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Type: Trabalho de Conclusão de Curso
Title: Desenvolvimento de eletrodo 3D a base de carvão e grafite para a detecção de ácido oxálico em forrageiras
Author: Munck, Elysander Bernardo
First Advisor: Matos, Renato Camargo
Co-Advisor: Oliveira, Wallace Burger Veríssimo de
Referee Member: Carneiro, Jailton da Costa
Resumo: O ácido oxálico (OXA) é um composto naturalmente presente em plantas como gramíneas, espinafre e tomate, podendo provocar efeitos tóxicos, como irritações e formação de cálculos renais, especialmente em ruminantes. Métodos convencionais para sua determinação, como a cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) e a titulometria, apresentam limitações associadas ao alto custo, tempo de análise e consumo significativo de reagentes. Neste trabalho foi desenvolvido um eletrodo 3D de baixo custo, composto por grafite, carvão ativado e esmalte de unha, para a detecção eletroquímica de ácido oxálico em forrageiras. Foram avaliadas diferentes proporções dos materiais constituintes, com foco nas propriedades adsortivas e condutivas do carvão ativado. A caracterização dos sensores foi realizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e pelas espectroscopias Raman e de impedância eletroquímica, visando à análise da morfologia, da estrutura superficial e da resistência à transferência de carga. O eletrodo foi otimizado com base na densidade de corrente, potencial de pico e sensibilidade, utilizando voltametria cíclica com a sonda redox Ferricianeto de potássio. A quantificação do analito foi realizada por amperometria com análise em injeção em fluxo, onde os parâmetros de eletrólito suporte, pH ideal, potencial aplicado e volume de fluxo foram otimizados. O método foi aplicado a amostras reais de capim sectária (Setaria sphacelata) fornecidos pela EMBRAPA, sendo obtidos valores de recuperação entre 91 e 96%, com boa precisão, e um desvio padrão relativo de 6%, além de não apresentar diferenças significativas com o método padrão.
Abstract: Oxalic acid (OXA) is a compound naturally present in plants such as grasses, spinach, and tomatoes, and can cause toxic effects—including irritation and the formation of kidney stones—especially in ruminants. Conventional methods for its determination, such as High-Performance Liquid Chromatography (HPLC) and titrimetry, present limitations associated with high costs, long analysis times, and significant reagent consumption. In this work, a low-cost 3D electrode composed of graphite, activated carbon, and nail polish was developed for the electrochemical detection of oxalic acid in forage. Different proportions of the constituent materials were evaluated, focusing on the adsorptive and conductive properties of the activated carbon. The sensors were characterized by Scanning Electron Microscopy (SEM), Raman spectroscopy, and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) to analyze morphology, surface structure, and charge transfer resistance. The electrode was optimized based on current density, peak potential, and sensitivity, using cyclic voltammetry with the potassium ferricyanide redox probe. Analyte quantification was performed via amperometry with Flow Injection Analysis (FIA), optimizing parameters such as supporting electrolyte, ideal pH, applied potential, and flow volume. The method was applied to real grass samples (Setaria sphacelata) provided by EMBRAPA; recovery values between 91 and 96% were obtained with good precision, showing a relative standard deviation of 6%. Furthermore, the results passed statistical evaluations and showed no significant differences between the proposed method and the validation method.
Keywords: Ácido oxálico
Eletrodo 3D
Carvão ativado
Amperometria
Forrageiras
Oxalic acid
3D electrode
Activated carbon
Amperometry
Forage
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Institution Initials: UFJF
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Access Type: Acesso Aberto
Attribution-NoDerivs 3.0 Brazil
Creative Commons License: http://creativecommons.org/licenses/by-nd/3.0/br/
URI: https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/21029
Issue Date: 28-Jan-2026
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