Comportamento voltamétrico do complexo de boro com Vermelho de Alizarina S

ARTIGO ORIGINAL

CUNHA, Roselaine Calzavara da ^[1], MAYRINK, Maria Isabel Cristina Batista ^[2], PEREIRA, Fernanda de Melo ^[3],  SPERANDIO, Gabriel Henrique ^[4], PIRES, Cherrine Kelce ^[5], REIS, Efraim Lázaro ^[6]

CUNHA, Roselaine Calzavara da et al. Comportamento voltamétrico do complexo de boro com Vermelho de Alizarina S. Revista Científica Multidisciplinar Núcleo do Conhecimento. Ano. 10, Ed. 06, Vol. 01, pp. 36-59. Junho de 2025. ISSN: 2448-0959, Link de acesso: https://www.nucleodoconhecimento.com.br/quimica/comportamento-voltametrico, DOI: 10.32749/nucleodoconhecimento.com.br/quimica/comportamento-voltametrico

RESUMO

O propósito deste trabalho estudar o comportamento do complexo de alizarina S com o ácido bórico pela técnica de voltametria de pulso diferencial empregando eletrodo de mercúrio de gota pendente (HMDE). O boro não é ativo eletroquimicamente, e, portanto, não pode ser oxidado ou reduzido diretamente por alguma técnica voltamétrica. Por outro lado, executando-se a reação de complexação entre o boro como ácido bórico e o complexante vermelho de alizarina S (VAS), uma resposta como um pico voltamétrico anódico é obtido pela oxidação do grupamento antraquinônico no potencial de -0,473 V (vs Ag/AgCl) quando se utiliza um eletrólito de suporte baseado em uma solução tampão composta de ácido acético / hidróxido de amônio. Para triagem de alguns fatores instrumentais e do pH das soluções foi utilizado um planejamento exploratório de Plackett-Burman e, em seguida, baseado em um planejamento otimizou-se os níveis dos fatores em um planejamento composto central (CCD). Na otimização obteve-se as melhores respostas em corrente, obtendo-se pH 7,2, tempo de pulso de 10 ms, amplitude de pulso de 50 mV e velocidade de varredura de 6,2 mV s^-1. Após a otimização destes fatores, o sinal voltamétrico do complexo de ácido bórico com o VAS apresentou-se de forma linear na faixa de concentração de boro entre 0,05 a 1,47 mg L^-1.

Palavras-chave: Boro, Vermelho de alizarina S, Voltametria de pulso diferencial, Otimização.

1. INTRODUÇÃO

Os micronutrientes são essenciais para o desenvolvimento das plantas, ainda que exigidos em baixas quantidades. Dentre os micronutrientes o boro pode ser destacado devido a sua deficiência nos solos de várias partes do mundo e também no Brasil. Desta forma estudar o comportamento analítico deste micronutriente é de muita importância.

Portanto é necessário a implementação de técnicas que sejam rotineiras e sensibilidade e seletividade elevadas. O método analítico espectrofotométrico por meio da reação do boro com o complexante azomethina-H, é o mais utilizado, mas é um método que apresenta várias interferências e baixa sensibilidade e não é tão preciso (Sah e Brown, 1997; Reis, Reis e Silva, 2006).

O boro não é ativo, não sofrendo redução ou oxidação, o que o torna eletroquimicamente inativo, e, portanto, não pode ser determinado diretamente por técnicas voltamétricas. Por outro lado, como o complexante vermelho de alizarina S apresenta na sua estrutura o grupamento antraquinônico que pode ser reduzido, infere-se que o complexo formado na reação entre o ácido bórico e o vermelho de alizarina S também é eletroativo, desta forma o boro na forma deste complexo pode ser estudado por técnicas eletroquímicas. Para tanto foram utilizados planejamentos experimentais, em que as variáveis de processos e de mistura foram otimizadas para estudar o comportamento do boro.

O vermelho de alizarina S (VAS), cujo nomenclatura é 1,2-dihidroxiantraquinona-3-sulfonato de sódio, tem a estrutura química apresentada na figura 1. Este composto é um corante antraquinônico e sua estrutura é similar à própria antraquinona (Souza et al., 2021). O VAS é um ácido diprótico com valores de pK_a1 (b-OH) = 5,39 e pK_a2 (a-OH) = 10,72. Os dois grupamentos hidroxila nas posições 1 e 2 propiciam a formação de complexos com cátions e ânions (Matsuo et al., 2004) A solubilidade deste composto é devida ao grupamento sulfônico, que não é parte reativa da molécula. Tendo em vista este grupamento sulfônico, o VAS é miscível tanto em água quanto em etanol, mas imiscível em solventes orgânicos de baixa polaridade.

Figura 1. Estrutura química do Vermelho de alizarina S (VAS)

O complexo entre o VAS e o boro, além de apresentar seletividade é também fluorescente, e portanto, pode podendo ser empregado para determinação de ácido bórico por técnicas espectrofluorimétricas. Tanto nas técnicas fotométricas quanto nas eletroquímicas a formação do composto cíclico envolvendo os grupos hidroxilas dos derivados de antraquinonas com ácido bórico é uma reação com estequiometria 1:1 como representada pela figura 2 (Broadbent et al., 1977).

Figura 2. Equação da reação do vermelho de alizarina S (VAS) com H₃BO₃

Conforme observado por Campaña, Barrero e Ceba, (1992) em estudos sobre a formação de complexo fluorescente entre o ácido bórico e o VAS, esta reação ocorre de forma muito rápida, em solução tampão fosfato com pH 7,4.

Agentes complexantes de várias classes são empregados para determinação de várias espécies químicas em vários estados de oxidação por técnicas espectrofotométricas. Dentre os agentes complexantes destacam-se aqueles do grupo das alizarinas que é empregado em técnicas voltamétricas (Alghamdi, 2010). No caso do VAS, por exemplo, há uma diversidade de trabalhos em que são aplicados métodos voltamétricos nos quais os complexos são utilizados para determinações de cobre (Shiu e Chan, 1995; Cordeiro et al., 2006; Deng et al., 2008), escândio (Zhang, Li e Deng, 2001), zircônio (Zittel e Florence, 1967; Heng, Zhao e Huang, 2007); vanádio (Heng, Wang e Huang, 2008), gálio (Heng, Zhao e Huang, 2005) dentre outros metais, e também, para quantificação de proteínas (Sun e Jiao, 2002).

Análises de reações reversíveis, quase-reversíveis ou ainda irreversíveis, podem ser estudadas por voltametria cíclica, que fornece parâmetros importantes como correntes de pico e potenciais de picos. Esta técnica voltamétrica auxilia também na escolha da faixa de potencial de oxidação ou redução do analito. Por outro lado, esta técnica é mais utilizada para a obtenção de informações qualitativas sobre as reações eletroquímicas. Os valores de corrente obtidas fornece subsídios para o estudo dos processos termodinâmicos de oxirredução, da cinética das reações, dos processos adsortivos e das reações químicas vinculadas (Wang, 2000).

2. MATERIAL E MÉTODOS

2.1. MEDIDAS VOLTAMÉTRICAS

Neste trabalho utilizou-se o analisador voltamétrico modelo 797 VA Computrace da Metrohm para as medidas. Utilizou-se como eletrodo de trabalho o eletrodo de mercúrio de gota pendente (hanging mercury drop electrode – HMDE), como eletrodo de referência Ag/AgCl (KCl 3 mol L^-1) e um fio de platina como eletrodo auxiliar. O potenciostato foi interfaceado a um microcomputador através de uma interface USB e todo o sistema foi gerenciado pelo software 797 VA Computrace, versão 1.2, que acompanha o instrumento. Os dados foram processados nos programas Origin Pro 9.0.0 (Microcal Origin, 2013) e Statistica 7.0 (Statsoft, 2004).

2.2. CONTROLE DE pH

Todas as medidas de pH das soluções foram feitas com um pHmetro da marca Orion-Jundilab, modelo 720 A, com um eletrodo de vidro, combinado com um eletrodo de referência de Ag/AgCl.

2.3. REAGENTES E SOLUÇÕES

Todos os reagentes utilizados foram de grau analítico, utilizando-se a água destilada e deionizada para o preparo de todas as soluções. As soluções preparadas foram estocadas em frascos de polietileno.

As vidrarias e frascos de polietileno utilizados na estocagem das soluções foram lavados e, posteriormente imersos em solução de HNO₃ 10 % (v/v) por 24 horas e finalmente enxaguados com água deionizada.

O mercúrio foi purificado para ser utilizado como eletrodo de trabalho, sendo lavado três com HNO₃ 10^-2 mol L^-1 e posteriormente filtrado em papel de filtro quantitativo.

Solução estoque de H₃BO₃ 1000 mg L^-1: A solução estoque foi preparada pela dissolução de 5,7182 g de H₃BO₃ (Merck) em água, e o volume completado para 1000 mL em balão volumétrico. Por diluições sucessivas da solução estoque, foram obtidas as soluções padrão em concentrações variáveis de 4 a 700 mg L^-1.

Solução estoque de vermelho de alizarina S 10^-2 mol L^-1: A solução estoque foi preparada pela dissolução de 1,8024 g de vermelho de alizarina S (Vetec) em água e o volume completado para 500 mL em balão volumétrico. Por diluição da solução estoque em água deionizada foi obtida a solução de trabalho na concentração de 10^-4 mol L^-1.

Solução de EDTA 0,1 mol L^-1: A solução estoque foi preparada pela diluição de 18,6128 g do sal dissódico do EDTA (Vetec) em água e o volume completado para 500 mL em balão volumétrico.

Solução tampão de ácido acético 0,2 mol L^-1 / hidróxido de amônio 0,2 mol L^-1: Esta solução foi utilizada como eletrólito de suporte sendo preparada pela mistura de volumes iguais de solução de ácido acético 0,4 mol L^-1 (Vetec) e hidróxido de amônio 0,4 mol L^-1 (Vetec).

2.4. PROCEDIMENTO VOLTAMÉTRICO PARA ESTUDO DA COMPLEXAÇÃO DE H₃BO₃ COM ALISARINA

O procedimento padrão para determinação do complexo VAS–B consistiu na adição de 1,00 mL de EDTA 0,1 mol L^-1, 5,00 mL do eletrólito de suporte ácido acético / hidróxido de amônio 0,2 mol L^-1 e 4,00 mL de água, na cela voltamétrica. O pH da solução foi ajustado em 7,2 com hidróxido de amônio 1 mol L^-1. A solução foi desoxigenada com nitrogênio ultrapuro por 300 s e sob agitação. Um tempo de purga de 60 s foi empregado nas adições sucessivas da amostra ou do padrão. Após a purga foi mantido um tempo de equilíbrio de 5 s e logo após iniciou-se a varredura no modo anódico de -700 a -300 mV, obtendo-se o voltamograma do eletrólito de suporte (ensaio em branco).

Após a adição de 100 mL de VAS 10^-4 mol L^-1 um novo voltamograma foi adquirido. E por último para obtenção do voltamograma do complexo VAS–B foi adicionado 100 mL de H₃BO₃ 100 mg L^-1, efetuando-se quatro varreduras, e a média foi utilizada para otimização das condições experimentais a serem seguidas.

As medidas voltamétricas foram realizadas por varredura de pulso diferencial para obtenção da melhor resposta.

2.5. PLANEJAMENTOS EXPERIMENTAIS

Com a finalidade de definir quais variáveis afetam significativamente a resposta voltamétrica foi realizado uma triagem através de um planejamento do tipo Plackett-Burman com sete variáveis em três níveis (Tabela 1). A matriz do planejamento Plackett-Burman utilizado para definir estas variáveis, foi feita com doze ensaios em que quatro repetições no ponto central foram incluídas para avaliação do erro experimental (Tabela 2).

As variáveis independentes escolhidas foram o pH, o potencial de acumulação (PA), o tempo de acumulação (TA), a amplitude do pulso (AP), o tempo de pulso (TP), o incremento de voltagem (IV) e o incremento de tempo (IT). Os níveis selecionados para o estudo destas variáveis são mostrados na tabela 1, para serem utilizados no planejamento Plackett-Burman (Tabela 2).

Tendo feito a análise dos resultados do planejamento Plackett-Burman, foi realizado o planejamento composto central com 5 pontos centrais, para as variáveis escolhidas na etapa anterior, que afetam significativamente a resposta voltamétrica. Na tabela 3 são apresentadas as variáveis significativas e a faixa de valores avaliados no planejamento composto central.

Tabela 1. Variáveis e níveis estudados no planejamento Plackett-Burman

Tabela 2. Matriz do planejamento Plackett-Burman utilizado para definir as variáveis que afetam significativamente a resposta voltamétrica

Tabela 3. Variáveis e níveis avaliados no planejamento composto central

3. RESULTADOS E DISCUSSÃO

3.1 COMPORTAMENTO VOLTAMÉTRICO DO COMPLEXO DE H₃BO₃ COM VAS

Foram feitos estudos preliminares utilizando voltametria cíclica com o fim de investigar o comportamento eletroquímico do complexante VAS de forma livre e do complexo VAS–B utilizando eletrodo de mercúrio de gota pendente (Cunha, 2010).

Na figura 3 representam-se os voltamogramas cíclicos, na faixa de potencial de -0,7 a -0,3 volts com eletrodo de mercúrio de gota pendente, sem tempo de acumulação, com velocidade de varredura de 150 mV s^-1. Estes voltamogramas elucidam o comportamento voltamétrico do VAS na presença e na ausência de ácido bórico. Observa-se que durante a varredura anódica o sinal de oxidação do ligante livre (Pa₁) ocorre em -0,534 V e um pico correspondente à sua redução (Pc₁) aparece em -0,539 V. Após a adição de 100 µL de H₃BO₃ 100 mg L^-1, verifica-se uma diminuição do pico Pa₁ e o surgimento de um novo pico anódico (Pa₂) no potencial -0,473 V, enquanto um correspondente pico catódico (Pc₂) em -0,478 V. Infere-se que o processo de oxirredução é quase reversível, tendo em vista que a altura do pico anódico é inferior ao pico catódico. Estes resultados indicam que há interação entre o H₃BO₃ e o ligante VAS. Com adições sucessivas de H₃BO₃ ocorre um aumento tanto do pico Pa₂ quanto do pico Pc₂. O pico Pa₂ foi utilizado para as análises posteriores de H₃BO₃ por apresentar maior sensibilidade que o pico Pc₂ (Cunha, 2010).

Figura 3. Voltamogramas cíclicos obtidos usando como eletrólito de suporte ácido acético / hidróxido de amônio 0,1 mol L^-1 (pH 7,2) com velocidade de varredura 150 mV s^-1. (Vermelho) 1 mmol L^-1 VAS; (Azul) 1 mmol L^-1 VAS e 100 µL de H₃BO₃ 100 mg L^-1

A reação de redução do ligante livre é proveniente da redução do grupamento antraquinonila a dihidroantraquinonila, como representado na figura 4, equivalente ao estudo desenvolvido por Sommer e Umland (1980).

Figura 4. Equação da possível reação de redução do VAS, segundo Sommer e Umland (1980)

O comportamento adsortivo do complexo VAS–B foi investigado pelos voltamogramas cíclicos repetitivos utilizando 100 mL de VAS 1 mmol L^-1 e 100 µL de H₃BO₃ 100 mg L^-1 em uma faixa de potencial de -0,7 a -0,3 V em diferentes velocidades de varredura. Foi observado que ocorre um aumento gradativo das correntes do pico em -0,473 volts em função do número de ciclos (Figura 5a). Tendo em vista este comportamento eletroquímico do complexo VAS–B, ficou confirmado que este processo é adsortivo, como já observado por Marques (2017).

A relação linear entre a corrente de pico anódico em função da raiz quadrada da velocidade de varredura de potencial (Figura 5b) mostrou que a reação de oxidação do complexo VAS–B, é muito rápida, este fenômeno ocorre, pois, a reação é controlada por transporte de massa difusional (Marques, 2017.

Figura 5. (a) Voltamogramas cíclicos com 100 mL de VAS 1 mmol L^-1 e 100 µL de H₃BO₃ 100 mg L^-1 em diferentes velocidades de varredura. (b) Dependência da raiz quadrada da velocidade de varredura no sinal da corrente na varredura anódica em 0,473 volts

Tendo em vista que o complexo de H₃BO₃ com o VAS é eletroativo, é possível inferir uma possível determinação de H₃BO₃, com técnicas voltamétricas, após a complexação com outras espécies eletroativas. Como pode ser verificado na figura 6, somente um pico (P₁) aparece no voltamograma de pulso diferencial de VAS em potencial de -0,56 V. Quando H₃BO₃ é adicionado à solução na célula voltamétrica, um novo pico (P₂), referente ao complexo, aparece em potencial de -0,49 V. Observa-se que há uma diminuição do sinal voltamétrico referente ao pico P₁ acompanhado pelo aumento do sinal voltamétrico do pico P₂ com incrementos na concentração de H₃BO₃ à solução. Isto indica que o aumento da corrente de pico P₂ é causado pela oxidação do complexo VAS–B. Sendo a corrente de pico anódica, obtida em -0,49 V, proporcional a concentração de H₃BO₃ em solução.

Figura 6. Comportamento voltamétrico do VAS e do complexo VAS-B no eletrólito de suporte ácido acético/hidróxido de amônio 0,1 mol L^-1 em pH 7,2, na velocidade de varredura 6,2 mV s^-1, para várias concentrações de H₃BO₃

Sendo assim é possível que a reação de oxidação do complexo VAS–B ocorre na superfície do eletrodo, em potenciais menos negativos e pode ser representada pela equação da figura 7.

Figura 7. Equação da possível reação de oxidação do complexo VAS-H₃BO₃

3.2. EFEITOS DO pH NA OXIDAÇÃO DO COMPLEXO DE VERMELHO DE ALIZARINA S COM H₃BO₃

Como representada pela equação da figura 8 e pelos voltamogramas do complexo VAS–B (Figura 10), a oxidação do VAS é dependente do pH. O VAS apresenta pK_a1 = 5,39 e pK_a2 = 10,72, em solução aquosa, nas diferentes formas como mostra a figura 8.

Figura 8. Possíveis estruturas do VAS de acordo com a variação de pH e os valores de pK_a

Tendo em vista que tanto o VAS quanto o H₃BO₃ permanecem protonados em meio ácido, a reação de complexação não é satisfatória. Por outro lado, em meio suficientemente alcalino, ambas as espécies estão desprotonadas e, portanto, ocorre repulsão eletrostática. Desta forma em um ambiente com acidez intermediária a complexação é favorecida pois ocorre a desprotonação do grupamento b-hidroxil do VAS e o ácido bórico permanece protonado.

Como pode ser observado na figura 9, ocorre um deslocamento dos valores de potenciais em função da variação da acidez da solução. Isto comprova que íons hidrogênios fazem parte da reação de eletro-oxidação. Nas análises preliminares ficou evidente que tanto os potenciais de pico do ligante livre quanto do complexo deslocaram para potenciais mais negativos com o aumento do pH, o que confirma a dependência da acidez frente a eletro-oxidação.

Figura 9. Voltamogramas do complexo VAS-H₃BO₃, VAS 1 mmol L^-1 e 100 µL de H₃BO₃      100 mg L^-1 em função do pH do eletrólito de suporte ácido acético / hidróxido de amônio 0,1 mol L^-1

A Figura 10 ilustra a dependência do potencial de pico anódico do complexo em função da variação de pH. Observa-se uma relação linear no deslocamento para potenciais catódicos do complexo VAS–B em função do aumento de pH, demonstrando um aumento da capacidade de oxidação do complexo. Este comportamento é dito nernstiano, pois o coeficiente angular da relação linear entre o potencial de pico e o pH é de -59 mV pH^-1, esperado teoricamente para a reação eletroquímica, envolvendo uma razão unitária entre prótons e elétrons. O que pode também ser verificado na figura 7, pois segundo o princípio de Le Chatelier, com a diminuição da acidez há um deslocamento do equilíbrio da reação no sentido da oxidação do complexo   VAS–B, ou seja, a oxidação fica mais facilitada, ocorrendo em valores maiores de pH (Cunha, 2010).

Figura 10. Dependência do potencial do pico anódico do complexo VAS- H₃BO₃ em função do pH

Na Tabela 4 verifica-se que a melhor resposta de corrente do complexo VAS–B observada foi no experimento 7, para os maiores níveis para as variáveis, potencial de acumulação, tempo de acumulação, incremento de voltagem, e para os menores níveis para pH, amplitude de pulso tempo de pulso e incremento de tempo. As medidas voltamétricas foram realizadas por varredura pulso diferencial para obtenção da melhor resposta. A resposta voltamétrica (R_v) foi obtida utilizando a equação abaixo.

Sendo i_p a corrente de pico em nanoamperes (nA) e l_p a largura do pico à meia altura em volts (V).

Tabela 4. Matriz do planejamento Plackett-Burman com valores codificados das variáveis independentes e respostas voltamétricas do complexo VAS– H₃BO₃

Figura 11. Gráfico de Pareto com o efeito estimado (valor absoluto) das variáveis testadas no planejamento Plackett-Burman

Na tabela 4, que mostra a matriz de resultados do planejamento do tipo Plackett-Burman é possível estimar apenas os efeitos principais, assim utilizou-se o gráfico de Pareto (Figura 11), que apresenta a análise estatística dos efeitos das variáveis sobre a resposta voltamétrica. Por este gráfico observa-se que ao nível de 95% de confiança, as variáveis tempo de pulso (TP), incremento de voltagem (IV), amplitude de pulso (AP) e pH são estatisticamente significativas. Por outro lado, as variáveis tempo de acumulação, incremento de tempo e potencial de acumulação não apresentam efeitos significativos. As variáveis tempo de pulso, amplitude de pulso e pH exercem efeito negativo sobre a intensidade de corrente do complexo, ou seja, os melhores valores das respostas de corrente são obtidos no nível baixo (–) estabelecido no planejamento enquanto, a variável incremento de voltagem exerce um efeito positivo obtendo melhores respostas no nível alto (+) do planejamento (Cunha, 2010).

Desta forma, como consequência dos resultados obtidos no planejamento, infere-se que o tempo de pulso foi a variável que mais afetou significativamente a intensidade da corrente do complexo VAS–B. O valor negativo de seu efeito mostrou que a resposta foi favorecida em valores ainda menores de tempo, o que por outro lado poderia aumentar a contribuição da corrente capacitiva, levando a uma resposta de corrente superestimada. Desta forma, fixou-se o tempo de pulso em seu menor nível (–), de 10 ms.

Para garantir um maior número de pontos no voltamograma e, consequentemente, uma melhor resolução, com a variável incremento de tempo, que não foi significativa, esta foi fixada no menor nível (–) de 0,2 s. A velocidade de varredura definida como a relação entre os parâmetros incremento de voltagem e incremento de tempo, e como a variável incremento de tempo foi fixada tendo em vista não ter efeito significativo, a velocidade de varredura foi utilizada como parâmetro para a otimização do processo, pois variando-se apenas o fator incremento de voltagem, diferentes valores de velocidade de varredura são obtidos (Cunha, 2010).

Tendo feita a triagem dos fatores através do planejamento do tipo Plackett-Burman na sequência foi executada a Metodologia de Superfície de Resposta empregando o planejamento composto central (Central Composite Design – CCD) para as variáveis independentes selecionadas, pH, amplitude de pulso e velocidade de varredura.

A matriz do planejamento composto central (CCD) realizado, na ordem aleatória de execução, com valores dos níveis codificados e as respostas obtidas pela razão da altura pela largura à meia altura do pico é mostrada na Tabela 5. A estimativa do erro puro dos coeficientes foi obtida com as repetições no ponto central do planejamento.

A resposta voltamétrica ao nível de 95% de confiança, respectivamente com os coeficientes do modelo de regressão da superfície de resposta e os erros são apresentados na tabela 6 (Cunha, 2010). Foi observado que para as variáveis independentes destacadas, o termo linear da velocidade de varredura e o termo quadrático do pH, influenciaram significativamente a resposta voltamétrica.

Tabela 5. Matriz do planejamento composto central (CCD) com valores codificados e as respostas do sinal voltamétrico do complexo VAS-H₃BO₃

Tabela 6. Coeficientes e erros para o modelo da superfície de resposta

Na figura 12 são mostradas a superfície de resposta e as curvas de nível do modelo quadrático, verificando-se uma resposta máxima em corrente obtida no menor nível da velocidade de varredura e pH próximo a 7,0.

Após a otimização dos parâmetros, os valores ótimos e as respostas estimada e observada para o complexo VAS–B foram encontrados e são exibidos na tabela 7. Pelo valor do erro relativo verificou-se o ajuste do modelo matemático e a contribuição deste modelo para o aumento da resposta para uma concentração de H₃BO₃ 0,1 mg L^-1 na célula voltamétrica.

A equação abaixo apresenta um modelo quadrático codificado ajustado que descreve a resposta em função das variáveis independentes analisadas, pH e velocidade de varredura dentro dos níveis estudados no planejamento composto central (CCD).

R =  2016,21 – 196,82∙v – 545,01∙pH²

± 84,96         ± 50,53         ± 51,57

Figura 12. (a) Superfície de resposta e (b) Curvas de nível da corrente do complexo VAS-H₃BO₃

Tabela 7. Condições otimizadas da técnica voltamétrica de pulso diferencial para uma concentração de H₃BO₃ 1,0 mg L^-1 na cela voltamétrica

Um sinal analítico bem definido foi obtido no potencial de aproximadamente -0,49 volts, aplicando as condições otimizadas, mostrados na Tabela 7. E com estas condições foi feito um estudo de linearidade empregando a técnica de voltametria de pulso diferencial. A curva analítica foi obtida com o intuito de analisar a aplicabilidade do método otimizado é mostrada na Figura 13. A relação linear foi encontrada entre a corrente correspondente à altura do pico obtida em função da concentração de H₃BO₃ na célula voltamétrica.

Figura 13. Voltamogramas (a) e curva analítica (b) para avaliação de resposta do complexo

5. CONCLUSÕES

O comportamento voltamétrico do complexo de alizarina S com H₃BO₃, evidenciou a viabilidade da técnica para uma possível determinação de boro mostrando-se simples e precisa. O tempo de reação para a complexação entre o alizarina S e H₃BO₃ é instantâneo, o que é uma vantagem sobre o método espectrofotométrico da Azomethina-H, cujo tempo de reação é muito maior.

A utilizando dos planejamentos exploratório de Plackett-Burman e posteriormente o de composto central (CCD), para selecionar os melhores valores das variáveis de processo, utilizando como eletrólito de suporte a solução tampão de ácido acético / hidróxido de amônio e o agente complexante vermelho de alizarina S, mostraram-se importantes para a eficácia da otimização.

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^[1] Doutora em Química Analítica, Mestrado em Agroquímica Analítica, Bacharel e Licenciada em Química. ORCID: https://orcid.org/0009-0001-0610-9838. Currículo Lattes: http://lattes.cnpq.br/0235276091529124.

^[2] Doutora em Bioquímica Aplicada, Mestre em Agroquímica Analítica, Bacharel e Licenciada em Química. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-7422-2066. Currículo Lattes: http://lattes.cnpq.br/0336882895727468.

^[3] Doutora em Química Analítica, Mestre em Agroquímica Analítica, Bacharel e Licenciada em Química. ORCID: https://orcid.org/0009-0002-8124-6741. Currículo Lattes: http://lattes.cnpq.br/7225876472251433.

^[4] Doutor em Química Analítica, Mestre em Agroquímica Analítica, Bacharel e Licenciado em Química. ORCID: https://orcid.org/0000-0001-6532-1786. Currículo Lattes: http://lattes.cnpq.br/8156870948860981.

^[5] Doutora em Química Analítica, Mestre em Química Analítica, Bacharel e Licenciado em Química. ORCID: https://orcid.org/0000-0003-2976-7160. Currículo Lattes: http://lattes.cnpq.br/0152834093913136.

^[6] Orientador. Doutor em Química Analítica, Mestre em Química Analítica, Bacharel e Licenciado em Química. ORCID: https://orcid.org/0000-0003-4285-8892. Currículo Lattes: http://lattes.cnpq.br/0152834093913136.

Material recebido: 22 de novembro de 2024.

Material aprovado pelos pares: 16 de abril de 2025.

Material editado aprovado pelos autores: 29 de maio de 2025.