Desenvolvimento de um sensor para detectar ferro

Abstract

Neste trabalho pretendeu-se desenvolver um sensor baseado em cristais piezoeléctricos de quartzo (QCM) para quantificar o ferro (III). Como a sensibilidade e selectividade dependem do revestimento aplicado nos cristais de quartzo, a sua selecção é de extrema importância. Partindo de vários trabalhos descritos na literatura de membranas utilizadas no desenvolvimento de sensores potenciométricos para detectar ferro (III) foram testados vários revestimentos (membranas com o ionóforo porfirina TPFPP (5,10,15,20- tetraquis-(pentafluorofenil)-21H,23H-porfirina), o complexo [Fe(citrato)2][Aliquat]3 e o éter coroa trans-dinitro-dibenzo-18-6), de modo a encontrar um que fosse estável, sensível, selectivo e que apresentasse uma interacção reversível com o ferro (III). As membranas foram testadas em termos de estabilidade e sensibilidade do sensor baseado em cristais piezoeléctricos, num sistema de injecção em fluxo. A partir dos resultados obtidos é possível verificar que os sensores revestidos com as membranas de éter coroa e da porfirina TPFPP permitem quantificar o ferro (III), sendo o sensor revestido com membrana da porfirina TPFPP o que apresenta melhor desempenho. Com este sensor é possível detectar pequenas quantidades de ferro (III) sempre que os padrões de ferro são ajustados ao mesmo valor de pH (pH 4,5), apresentando uma gama de linearidade entre 1,8x10-6 mol dm-3 e 1,8x10-5 mol dm-3 e uma sensibilidade muito boa (2,3 x106 Hz dm3 mol-1).

ABSTRACT: The aim of this work was to develop a sensor based on piezoelectric quartz crystals (QCM) for iron (III) quantification. As sensitivity and selectivity are determined by the coating of a quartz crystal, its selection is very important. Considering some works devoted to potenciometric sensors for iron (III) detection, the crystals coated with some of those membranes were tested. The performance of coated crystals with membranes, containing 5,10,15,20- tetrakis(pentafluorophenyl)-21H,23H-porphyrin (TPFPP), [Fe(citrato)2][Aliquat]3 complex or benzo-18-crown-6 crown ether ionophoros, were compared in order to select the best coating. The stability and sensibility of the sensors membranes based on piezoelectric crystals were tested in a flow injection system. Analysing the results obtained, it is possible verify that although both sensors coated with crown ethers and TPFPP porphyrin allowed iron (III) quantification, the coated sensor TPFPP porphyrin presented the best performance. After pH adjustment at pH 4,5, the sensor exhibited a very good sensibility (2,3 x106 Hz dm3 mol-1), over a linear calibration range between 1,8 x10-6 mol dm-3 and 1,8 x10-5 mol dm-3.