a temperatura de 60° C. O

e sequem as cartas cristalográficas (ICDD) 01-076-0955, 00-039-1346. Cr está inserido nos sítios estruturais dos óxidos de Fe formados quando a síntese é realizada utilizando LAM, isto é evidenciado observando que há um alargamento do pico mais intenso em 2θ (35,4º) [2] quando comparamos os difratogramas de LIM e LAM.

Figura 1. Curvas de DRX dos Óxidos de Ferro sintetizados. LIM e LAM

Dados quantitativos obtidos por meio de XRF, Tab. 1, demonstram que quando utilizou-se LIM nas sínteses, o metal predominante na estrutura dos óxidos é o Fe. Porém quando a síntese é realizada com LAM, o metal Cr está presente nos óxidos de ferro formados. Os dados corroboram com os obtidos na difratometria de raios-X. A porcentagem de Cr incorporado nas estruturas dos óxidos ferro formados é de aproximadamente 12%.

Tabela 1. Composição Química obtida por XRF dos materiais

sintetizados.

Amostras (Fe) % (Cr) % Fórmula Estimada

LIM_01 99,90 0,10 Fe0,99Cr0,01

LIM_02 99,95 0,05 Fe0,99Cr0,01

LIM_03 99,92 0,08 Fe0,99Cr0,01

LAM_01 88,85 11,15 Fe0,89Cr0,11

LAM_02 88,11 11,89 Fe Cr 0,88 0,12

mesmo procedimento foi realizado utilizando limalha de Fe (LIM) comercial, para efeito de comparação estrutural. Os precitados foram nomeados em LIM e LAM com numeração de 01 a 03 em função do tipo de agente ácido aplicado na síntese.

DRX e XRF

Os difratogramas de DRX, Fig. 1, foram obtidos a partir dos pós das amostras, são referentes às sínteses utilizando limalha de ferro (LIM) e lâminas de aço inox (LAM). As sínteses realizadas com LIM e LAM demonstram picos intensos referentes às fases óxidos de

LAM_03 88,08 11,92 Fe0,88Cr0,12

Por meio de metodologia eficiente e de baixo custo, foram sintetizados óxidos de ferro e cromo utilizando rejeitos. O elemento traço Cr esta inserido na estrutura dos materiais formados como pode ser constato por DRX e XRF. Esses materiais possuem grande potencial científico, pois tem varias aplicações, tais como pigmentação e/ou reações catalíticas, entre outros.

Os autores agradecem as agências de fomento e a Capes.

ferro magnéticos, magnetita ou maghemita. Os picos característicos destes óxidos de ferro magnéticos são

(220 / 311 / 222 / 400 / 422 / 511 / 440). As fases foram confirmadas por meio das indexações (índices de Miller)

1 C. Li, H. Sun, J. Bai, and L. Li, J. Hazard. Mater., 2010, 174, vol. 174, 71–77. 2 F. Magalhães, M. C. Pereira, S. E. C. Botrel, J. D. Fabris, W. A. Macedo, R. Mendonça,

R. M. Lago, and L. C. A. Oliveira, Appl. Catal. A Gen., 2007, vol. 332,115–123.

Agradecimentos


Parte Experimental

Introdução

Conclusões






Degradação do corante amarelo tartrazina através da cerâmica Bi2Fe4O9

Paloma de Jesus Cubas* (IC)1, Francielli Casanova Monteiro1 (PG), João Frederico Haas Leandro Monteiro1

(PQ), Sergio Toshio Fugiwara1 (PQ)

1 Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil

*[email protected]

Palavras-chave: degradação, corantes alimentícios, semicondutores.

pela lacuna, tornando o processo fotocatalítico altamente eficiente para oxidar a maioria dos compostos orgânicos.3,4

A indústria de alimentos utiliza uma variedade grande de aditivos nos alimentos para potencializar os atributos sensoriais dos mesmos e aumentar a venda aos consumidores, porém o uso demasiado desses aditivos, como por exemplos os corantes do tipo “azo”, tem se mostrado um dos principais poluentes deste seguimento industrial. Uma alternativa para sanar este problema é a aplicação de fotocatalisadores cerâmicos para a degradação de corantes.1 O Bi2Fe4O9 é um material semicondutor que tem potencial fotocatalisador e vem se mostrando promissor no auxílio da degradação de corantes. Pensando nisso, este estudo tem por objetivo testar o material descrito anteriormente, na degradação do corante alimentício amarelo tartrazina2.

O semicondutor Bi2Fe4O9 foi preparado pela reação de

estado sólido convencional, onde foram utilizados Bi2O3

e Fe2O3 (Aldrich, 99,99%) como pós precursores. Os

óxidos foram misturados com estequiometria desejada e

macerados por 1 hora, em seguida o material foi

calcinado a 800 ºC por 12 horas. Após a calcinação o pó

foi macerado novamente e prensado numa prensa

hidráulica por 1 tonelada, obtendo uma pastilha de 10

mm e sinterizado a 850 ºC por 12 horas. A cerâmica

pastilhada foi submersa em um becker, com solução

aquosa (concentração de 50 ul/L e pH 3), onde seguiram

para os testes de degradação com irradiação de luz por

uma lâmpada de vapor de mercúrio (125 W sem vidro

protetor), e foi posicionada verticalmente, sendo retiradas

alíquotas a cada 60 minutos para análise em UV-Vis.

O processo fotocatalítico é iniciado por irradiação eletromagnética de um semicondutor e a excitação de elétrons da banda de valência para a banda de condução. O mecanismo de processos redox mediado por semicondutores em meio aquoso promove a formação do radical hidroxila (OH•), gerado pela promoção da oxidação da água/hidroxilas adsorvidas

Na figura 1, observam-se os espectros de UV-Vis das soluções de corante expostos a irradiação em diferentes tempos, onde obteve-se degradação total do corante em 180 minutos. Os resultados demonstram que o processo de degradação ocorre de forma satisfatória.

Figura 1: Espectros de UV-Vis durante o processo de

degradação do corante amarelo tartrazina.

Conclui-se com o resultado obtido neste trabalho que a cerâmica semicondutora Bi2Fe4O9 na forma de pastilha apresenta grande capacidade de degradação do corante em questão e apresenta-se como um material promissor para futuros trabalhos envolvendo fotocatálise.

UEPG, Programa de Doutorado Associado em Química (UEL – UEPG – UNICENTRO.

1Benincá; Peralta-Zamora; Tavares, Igarashi-Mafra Ozone: Science & Engineering, 2013, p. 295-301. 2Teo Xian, Hwami Yang, W. Xian, J.F. Dai Progress in Reaction Kinetics and Mechanism, 2013, p.38. 3Devendra Ahirwar, • Mustri Bano,• Farid Khan. J Sol-Gel Sci Technol, 2016, p.228–237. 4B. S. Nossol , M. C. Rosa, Nosso, Zarbin, Peralta-Zamora. Quím. Nova, 2016, p.686-690.


-----0 min

-----60min

-----120min

-----180 min

Conclusões

Agradecimentos

Introdução

Parte Experimental







Introdução

Estudos voltamétricos de filmes LbL a base de óxido de grafeno e polímero

condutor

Rafaela D. de Oliveira1* (PG), Tainá de O. Leria Constantini 1 (IC), Gustavo Marciniuk1 (PG), Rodolfo T. Ferreira1

(PG), Marcio Vidotti2 (PQ), Jarem R. Garcia1 (PQ), Karen Wohnrath (PQ)1, Luís F. Marchesi2,3 (PQ), Christiana A.

Pessôa1 (PQ). *[email protected]

1 Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil. 2 Departamento de Química, - Universidade Federal do Paraná, UFPR, PR, Brasil 3 Departamento de Engenharia Química, Universidade Tecnológica Federal do Paraná, UTFPR, PR, Brasil

Palavras-chave: óxido de grafeno, polianilina, goma arábica, filmes Layer-by-Layer.

O uso de derivados de grafeno para construção de

favorecem a intercalação dos íons do eletrólito em sítios de maior energia, como resultado do processo difusional.

supercapacitores têm sido amplamente estudado devido suas propriedades como alta condutividade, resistência mecânica e grande área superficial. Os supercapacitores . obtidos possuem características de capacitores de dupla camada elétrica. Em contrapartida, polímeros condutores também desempenham papel importante nesta área, sendo obtidos com esses materiais os chamados pseudocapacitores. Neste sentido,a polianilina merece

800

600

400

200

0

-200

-400

-600

-800

-0.2 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

E (V) vs Ag/AgCl

1500

1000

500

0

-500

-1000

-0.2 -0.1 0.0 0.1 0.2 0.3 0.4

E (V) vs Ag/AgCl

destaque devido à sua alta condutividade, flexibilidade, baixo custo e diferentes estados de oxidação.1 O uso de filmes LbL para supercapacitores tem sido relatado em alguns trabalhos da literatura com objetivo de combinar as propriedades destes materiais.2 Neste trabalho será realizado o estudo voltametrico de filmes LbL de óxido de grafeno (OG) e compósito de polianilina e goma arábica (PANI-GA).

Os polieletrólitos OG e PANI-GA foram sintetizados conforme métodos previamente descritos na literatura.3,4

O compósito de PANI-GA foi sintetizado na proporção 1:1. Para construção dos filmes LbL, a PANI-GA foi solubilizada em H2SO4 0,1mol.L-1 e OG foi solubilizado em

Figura 1. Voltamogramas cíclicos do filme LbL (PANI- GA/OG)15 para a) 𝜐 = 50 mV.s-1 e faixa de potencial de -

0,2 a 0,9 V e b) 𝜐 = 10, 20, 50 e 100 mV.s-1 e faixa de potencial de -0,2 a 0,38 V. Eletrólito suporte: H2SO4 0,1 mol L-1 e pH 5,0.

Análises de carga e descarga por cronoamperometria também foram realizadas com diferentes densidades de corrente (0,1; 0,2; 0,5 e 1,0 mA.cm-2). Os perfis de todas as curvas apresentaram características de pseudocapacitor. O aumento da densidade de corrente resulta em menor quantidade de contra-íons intercalados na matriz polimérica e menor tempo de carga e descarga. Obteve-se capacitância específica de 8,0 mF.cm-2 para

-2

água, ambos com pH 5. Os filmes LbL (PANI-GA/OG)n, onde n = 15 bicamadas, foram construídos com tempo de imersão de 10 min nas soluções de OG e PANI-GA e 1

menor densidade de corrente e 5,7 mF.cm valor de densidade de corrente.

Conclusões

para maior

minuto em água destilada (pH 5,0) para lavagem.

O filme LbL (PANI-GA/OG)15 foi caracterizado por voltametria cíclica (VC) na faixa de potencial de -0,2 a 0,9 V. O voltamograma do filme (Figura 1a) apresentou picos característicos da PANI referentes ao par redox leucoesmeraldina → esmeraldina (Epa= 0,22 V) e esmeraldina → pernigranilina (Epa= 0,77 V).4 Para estudo do comportamento do filme LbL (PANI-GA/OG)15 foram realizadas análises de VC na faixa de potencial de -0,2 a 0,38 V com diferentes velocidades de varredura (10, 20,

O filme LbL (PANI-GA/GO)15 apresentou os picos redox característicos para PANI e estudos cronoamperométricos evidenciaram um comportamento de pseudocapacitor do filme obtido. A capacitância específica obtida para o filme com 15 bicamadas foi relativamente alta (8,0 mF.cm-2 com densidade de corrente de 0,1 mA.cm-2).

Agradecimentos UEPG, Programa de Doutorado Associado em Química (UEL – UEPG – UNICENTRO), UTFPR, UFPR, CNPq, CAPES e Fundação Araucária.

50 e 100 mV.s-1). Conforme observado na Figura 1b, há

um aumento na resposta de corrente com o aumento da velocidade de varredura. Além disso, observa-se um deslocamento dos potenciais de pico para valores mais positivos. Isso ocorre, pois, altas velocidade de varredura

1 Kumari, P. et al. Electrochim Acta. 2016, 190, 596.

2 Marchesi, L. F. et al. Electrochim Acta. 2015, 174, 864.

3 Ferreira, R. T.; Bischof, A. B.; Santos, F. S ; Garcia, J. R. e Wohnrath, K.

Patente: BR1020130194, 2013.

4 Quintanilha, R. C. et al. J. Colloid Interface Sci. 2014, 434, 18.


Parte Experimental

a) velocidade

(mV/s)

10

20

50

100

b)

j (

A c

m-2)

j (

A c

m-2)






.

Caracterização eletroquímica de complexos de Rutênio-Areno na presença de 1- butil 2,3 dimetilimidazólio bis (trifluorometilsulfonil) imida Raul José M. de Almeida*1 (IC), Giselle N. Calaça1 (PQ), Silvane Machado1 (PQ), Ivelise D.L. Guimarães1 (PQ),

Karen Wohrath1 (PQ)

1 Departamento de química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

*[email protected]

Palavras-chave: Areno, complexo de rutênio, líquido iônico

Complexos organometálicos com ligantes arenos são definidos como hidrocarbonetos aromáticos com

alternância das ligações e (LIDDLE, et. al.). A importância da química destes ligantes aos complexos organometálicos deve-se à sua capacidade de doar densidade eletrônica para os centros metálicos, com

uma ligação do tipo retrodoação de caráter . A resposta eletroquímica desta classe de complexos é bastante versátil, sendo necessário estudá-la em diversos solventes. Dentres estes, os líquidos iônicos (LI) são sais fundidos com o ponto de fusão perto ou abaixo da temperatura ambiente. As boa propriedade de solvatação, alta condutividade, não-volatilidade, baixa toxicidade, grande janela eletroquímica, boa estabilidade eletroquímica, faz com que os líquidos iônicos sejam adequados à muitas aplicações na eletroquímica (DUPONT, et. al.). Neste contexto, foram realizados estudos de voltametria cíclica dos complexos de rutênio-

areno [Ru(6-p-cimeno)(2-aminometilpiridina)Cl]PF6 (Ru-

ampy) e [Ru(6-p-cimeno)(2-aminoetilpiridina)Cl]PF6 (Ru- aepy) no líquido iônico 1-butil-2,3-dimetilimidazólio bis- (trifluorometilsulfonil) imida ([BDMIM][Tf2N]).

Parte Experimental As medidas de voltametria cíclica foram realizadas em

um potenciostato/galvanostato -Autolab (type III). Os eletrodos utilizados foram: carbono vítreo (área geométrica 7,07 mm2) como eletrodo de trabalho, fio de platina como contra-eletrodo e eletrodo Ag/AgCl 0,1 mol L-1 PTBA em acetonitrila, como eletrodo de referência. Os estudos eletroquímicos foram realizados em atmosfera de nitrogênio na faixa de potencial de -1,6 a 1,8 V, com velocidade de varredura igual a 100 mVs-1, na concentração de 1x10-3 mol L-1 dos complexos Ru-ampy e Ru-aepy. Os eletrólitos suportes empregados nestas medidas foram [BDMIM][Tf2N] e 0,1 mol.L-1 de perclorato de tetrabutilamônio (PTBA) em acetonitrila.

O voltamograma realizado em CH3CN apresentou três picos, o primeiro em 1,50 V, o qual foi atribuído à oxidação do (RuII/RuIII). Após a oxidação há a labilização do areno, seguida da coordenação de três moléculas de CH3CN ao centro metálico do complexo. O segundo pico, em 0,86 V, foi atribuído ao processo de redução da nova espécie, [Ru(CH3CN)3(aepy)Cl] (COLLINA-VEGAS, et. al.). O terceiro pico foi observado na região anódica do

voltamograma, em -1,21 V foi atribuído à redução do ligante areno. No voltamograma cíclico do complexo Ru-aepy em [BDMIM][Tf2N] como eletrólito suporte observou-se a presença de 2 picos, sendo o pico em 1,42 V atribuído à oxidação do RuII/RuIII e o pico em -1,08 V atribuído à redução do ligante areno. Também realizou-se a voltametria cíclica do complexo Ru-ampy em [BDMIM][Tf2N], e o perfil voltamétrico obtido foi semelhante ao obtido com o complexo Ru-aepy. O pico do par RuII/RuIII encontra-se em 1,35 V, e o pico de redução do ligante areno encontra-se em -1,22 V. Em CH3CN foi encontrado um perfil semelhante ao complexo Ru-aepy, porém o pico de oxidação do RuII/RuIII

encontra-se em 1,57 V e o pico de redução da nova espécie, [Ru(CH3CN)3(ampy)Cl], encontra-se em 1,01 V e o pico de redução do ligante areno encontra-se em - 1,34 V. Calculou-se o coeficiente difusional do complexo Ru- aepy em LI a partir da equação (1), utilizando a área geométrica do eletrodo, a qual tem o valor de 7,07 mm2, obve-se como resultado o valor de 2,011x10-7 cm2 s-1.

Equação 1: Ip = (2,99x105) n (n)1/2 A C D1/2 1/2

O comportamento eletroquímico de ambos complexos, mostrou perfis da voltametria cíclica parecidos. Na presença de CH3CN em ambos complexos houve a formação de uma nova espécie com a coordenação do solvente após a labilização do areno. No liquido iônico não foi observado a coordenação do solvente. Realizando o estudo para determinar a natureza do processo transferência de massa, obteve-se que o processo é difusional, e através do cálculo obteve-se o valor de coeficiente de difusão do Ru-aepy no liquido iônico, sendo este 2,011x10-7 cm2 s-1

Ao CNPq pela bolsa PIBIC e ao projeto CNPq-PVE.

1LIDDLE, T.S. Coordination Chemistry Reviews, vol. 293-294, p. 211-227,

2014 2DUPONT, J.; SOUZA R.F.S.; SUAREZ P.A.Z. Chemical Reviews, vol. 102,

p. 3669-3670, 2002. 3COLINA-VEGAS, L.; VILLARREAL,W.; NAVARRO, M.;

OLIVEIRA,R.C.; GRAMINHA, A.;. MAIA, P.I.; DEFLON, V.M.;

FERREIRA, AG.;COMINETTI,M.R.; BATISTA,A.A. Journal of Inorganic

Biochemistry, doi: 10.1016/j.jinorgbio.2015.07.016, 2015.

Agradecimentos

Conclusões


Introdução






Extração de antocianinas da amora preta (Rubus sp.) e atividade antioxidante.

Taynee Moyse Semkiw1 (IC), Isabela Leite Neves

1 (IC), Ana Claudia Bedin

1 (PG), Neiva Deliberali Rosso

1* (PQ)

1 Departamento de Química , Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

Palavras-chave: Antocianinas, amora, atividade antioxidante.

As frutas apresem compostos fenólicos, micronutrientes essenciais e fibras.

1 As antocianinas

estão presentes nas frutas flores e sementes e são as responsáveis pela cores que vão do vermelho ao azul. Estudos tem mostrado um aumento na utilização de antocianinas como corantes naturais, em alimentícios, e em fármacos pelo elevado potencial antioxidante destes compostos. Este trabalho teve como objetivo extrair as antocianinas da amora preta silvestre (Rubus sp.) com um sistema de solvente não tóxico e avaliar a atividade antioxidante do extrato.

valor do EC50 foi de 0,16, a Tabela 1 representa o volume do extrato de antocianinas, com o respectivo conteúdo e o percentual do consume do radical DPPH.

Figura 1. Espectro de Uv-vis do extrato de antocianina.

1000

800

600

400

200

0

300 350 400 450 500 550 600 650 700 750


As amoras (Rubus sp.), 350 g, foram coletadas, higienizadas e maceradas e colocadas em um recipiente para a extração das antocianinas. Foram realizadas cinco extrações consecutivas na temperatura ambiente, durante 1 h. Para cada extração foi utilizado um volume de 600 mL de uma solução água ultra pura : etanol :

solução de ácido acético 0,6 mol L-1 na proporção de 4:1:1. Após cada extração a solução foi filtrada, em balões volumétricos, e o papel filtro lavado com 100 mL da solução extratora. Obteve-se um volume total de extrato de 3,5 L, que foi agrupado num recipiente para homogeneização. Em seguida as antocianinas foram

quantificadas de acordo com Francis (1972)2. A atividade antioxidante com diferentes concentrações do extrato foi

determinada segundo Brand-Williams3 por DPPH. A percentagem de consumo e remanescente do radical foi calculada para determinar o valor do Ec50.

Tabela 1. Atividade antioxidante em relação ao volume,

conteúdo de antocianinas da amora preta.

Volume (µL) 150 125 100 75 50

Antocianina (µg) 21,9 18,3 14,6 11,0 7,3

DPPH (%) 86,1 80,1 70,2 58,4 47,0

Conclui-se que as amoras pretas são frutos com elevados teores de antocianinas e flavonoides e que a presença de pequenas quantidades desses compostos inibem radicais livres como o DPPH. Assim o consumo deste tipo de alimento pode prevenir doenças que são normalmente desencadeadas pela presença de radicais livres no organismo.

Observou-se que as antocianinas das amoras apresentam uma banda na região do visível com um

A Universidade Estadual de Ponta Grossa e ao VIII

SIMPOQUIM. máximo de absorção em 510 nm Figura 1. O teor de antocianina total foi de 146,49 mg por 100 g de amostra fresca. E o teor de flavonoides totais foi de 74,23 mg por 100 g de amoras. Foram analisadas cinco concentrações diferentes do extrato em relação à atividade antioxidante do radical DPPH. Observou-se um efeito acentuado no consumo deste radical de 86,13% com somente 150 µL do extrato, o que equivale 21,9 µg de antocianina. O

1Pieniz, S.; Colpo, E.; Oliveira, V.R.; Estefanel, V.; Andreaza, R. Ciência e

Agrotecnologia,2009, 33, 552-559. 2Lees, D.H.; Francis, F.S. Hortscience, 1972, 7, 83-84. 3Brand-Williams, w.; Cuvelier, m.e.; Berset, C. LWT-Food Science and Technology, 1995, 28. 25-30.


Introdução

Conclusões

Parte Experimental

Absorb

ância





Caracterização de um silsesquioxano funcionalizado com imidazol pelo

processo sol gel

Viviane J. Van Haandel (PG)*, Ariane C. Ribicki (PG), Sérgio T. Fujiwara (PQ)

[email protected]

Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG.

Palavras-chave: Silsesquioxano, imidazol, processo Sol Gel

Introdução

A combinação de componentes híbridos orgânico- inorgânicos são uma alternativa na busca constante de novos materiais com propriedades otimizadas e propriedades complementares para aplicações inovadoras e da melhoria ou otimização de características já existentes dos materiais precursores. Os silsesquioxanos são uma subclasse desses híbridos muito utilizado devido a sua variedade estrutural. Essa busca por novas características é um desafio para os pesquisadores atualmente.

E uma alternativa na produção de materiais híbridos é o processo Sol Gel que é basicamente descrito pelas reações de hidrólise e de condensação dos precursores, em temperaturas relativamente baixas, dentre os precursores mais utilizados encontram-se os alcóxidos de silício. O processo muitas vezes necessita de catalisadores para direcionar as propriedades desejadas no material final, os catalisadores de natureza ácida originam materiais com estrutura microporosa e catalisadores básicos fornecem materiais com estruturas mesoporosos com diâmetro de poros na faixa de 2 a 50 nm-1.

Em um balão adicionou-se 147,2 mL de etanol e 80,0 ml de tetraetoxisilano. Em seguida, adicionou-se 2,60 mL de HCl concentrado e 29,6 ml de água destilada, agitado à temperatura ambiente durante 2,5 h. Em seguida foram adicionados 104,0 ml de CPTMS (3- cloropropiltrimetoxisilano) e o sistema foi agitado por 2 h. Colocou-se a mistura em banho de glicerina a 55 ° C durante 60 h. Após este período, houve a formação de um gel amarelo claro, que foi quebrado e levado ao forno a 110 ° C durante 52 h. Ocorreu a formação de um xerogel ( vítreo), que foi macerado.

Após a formação do material designado como TEOS / CPTMS fez-se a reação com imidazol. Em balão de três bocas adicionou-se 65,00 mL de etanol, 8,630 g de

espectroscopia Ramam, espectroscopia de ressônancia magnética nuclear 13C e de 29Si e Difração de raios X. .

A síntese do composto foi realizada em duas partes: a primeira é a síntese para a formação da rede polimérica a partir do precursor, a segunda parte da síntese envolve a reação de substituição nucleofílica, incorporando o imidazol na rede polimérica e com o cloreto como um grupo abandonador.

As estruturas presentes do material foram confirmadas por RMN de 13C e RMN de 29Si, os quais apresentaram os picos a -66,18 ppm relacionados com unidades que são caracterizados por ligação do átomo de silício para átomos de carbono, grupo orgânico [R-Si (OSi)3] (o grupo R é um grupo propilimidazole). Os picos em -100,8 ppm e -110.09 ppm referem-se aos grupos [(SiO)3Si-OH] e [(SiO)4Si-]. Nos picos de RMN de 13C em 10,74 ppm, 26,84 ppm, 47,87 ppm, 59,12 ppm, 120,07 ppm e 136,06 ppm.

No espectro de infravermelho, observou-se banda em 913 cm -1 característico de Si-OH e entre 1000 cm-1 e 1250 cm-1 está relacionada com a matriz de sílica Si-O- Si. As bandas características de imidazole em 1239 cm -1

e 1105 cm-1 são atribuídas à vibração do anel de imidazole e C-H.

A partir do método sol gel foi possível obter um material de silício funcionalizado com imidazol, confirmado pelas técnicas de caracterização.

Que pode ter possível aplicação como material de adsorção de íons metálicos de interesse para fins ambientais.

Capes; Clabmu; Mestrado de Química aplicada da UEPG.

imidazol e 7,750 g do material previamente sintetizados. O sistema ficou em refluxo durante 24 h, lavou-se o sólido com etanol e seco-se em rotaevaporador.

A caracterização do material foi efectuada por espectroscopia na regiao do infra vermelho,

1 Benvenutti, E. V.; Moro, C. C.; Costa, T. M., Química Nova, 2009, 32, 7. 2 Hiratsuka, S. H.; Santilli, R. S.; Pulcinelli, C. V., Quimica Nova, 1995, 18, 2. 3 Menezes, E. W.; et al. Journal of Colloid ans Interfacace Science, 2012, 378.


Parte Experimental

Conclusões

Agradecimentos






QO

Informação quantitativa e qualitativa em RMN de estado sólido

Adriane Consuelo da Silva Leal1* (PG) , Rubén Auccaise Estrada1(PQ) *[email protected]

1 Departamento de Física, Universidade Estadual de Ponta Grossa, UEPG, PR, Brasil.

Palavras-chave: Polarização cruzada (CP), R otação no ângulo mágico (MAS), Glicina, Ressonância Magnética Nuclear (RMN).

Introdução

A técnica de polarização cruzada no ângulo mágico (CPMAS-cross polarization magic angle spinning) é uma ferramenta espectroscópica de alta resolução em amostras sólidas via RMN, a qual foi primeiramente realizada por Schaefer e Stejskal1. A ferramenta CPMAS permite a análise de sólidos orgânicos complexos, tais como: lignina, carvão, piche2,3 e muitos outros. O experimento de CP obedece à condição de Hartman-Hahn e ocorre quando a energia de precessão do 1H é equivalente à energia do 13C. Nesse regime acontece a transferência de magnetização entre as espécies nucleares envolvidas. O experimento é executado entre uma espécie de abundância natural alta e outra rara, por exemplo, 1H-13C ou 1H-15N3. O MAS permite remover anisotropias de ordens menores que modificam a largura das linhas do espectro, fornecendo uma melhor definição para o deslocamento químico3,4. Experimentos de polarização direta (D P) em sistemas sólidos demoram em média mais que u m dia, no entanto com a CP o tempo de duração é reduz ido em algumas horas5. Essa aparente vantagem, não é de graça, o preço pago é na perda de uma característica da técnica de RMN, que é o poder de quantificar os ambientes químicos da espécie nuclear detectada. Na literatura científica existe uma discussão sobre a característica quantificadora da CP onde se afirma5 e nega1,2,3,4,6,7,8 o seu poder quantitativo . Sendo assim, neste trabalho, fazemos uma abordagem experimental para contextualizar a discussão sobre a CP.

Parte Experimental

Os experimentos de CPMAS foram implementados num espectrômetro Ascend Bruker de 400 MHz (frequência de Larmor para o 1H) com um campo de 9,4 T da Universidade Estadual de Ponta Grossa. Neste desenvolvimento foi utilizada uma amostra de Glicina que é padrão para experimentos de CP e outra de Silsesquioxano para contextualizar a discussão com o núcleo alvo 13C. Para enfatizar o que foi discutido, procedemos de duas formas usando a amostra de glicina: na primeira variamos a velocidade de rotação da amostra no MAS, entre os valores de 4kHz até 12kHz, e m intervalos de 1 kHz. Cada experimento teve 32 repetições. Na segunda mudamos o parâmetro de tempo de contato que é o tempo em que a magnetização do 1H é transferida para o 13C entre os valores de 1000µs até

7000µs, cada experimento teve 128 repetições. Para todos os procedimentos o tempo de repetição foi de 3s e o tempo de aquisição de 47,9ms. Para a amostra Silsesquioxano foi mudado o tempo de contato para dois valores de 3000µs e 5000µs, cada experimento teve 3800 repetições, tempo de repetição foi de 2s e o tempo de aquisição de 17,8ms.


Da análise do primeiro procedimento para a Glicina, percebemos que as bandas laterais se distanciam cada vez mais do pico de interesse quando as velocidades de rotação são aumentadas. Além disso, as intensidades dos picos dos espectros sofrem alterações para cada escolha dessas velocidades, não havendo uma regra para o valor de suas intensidades. Para o experimento do tem pode contato para a Glicina, não encontramos nenhum regime onde as linhas do espectro mantivessem suas intensidades, o qual pudesse mostrar que a técnica de CPMAS é eficiente para este intervalo. Para a amostra de Silsesquioxano também não encontramos um valor apropriado, evidenciando que a variação dos picos não é apenas uma característica da Glicina. O que podemos afirmar é que as frequências dos deslocamentos químicos são exatas tanto para a Glicina quanto para a amostra de Silsesquioxano.

Conclusões

Neste trabalho concluímos que o experimento de CPMAS perde o caráter quantificador. A característica que se preserva é o deslocamento químico dos diferentes ambientes nos quais o 13C é detectado.

Agradecimentos

A.C.da S.L. agradece ao CNPq pela bolsa de mestrado. R.A. agradece ao CNPq pelo financiamento do projeto. Os autores agradecem ao C-LABMU pela disponibilidade do equipamento de RMN.

__________________ 1Yannoni, S, C. Acc. Chem. Res. 1982, 15, 201-208. 2 Hatfield, R, G. et al., Anal. Chem. 198 7, 59, 172-179.

3Dudley, L, R. Fyfe, A, C. Fuel. 1982, 61, 651-657.

4 Snape, C et al. Fuel. 1989, 68, 548-50 .

5 Conte, P. Piccolo, et al., Solid State N ucl. Mag. Reson. 2002, 21, 158-170.

6 Ollivier, P. Gerstein, C, B. Carbon. 19 84, 22, 409-412.

7 Novotny, H, E et al., Environ. Sci. & Tech. 2007, 41, 400-405.

8 Mao, D, J. et al. Soil Sci. Soc. Am. J, 2000, 64, 873-884.





QO

Estudos dos diferentes grupos funcionais presentes na estrutura do óxido de

grafeno eletroquímicamente exfoliado

Elvis Luan Alves1, Alex Vieira Pedroso1, Rodolfo Thiago Ferreira1, Gustavo Marciniuck1, Jarem Raul

Garcia1

1 Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa,UEPG,PR, Brasil

Palavras-chave: Óxido de Grafeno, grupos funcionais, titulação.

Introdução

O óxido de grafeno (OG) vem sendo estudado devido a suas capacidades isolantes, elétricas e térmicas, e também pela luminescência que o material pode apresentar. As características do óxido de grafeno estão altamente relacionadas aos grupos funcionais que nele se encontram, ou seja, aumentando-se o número de grupos funcionais na estrutura do mesmo, observa-se um aumento do band gap presente em sua estrutura, o que caracterizaria o material como semicondutor ou isolante. A estrutura do óxido de grafeno é dependente do tipo de condições e dos materiais em que foi preparado, um exemplo disso é utilizar agentes oxidantes químicos fortes como KMNO4 e H2O2, ou a aplicação de potencial oxidante em meio aquoso. Os processos de oxidação podem afetar o material, desta forma é difícil controlar as modificações estruturais do composto. Sendo assim é necessário criar novas metodologias para que se possa homogeneizar os grupamentos químicos e defeitos presentes nas partículas do óxido de grafeno, facilitando assim o controle de suas modificações estruturais de modo que o produto possa ser empregado em diferentes aplicações. Assim, neste trabalho procurou- se determinar uma estimativa das concentrações de alguns grupos funcionais característicos, como, alcoóis e ácidos carboxílicos, por meio de titulações sendo possível observar as mudanças de pH do composto.

Parte Experimental

As titulações foram realizadas com uma solução de NaOH 0,0014735 mol-1. O óxido de grafeno produzido por meio de exfoliação eletroquímica foi pesado (0,01509g) e dispersado em água até estabilização do pH da dispersão. Desta forma foi realizada a titulação potenciométrica do óxido de grafeno em duplicata. O OG foi também caracterizado por espectroscopia na região do infravermelho.


Pode-se observar através de analises de Infravermelho,

bandas em 1.320-1.210 característica de ácido

carboxílico e em 1.260-1.000 e 3345 bandas

características de grupos álcool. Por meio das curvas de

titulação, apresentadas na Figura 1, verificou-se que há

patamares de neutralização de diferentes grupos

funcionais, nos quais primeiramente houve a reação do

NaOH com os ácidos carboxílicos presentes na

estrutura do OG, enquanto que os grupos alcoóis são

neutralizados posteriormente.

Figura 1. Curvas de titulação do óxido de grafeno

Portanto, verificou-se que há a possibilidade de determinação da quantidade dos diferentes grupos funcionais existentes no mesmo, sendo que esta quantificação será de grande importância para padronização dos grupos funcionais e posteriores aplicações do material em reações de redução ou oxidação.

Conclusões

Conclui-se que as titulações foram eficientes e que o óxido grafeno possui grupos funcionais presentes na sua composição o que comprova sua dependência estrutural de acordo com a rota de síntese e materiais de partida. Estudos posteriores serão realizados para padronização dos grupos funcionais presentes na estrutura através de reações de oxidação e redução.

Agradecimentos

Os autores agradecem à UEPG, fundação araucária, GGAETS e ao Simpoquim.

__________________

1HEN, K.; XUE, D.; Preparation of colloidal graphene in quantity by electrochemical exfoliation, J. Colloid Interface Sci., 436, p.41-46, 2014. 2Stengl, V.; et al; Blue and green luminescence of reduced grapheme oxide quantum dots, Carbon, p. 537-546, 2013.





QO

Modificação do imidazol com 1-bromohexilpirrol visando aplicação como

líquido iônico

*Felipe Tadashi Yamada Kasuga (IC)*, Alex Viera Pedroso (PG), Rodolfo Thiago Ferreira (PG), Fabio

Santana Dos Santos (PG), Gustavo Marciniuk (PG), Marco Antonio Voinarovicz (IC), Jarem Raul Garcia (PQ). *[email protected]

1 Departamaneto de Quimica,Universidade Estadual de Ponta Grossa,UEPG,PR,

Palavras-chave:Líquido iônico,Imidazol,Aplicação eletroquímica.

Introdução

A pesquisa sobre líquidos iônicos tem crescido formidavelmente nos primeiros anos deste século, devido à atratividade de suas propriedades físico-químicas, tais como, a estabilidade térmica elevada, não-volatilidade [1], alta condutividade iônica, não inflamabilidade e de fácil operação em estado líquido [2]. Além disso, os líquidos iônicos são também utilizados como solventes com um alto valor de mercado. Com base nos fatos acima, há necessidade e interesse considerável na descoberta de líquidos iônicos de baixo custo, que têm propriedades físico-químicas semelhantes às descritas na literatura. Assim, o presente trabalho teve por objetivo a síntese e caracterização de um novo líquido iônico de baixo custo derivado do imidazol.

Parte Experimental

O composto proposto foi obtido através de uma

sequencia de três sínteses, onde a primeira foi a

modificação do pirrol com 1,6 dibromohexano em N,N

dimetilformamida (DMF), com uma temperatura de 40ºC

em refluxo por 48 horas e o catalisador utilizado foi KOH.

Na segunda parte da metodologia o imidazol foi

submetido a alquilação com o 1-bromohexilpirrol em

acetonitrila a 40°C em refluxo por 48 horas e como

catalisador o KOH. O composto obtido foi submetido a

troca catiônica com tetrafluoborato de potássio

(KBF4),em um refluxo por 24 horas em acetona a 30°C.

O produto obtido na primeira e segunda fase do

procedimento foram purificados por coluna

cromatográfica. A cada etapa da metodologia o

composto obtido foi caracterizado por Ressonância

Magnética Nuclear (RMN).


Caracterizou-se estruturalmente o pirrol funcionalizado com o 1,6 dibromohexano.

Figura 1: RMN de 1H para modificação do pirrol.

O produto obtido na primeira etapa de foi utilizado como grupo funcional para a modificação do imidazol.Através da caracterização estrutural por RMN mostrou-se possível a modificação do imidazol com 1-bromohexilpirrol.

Figura 2: RMN de 1H para o Imidazol modificado

Após obtenção do imidazol modificado com 1-bromohexilpirrol o composto foi purificado e submetido a troca catiônica com NaBF4 para obtenção do líquido iônico final. Logo, mostrou-se possível sintetizar um produto derivado do imidazol através da funcionalização com 1-bromohexilpirrol. Em uma próxima etapa do trabalho serão realizadas caracterizações eletroquímicas do produto obtido de forma a verificar se o mesmo possui as características de líquido iônico.

Conclusões

Mostrou-se possível a modificação química do imidazol com 1-bromohexilpirrol para obtenção de uma molécula inédita com potencial aplicabilidade como liquido iônico. Existe ainda a necessidade de realizar as medidas eletroquímicas para caracterização do composto obtido e verificação da possibilidade de aplicação do mesmo como líquido iônico.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao CNPq, Clabmu, GGAETS, UEPG e ao Simpoquim. ------------------------

[1]. Gwan-Hong Min et. al. Korean Chem. Soc. 2006, 27, 847.

[2] Z. Lei, C. Dai, B. Chen, Gas solubility in ionic liquids, Chem. Rev.

114 (2014) 1289–1326.





QO

Síntese e caracterização de β-nitro-porfirina metalada para uso em dispositivos

fotovoltaicos

Herculano Moreno Rodrigues* (IC), Éder Carlos Ferreira de Souza (PQ), Jacqueline Aparecida Marques (PQ) *[email protected]

1 Departamento de Química, Universidade Estadual de Ponta Grossa,UEPG,PR, Brasil

Palavras-chave: Porfirina, β-nitração, DSSC

Introdução

A energia solar é uma excelente fonte de energia alternativa pois, é abundante, renovável, com baixa emissão de gases estufa e baixa produção de resíduos. Um tipo de célula solar promissor são as células solares sensibilizadas por corantes (DSSCs), sendo a porfirina um corante em potencial. Um tipo especial de porfirina são as β-nitro porfirinas, pois podem ser utilizadas como precursoras para várias outras porfirinas e possuem propriedades espectroscópicas desejáveis para aplicação em DSSC1. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivos sintetizar e caracterizar a porfirina β-NO2-meso-tetrakis(4-metóxifenil) porfirina cobre (II), preparar filmes finos de TiO2 e realizar estudos espectroscópicos para aplicação em DSSC.

Parte Experimental

Síntese2 da β-NO2-CuTMPP: em um balão de fundo redondo sob agitação magnética adicionou-se a meso-tetrakis(4-metóxifenil)porfirina cobre (II), Cu(NO3)2.3H2O, CHCl3, Ac2O e AcOH. Manteve-se sob agitação por 45 minutos a 40-45 ºC. A reação foi acompanhada por CCD utilizando-se CH2Cl2 como eluente. Ao final, o solvente foi removido e o sólido resultante foi purificado por cromatografia em coluna utilizando sílica gel 60 (70-230 mesh) e CH2Cl2 (eluente). Caracterização por UV-Vis: foram determinados os coeficientes de absortividade molar (ε) das bandas características da β-NO2-CuTMPP em CH2Cl2 utilizando-se espectrofotômetro Cary 100 Varian. Medidas de Reflectância Difusa: filmes de TiO2 em vidro foram deixados em uma solução de β-NO2- CuTMPP de concentração 0,2 mmol L-1 por 24 horas sob refrigeração. As medidas foram feitas utilizando-se espectrofotômetro Cary 50 Varian, iluminante D65 e observador 2 graus.


A reação de β-nitração forneceu o derivado em bom rendimento, após a purificação foram obtidos 62,2 mg de da β-NO2-CuTMPP (rendimento de 80,0%). Na caracterização por UV-Vis, as absorções características e os valores de ε estão de acordo com os dados de literatura2 para essa classe de compostos [espectro em CH2Cl2 λmáx (nm), ε (L mol-1 cm-1): 428 (ε 1,8 x 105), 550 (ε 1,3 x 104), 594 (ε 1,1 x 104)] (Figura 1).

Figura 1. Espectros de UV-Vis da β-NO2-CuTMPP em

diferentes concentrações em CH2Cl2.

O espectro de reflectância difusa está representado na Figura 2. Os pontos de maior reflectância estão em 421; 440; 557 e 604 nm, indicando um deslocamento batocrômico em relação à porfirina em CH2Cl2.

Figura 2. Espectro de refletância na região do visível do filme espesso de TiO2 fotossensibilizado com a β-NO2-CuTMPP.

Conclusões

O método utilizado para a síntese apresentou rendimento satisfatório e promissor para preparo do derivado em grande escala. As medidas iniciais de reflectância mostraram boa adsorção da β-NO2-CuTMPP em TiO2, indicando que a porfirina é potencial candidata para uso em DSSC. Na sequência serão verificadas as eficiências elétrica e fotovoltaica dos filmes.

Agradecimentos

À UEPG, ao GSCECOM, ao C-Labmu/UEPG e à Fundação Araucária. _______________

1Giraudeau, A.; Callot, H. J.; Jordan, J.; Ezhar, I.; Gross, M. Journal of the American Chemistry Society, 1979, 101, 3857-3862. 2Yang, S.;Suna, B.; Ou, Z.; Menga, D.; Lua, G.; Fangb, Y.; Kadish, K. M. Journal of Porphyrins and Phthalocyanines, 2013, 17, 857-869.





QO

Síntese, caracterização e avaliação de corante xantênico visando aplicações fotodinâmicas Luciane Cristina Schlüter Ferreira1* (PG), Anderson Gomes1 (PG), Jacqueline Aparecida Marques1

(PQ) *[email protected]


Palavras-chave: Síntese orgânica, xantenos, TFD.

Introdução

Os usos da Terapia Fotodinâmica (TFD) incluem o tratamento médico de células com crescimento anormal e a inativação fotodinâmica de micro-organismos (IFMO). A TFD consiste na utilização de três elementos essenciais: um fotossensibilizador (FS), luz visível e oxigênio molecular (O2). Os FS devem ser de composição química conhecida, de fácil síntese e reprodução, e alta produção de oxigênio singlete (1O2)1. Dentro dessas características os derivados de xantenos são uma classe de substâncias que podem ser utilizadas como FS em fototerapias como TFD e IFMO. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi sintetizar e caracterizar um derivado xanteno com potencial uso em TFD e IFMO.

Parte Experimental

O derivado n-decil-éster da eosina (EOS) foi sintetizado de acordo com método descrito na literatura2. Para caracterização foram analisadas medidas de absorção molecular no UV-Vis (Cary 100 Varian), de emissão de fluorescência (Cary Elipse Varian), e também análise por RMN de H-1 (Bruker modelo Ascend, operando a 400 MHz). Para os testes de absortividade molar e fotobranqueamento as soluções do composto sintetizado foram preparadas em concentrações de 1 a 10 µmol.L-1, os testes foram realizados empregando-se LED de λmax na região de 519 nm.


A partir dos dados de RMN de H-1, foi possível comprovar que reação de alquilação ocorreu conforme esperado. Dados: RMN1H (400 MHz; D3COD): δ 1,26 (m; 16H); 0,89 (t; 3H); 3,94 (t; 2H); 7,81 (m; 6H). O valor da absortividade molar (ε) de 1,08(±0,019)×105 L.mol-1.cm-1 foi determinado a partir dos gráficos da Figura 1 e está de acordo com a literatura2. Com o sistema de LED utilizado, o derivado não apresentou fotobranqueamento conforme demonstrado na Figura 2.

Figura 1. Espectro de absorção UV-Vis do derivado

xantênico em diferentes concentrações em etanol.

Figura 2. Teste de fotobranqueamento realizado em

etanol por 1 h empregando-se o sistema de LED.

Conclusões

O método de síntese do n-decil-éster da EOS mostrou-se simples e reprodutível, comparável ao derivado da rosa de bengala sintetizado inicialmente nas mesmas condições. O elevado valor de ε e as medidas de fotobranqueamento indicam que o corante possui características desejáveis para potencial aplicação em TFD e IFMO.

Agradecimentos

Ao GSCECOM, a SETI, a CAPES, ao CNPq, a

Fundação Araucária e ao C-labmu/UEPG.

__________________

1Perussi, J. R. Química Nova, 2007, 30, 4, 988-994. 2Amat-Guerri, F.; López-González, M.M.C.; Martínez-Utrilla, R.; Sastre, R. Dyes and Pigments, 1990, 12, 4, 249-212.





QO

Estudo conformacional do ácido fenilacético e seus derivados halogenados Mariana N. Levandowski (PG)1*, Thiago C. Rozada1 (PQ), Barbara C. Fiorin1 (PQ). *[email protected]


Palavras-chave: Ácido fenilacético, análise conformacional, RMN

Introdução

O ácido fenilacético (FA) e seus derivados são muito versáteis, podendo ser utilizados como precursores e intermediários em diversas sínteses orgânicas, pois são xenobióticos, tendo grande aplicabilidade farmacêutica, agroquímica e biotecnológica. Podem ser empregados, por exemplo, na produção de fármacos, como diclofenaco e aceclofenaco usados como antiinflamatórios. Para este estudo foram selecionados os ácidos: fenilacético o-fluorofenilacético (FFA), o-clorofenilacético (CFA) e o-bromofenilacético (BFA), realizando uma análise conformacional criteriosa para avaliar o efeito do posicionamento de um substituinte em orto sobre a distribuição espacial do restante da molécula.

Parte Experimental

Para definir as preferências do equilíbrio foram realizados cálculos teóricos utilizando o pacote de programas Gaussian 03 e 09. Os cálculos de scan foram obtidos com o nível de teoria HF/6-311G. Na sequência, os confôrmeros de menor energia, foram submetidos a cálculos de otimização e frequência com o nível de teoria B3LYP/cc-pVDZ e M06-2X/6-311++G(2d,2p). As solvatações foram realizadas com o método IEF-PCM nos níveis B3LYP/6-311G e M06-2X/6-311++G(2d,2p). Os cálculos de NBO foram realizados em M06-2X/6-311+ +G(2d,2p).


O estudo conformacional do FA mostrou a presença de dois confôrmeros em fase isolada nos níveis de teoria estudados. O ácido FFA apresentou quatro confôrmeros. Já para CFA foram encontrados quatro estruturas em B3LYP e três em M06 e para o BFA três conformações, nos dois níveis utilizados. A avaliação em diferentes solventes mostrou que o confôrmero FA-I apresenta um pequeno acréscimo em sua população quando a polaridade do meio aumenta. Nos cálculos em M06-2X o confôrmero FA-I representava 53,9% em CCl4 e alcançou 76,9% em CH3CN. Uma variação bem mais discreta foi observada nos confôrmeros I dos derivados halogenados. No caso do FFA a população em CCl4 foi de 71,0% e em CH3CN de 78,0%. Comportamento similar foi observado para o CFA e BFA que em CCl4 apresentaram 65,8% e 60,1%, alcançando 78,0 e 72,0%, respectivamente. Os cálculos de NBO para o FA mostraram que as interações onde estão envolvidos os orbitais não ligantes do oxigênio da hidroxila (ηO-H) e os orbitais antiligantes da

carbonila (σ*C-O e π*C=O) contribuem para uma maior estabilização do FA-II. Entretanto, os dois confôrmeros apresentam interações muito próximas e quando considera-se a soma das mesmas encontramos que o FA-I apresenta energia um pouco superior que para o FA-II 156,08 e 154,12 kcal mol-1, respectivamente.

Os confôrmeros FFA-I, CFA-I e BFA-I apresentaram a maior contribuição das interações orbitais, principalmente devido às interações onde o orbital π*C=O atua como aceptor de densidade eletrônica. Os cálculos de deleção mostraram que estes mesmos confôrmeros são estabilizados pelo efeito hiperconjugativo que supera o efeito de interação estérica e explica a predominância dos confôrmeros majoritários presentes no equilíbrio conformacional dos ácidos estudados.

Os confôrmeros majoritários apresentaram comportamento semelhante, inclusive em seus arranjos espaciais, como pode ser observado na Figura 1.

a) Φ= 60,1 b) Φ= 73,1

c) Φ= 81,1

d) Φ= 82,6

Figura 1: Orientação espacial para as conformações

majoritárias em B3LYP/cc-PVDZ: a) FA; b) FFA; c) CFA e d)

BFA.

Conclusões

O equilíbrio conformacional do FA e seus derivados não sofreram grandes variações pela mudança da polaridade do meio. A presença dos átomos de flúor, cloro e bromo na estrutura do FA gerou um número maior de confôrmeros no equilíbrio e mudou sutilmente o posicionamento do grupo CH2COOH com relação ao anel aromático. O estudo com NBO possibilitou a compreensão sobre os efeitos que regem a estabilidade dos confôrmeros mais estáveis.

Agradecimentos

Capes – C-LABMU – GDEM

1B. Hinz, D. Auge, T. Rau, S. Rietbrock, K. Brune, U. Werner, Biomedical

Chromatography 17 (2003) 268–275. 2M. Prashad, D. Har, L.J. Chen, H.Y. Kim, O. Repic, T.J. Blacklock, J. Org.

Chem 67 (2002) 6612.





QO

Estudos visando a síntese de corantes para potencial uso em DSSCs Maycon Hudson Contador (PG)1*, Jacqueline Aparecida Marques (PQ)1 *[email protected]


Palavras-chave: DSSCs, UV-vis, antocianidinas.

Introdução

As células solares sensibilizadas por corantes (DSSCs) fornecem uma alternativa mais barata à tecnologia tradicional que emprega silício com alto grau de pureza. Ainda que resultados bastante promissores já tenham sido obtidos empregando corantes à base de rutênio, a produção dos mesmos ainda representam um custo bastante elevado. O uso de extratos ricos em glicosídeos de antocianidinas (antocianinas) vem sendo extensamente explorado na literatura como alternativas viáveis para estes corantes, entretanto não se encontram estudos empregando análogos sintéticos a estes compostos naturais, pois embora sejam acessíveis e baratos, não são puros. Portanto, o uso de um método simples e de reagentes de baixo custo e disponíveis, que permitem a obtenção em quantidades muito maiores e com uma pureza alta quando comparados ao material empregado nos extratos, pode levar a uma maior fotoeficiência e/ou menor custo, além de reduzir interferentes e futuramente permitir comparações.

Parte Experimental

As antocianidinas foram sintetizadas pelo método de Pratt-Robinson, que envolve uma condensação de Claisen-Schmidt, seguida de ciclização em meio ácido. Em um Erlenmeyer foram adicionados 8 mmols de salicilaldeído ou orto-vanilina, e 8 mmols de apocinina. O frasco foi envolto em papel alumínio e posto em banho de gelo e, na sequência, adicionou-se etanol até total solubilização dos reagentes. A essa mistura foi borbulhado HCl gasoso (reação de NaCl com H2SO4 conc.) por duas horas. O produto foi armazenado protegido da luz e em freezer. A suspensão foi então dissolvida em HCl 35%, extraída com clorofórmio e então extraída novamente e precipitada com éter dietílico e então armazenado protegido da umidade e da luz, sob refrigeração. O material obtido foi então caracterizado inicialmente em um espectrofotômetro UV-vis Cary 50, tendo seus valores comparados com antocianidinas naturais encontradas na literatura1.


Na Figura 1 encontram-se os espectros de UV-vis (400-600 nm) da antocianidina obtida à partir do salicilaldeído (SA) e da orto-vanilina (OVA) realizados em metanol.

Figura 1. Espectros de UV-vis das antocianidinas

sintetizadas

473

472

Tabela 1. Dados comparativos de UV-vis entre as

antocianidinas sintetizadas e as antocianidinas de

ocorrência natural e o cloreto de 4’-hidróxi-flavílio1.

4’-

hidróxi-

flavílio

Petunidina Apigenidina OVA SA

λmáx

(nm) 455 549 481 472 473

A caracterização inicial por espectroscopia de UV-vis indica que os compostos sintetizados se mostraram similares a apigenidina e ao cloreto de 4’-hidróxi-flavílio A ausência da hidroxila em C-3 (3-desoxi) causa um deslocamento hipsocrômico substancial em relação ao análogo natural petunidina, o que torna esta posição um potencial alvo para modificações futuras.

Conclusões

O método mostrou-se bastante simples e eficaz na preparação de antocianidinas com o uso de matérias-primas de baixo custo e acessíveis, o que permitirão a síntese destes corantes em grande escala.

Agradecimentos

UEPG, PPGQA e Capes.

1Ali, H. M.; Almagribi, W. e Al-Rashidi, M. N. Food Chemistry, 2016, 196, 1275-1282.





QO

Extração hidroalcóolica de polifenóis do limão cravo Maycon Hudson Contador1* (PG), Aline Alves Migliorini1 (IC), Francieli Kanumfre de Carvalho2 (PQ), Jacqueline Aparecida Marques1 (PQ). *[email protected]


Palavras-chave: Capacidade antioxidante, Maceração, Limão cravo.

Introdução

O limão cravo (Citrus limonia), é um possível híbrido entre limoeiro verdadeiro e tangerineira1, se trata de uma fruta muito presente no cotidiano da população local, sendo relevante como fonte de compostos polifenólicos na dieta, assim como outras frutas desse gênero2. A importância desses compostos se encontra nas múltiplas atividades que os mesmos apresentam, estando ligados a atividades anti-inflamatórias, quelante e redutora de metais, além de evitar o decaimento cognitivo e outros quadros relacionados a radicais livres3.

Parte Experimental

Pesou-se 500,56 g de cascas secas e trituradas para a extração a frio no sistema metanol/água. Os extratos obtidos foram filtrados e combinados, concentrados em rotaevaporador, para serem então armazenados em frasco âmbar abrigado da luz. O extrato hidroalcóolico foi particionado por ordem de polaridade, primeiramente com o solvente orgânico 1 (F1) e posteriormente com o solvente orgânico 2 (F2). Realizado o fracionamento, as mesmas foram rotaevaporadas e os teores de fenólicos totais, flavonoides e o poder redutor de íons férricos foi medido. Todos os testes foram realizados em triplicata.


O extrato bruto obtido foi particionado e as quantidades de extrato (g) e a porcentagem em relação as cascas obtidas foram tabelados (Tabela 1).

Tabela 1. Rendimento (%) em relação a massa de cascas secas.

Fração Massa de

extrato seco

% em relação a massa de

cascas secas Solvente 1 (F1) 2,66 g 0,53 Solvente 2 (F2) 2,73 g 0,55

Na tabela 2, tem-se o teor de compostos fenólicos totais,

expresso em miligramas de ácido gálico (AG) por grama

de extrato, teor de flavonoides, expresso em miligramas

de quercetina (Q) por grama de extrato e o potencial

redutor dos extratos para as frações F1 e F2. Quanto

maiores os valores obtidos, mais ricos os extratos se

encontram em fenólicos e flavonoides, assim como

maior a sua capacidade antioxidante, respectivamente.

Tabela 2. Resultados dos ensaios fitoquímicos

Fração

Fenólicos totais (mg

de AG/ g de extrato)

Teor de flavonóides (mg de Q/ g

de extrato)

Potencial redutor (mg de AA/ g de

extrato) F 1 110,05 ± 7,55 14,46 ± 0,11 305,75 ± 8,28

F 2 118,35 ± 7,22 13,57 ± 0,22 486,70 ± 7,48

De acordo com a Tabela 2, pode-se verificar que a

fração F2 apresentou um maior teor de fenólicos, mas

considerando os desvios padrões das medidas,

percebe-se que a diferença não é tão significativa assim.

A fração F1, por sua vez, apresentou maior teor de

flavonoides, entretanto, apesar disso, o potencial redutor

da fração F2 demonstra uma capacidade antioxidante

em muito superior, quase 60% maior que a da fração F1.

Como o solvente empregado no fracionamento de F2

apresenta um caráter mais polar, apesar de ter extraído

menos flavonoides e quantidades equivalentes de

fenólicos, extraiu moléculas com uma capacidade

antioxidante muito superior.

Conclusões

A extração a frio utilizando-se como principal solvente o metanol mostrou-se eficiente, apresentando rendimento satisfatório para ambas as frações. A fração F2 mais polar do particionamento líquido-líquido, apresentou um maior uma maior capacidade antioxidante, medida como poder redutor, enquanto a fração F1 apresentou maior teor de flavonoides.

Agradecimentos

A UEPG; aos órgãos de fomento: SETI-FUNDO PARANÁ, Capes/PROAP e Fundação Araucária, pelo apoio financeiro. __________________

1KHAN, M. K.; HUMA, Z. E.; OLIVIER, D. A comprehensive review on flavanones, the major citrus polyphenols. Journal of Food Composition and Analysis. v. 33, n. 1, 85-104, 2014.

2 ZAREBCZAN, B.; PINCHOT , S. N.; KUNNIMALAIYAAN, M.; CHEN, H. Hesperetin, a potential therapy for carcinoid cancer. American Journal of

Surgery. v. 201, n. 3, 329-333, 2011. 3LUZIA, D. M. M.; JORGE, N. Potencial antioxidante de extratos de

sementes de limão (Citrus limon). Ciência e Tecnologia de Alimentos, v. 30,

n. 2, 489-493, 2010.

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