Estudo eletroquímico da oxidação e adsorção da amoxicilina em eletrodo de carbono vítreo e em eletrodo de ouro

Abstract

A amoxicilina é um poluente emergente, devido a sua difícil degradação. Sua detecção, mecanismo de oxidação e de adsorção em superfícies é, portanto, de interesse da comunidade científica. Neste trabalho foi estudado o comportamento eletroquímico da amoxicilina em eletrodo de carbono vítreo e em eletrodo de ouro, empregando as técnicas eletroquímicas de voltametria cíclica e espectroscopia de impedância eletroquímica. Em eletrodo de carbono vítreo foi verificado que a amoxicilina sofre oxidação muito provavelmente de um elétron na hidroxila fenólica em pHs maiores que 2, sofrendo posteriormente uma reação química que forma um produto contendo anel quinoide, sendo esse produto eletroquimicamente ativo na janela de potencial adotada. Em pH 2, o mecanismo de reação foi diferente, com a oxidação da amoxicilina sendo possivelmente de dois elétrons na hidroxila fenólica, gerando um derivado com agrupamento metileno quinona, também eletroquimicamente ativo na janela de potencial estudada. Quanto à adsorção, foi constatado que a amoxicilina não oxidada adsorve fracamente no eletrodo de carbono vítreo, em solução 0,1 mol L-1 KF, seguindo o modelo de isoterma de Frumkin, com interações laterais atrativas. O valor de ΔGads variou entre -22,61 e - 26,00 kJ mol-1 na janela de potencial de 0,3 e 0,7 V. Observou-se que a adsorção não é influenciada pelo potencial aplicado, indicando que forças não eletrostáticas, como interações π-π, estão envolvidas no processo de adsorção. Já no eletrodo de ouro, foi proposto que a oxidação da amoxicilina ocorre simplesmente através da oxidação irreversível de 1 elétron da hidroxila fenólica com a adsorção da amoxicilina no eletrodo, a partir de um mecanismo sem reação química acoplada. Na adsorção em KF 0,1 mol L-1 e com amoxicilina não oxidada, foi visto que a adsorção é fraca, apesar de ser mais forte do que em eletrodo de carbono vítreo, apresentando valores de ΔGads entre -37,92 e -40,12 kJ mol-1 na janela de potencial entre 0,3 e 0,6 V. O modelo de isoterma de adsorção que melhor descreveu foi o modelo de Langmuir, onde as interações laterais não são consideradas. Novamente, a adsorção mostrou ser governada por interações fracas não eletrostáticas, através de interações entre o eletrodo metálico e o anel aromático da amoxicilina. No estudo da adsorção, em ambos os eletrodos foi observado um comportamento anômalo da capacitância, em que capacitância aumenta, ao invés de diminuir, nos valores de maiores concentrações. Foi levantada a hipótese de que a amoxicilina muda sua forma de adsorção de face a face para cauda a face em maiores concentrações, de modo a aumentar a capacitância devido ao surgimento de mais sítios de adsorção.