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ORCID:  http://orcid.org/0009-0003-9394-0885
Document type: Dissertação
Access type: Acesso Embargado
Embargo Date: 2028-02-10
Title: Aplicação de técnicas eletroquímicas para a quantificação de amônia
Alternate title (s): Application of electrochemical techniques for the quantification of ammonia.
Author: Messias, Vitoria Brambilla
First Advisor: Santos, André Luiz dos
First coorientator: Takeuchi, Regina Massako
First member of the Committee: Lucca, Bruno Gabriel
Second member of the Committee: Richter, Eduardo Mathias
Summary: Este trabalho apresenta o desenvolvimento de um dispositivo eletroquímico confeccionado utilizando fios de platina, modificados com micropartículas de Pt eletrodepositadas, para a determinação voltamétrica de NH3 em águas naturais e de abastecimento. A amônia possui um papel relevante no ciclo do nitrogênio e um impacto ambiental negativo quando presente em elevadas concentrações, devido a capacidade de causar eutrofização de ambientes aquáticos. O método proposto no presente estudo emprega a voltametria de pulso diferencial em meio alcalino, visando aliar simplicidade instrumental, baixo consumo de reagentes e melhor detectabilidade. Inicialmente, foram confeccionados e caracterizados três dispositivos miniaturizados empregando um fio de Pt (⌀ = 0,5 mm) como eletrodo de trabalho. Posteriormente, foram realizados estudos de otimização das condições experimentais, como o tipo de abrasivo utilizado no polimento da superfície do eletrodo de trabalho, a concentração do eletrólito de suporte e presença de oxigênio dissolvido. Verificou-se que a utilização de alumina como abrasivo e a presença do oxigênio dissolvido na solução proporcionaram melhor resposta voltamétrica e maior repetitividade, com RSD para as correntes de pico de oxidação da amônia abaixo de 10%. A modificação da superfície do eletrodo de trabalho com micropartículas de Pt eletrodepositadas aumentou a sensibilidade em aproximadamente três vezes e diminuiu os limites de detecção (LOD = 0,6 µmol L-1) e de quantificação (LOQ = 1,9 µmol L-1) em comparação aos obtidos com o eletrodo de Pt não modificado (LOD = 0,9 µmol L-1 e LOQ = 3,0 µmol L-1). A faixa linear obtida com o eletrodo modificado foi de 0,5 a 50 µmol L-1 (0,007 a 0,7 ppm N), sendo compatível com os níveis máximos permitidos em águas para abastecimento de acordo com a legislação brasileira (Resolução 357 de 2005). A aplicabilidade do dispositivo miniaturizado foi avaliada por meio da análise de quatro amostras de água, apresentando exatidão e precisão satisfatórias para todas as amostras, conforme os critérios da AOAC International. A recuperação de NH3 variou entre 92 e 103% nas amostras, atendendo aos parâmetros de validação deste guia. Conclui-se que o sistema miniaturizado proposto é promissor para a determinação de NH3 em ambientes aquáticos, apresentando vantagens como elevada detectabilidade, baixo consumo de amostra e de reagentes, menor quantidade de resíduos gerados e poucos requisitos quanto ao preparo de amostras.
Abstract: This study presents the development of an electrochemical device fabricated using platinum wires, modified with electrodeposited Pt microparticles, for the voltammetric determination of NH3 in natural and drinking waters. Ammonia plays a relevant role in the nitrogen cycle and has a negative environmental impact when present at high concentrations due to its ability to cause eutrophication in aquatic environments. The method proposed in this study employs differential pulse voltammetry in an alkaline medium, aiming to combine instrumental simplicity, low reagent consumption, and high analytical sensitivity. Initially, three miniaturized devices were fabricated and characterized using a Pt wire (⌀ = 0.5 mm) as the working electrode. Subsequently, optimization studies of experimental conditions were carried out, including the type of abrasive used for working electrode polishing, the concentration of the supporting electrolyte, and the presence of dissolved oxygen. It was found that the use of alumina as an abrasive and the presence of dissolved oxygen in solution provided improved voltammetric responses and greater repeatability, with RSD for ammonia oxidation peak currents lower than 10%. The modification of the working electrode surface with electrodeposited Pt microparticles increased sensitivity by approximately threefold, and lowered limits of detection (LOD = 0.57 µmol L-1) and quantification (LOQ = 1.92 µmol L-1) compared to the unmodified Pt electrode (LOD = 0.9 µmol L-1 e LOQ = 3.0 µmol L-1). The linear range obtained with the modified electrode was from 0.5 to 50 µmol L-1 (0.007 to 0.7 ppm N), which meets the Brazilian drinking-water regulatory limits (Resolution 357 of 2005). The applicability of the miniaturized device was assessed through the analysis of four water samples, showing satisfactory accuracy and precision for all samples in accordance with AOAC International criteria. NH3 recoveries ranged from 92 to 103%, meeting validation requirements according to the AOAC guide. It is concluded that the proposed miniaturized system is a promising tool for the determination of NH3 in aquatic environments, offering advantages such as high sensitivity, low sample and reagent consumption, reduced waste generation, and minimal sample preparation requirements.
Keywords: Amostras ambientais
Eletroanálise
Eletrodeposição
Environmental samples
Electroanalysis
Electrodepositon
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA::ELETROANALITICA
Subject: Química
Amônia - Eletroquímica
Ciclo do nitrogênio
Eletrodos
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Química
Quote: MESSIAS, Vitoria Brambilla. Aplicação de técnicas eletroquímicas para a quantificação de amônia. 2026. 75 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2026. DOI: http://doi,org/10.14393/ufu.di.2026.92.
Document identifier: http://doi.org/10.143993/ufu.di.2026.92
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/48300
Date of defense: 10-Feb-2026
Sustainable Development Goals SDGs: ODS::ODS 6. Água potável e saneamento - Garantir disponibilidade e manejo sustentável da água e saneamento para todos.
ODS::ODS 9. Indústria, Inovação e infraestrutura - Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação.
ODS::ODS 14. Vida na água - Conservação e uso sustentável dos oceanos, dos mares, e dos recursos marinhos para o desenvolvimento sustentável.
Appears in Collections:DISSERTAÇÃO - Química

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