Estudo da redução do cobalto(II) em meio aquoso de azoteto de sódio por polarografia de pulso - Motta, Claudia Giovedi (1994)
A solução de cobalto(lI) em meio de perclorato de sódio apresenta uma onda polarográfica de redução próxima a -1,4 V em relação ao ECS a 25°C. A adição do ligante azoteto, N3-, causa a antecipação desta onda catódica para a região mais positiva de potencial. A máxima antecipação - de 320 mV - é atingida pela adição de 0,600 M do ligante. A antecipação da onda por ocasião da adição de azoteto, é explicada pela capacidade deste Iigante se adsorver sobre a superfície do mercúrio, formando uma ponte entre o eletrodo e o cátion metálico, facilitando a transferência de elétrons. A diminuição de sobretensão verificada com a adição do ligante reflete a queda da energia de ativação necessária para que ocorra a transferência de elétrons e como o azoteto é o responsável por este fenômeno, ele pode ser chamado de ligante catalítico. Critérios de caracterização para processos de eletrodo mostraram que a adição do ligante diminui o grau de irreversibilidade do processo de redução do cobalto(lI) - na técnica de pulso - em relação ao meio de perclorato. Em concentrações de azoteto inferiores a 0,600 M ocorre a antecipação gradativa da onda de redução do cobalto(lI) com um desdobramento em duas ondas com potenciais de meia-onda próximos a -1,1 V e -1,4 V, respectivamente. Da análise das curvas de distribuição das espécies complexas em equilíbrio concluiu-se ser a onda em -1,1 V correspondente à redução do azoteto-complexo de cobalto(ll) (presente já no seio da solução ou formado na superfície do eletrodo) e a onda em -1,4 V relacionada ao aquo-íon de cobalto(II). Especificamente na concentração de azoteto 0,160 M a onda na região de -1,1 V na polarografia de pulso diferencial apresentou um desdobramento bem nítido. Tal fato foi interpretado como transferência de elétrons por etapa ou, em outras palavras, entrada de elétrons com velocidades diferentes, possibilitando a existência de cobalto no estado monovalente ainda que por um lapso de tempo curto. Medições coulométricas a potencial controlado foram feitas em dois potenciais da onda do azoteto-complexo: (1) potencial em que ocorreu o desdobramento e (2) potencial limite. Em (1) o número de elétrons obtido foi menor que 2, a solução turvou-se devido à elevação do pH e a análise de toque na solução final detectou a presença do cátion amônio. Em (2) o número de elétrons obtido foi 2, a solução permaneceu límpida, e a análise de toque não determinou a presença de amônio. Os fatos observados em (1) reforçaram a hipótese da formação do intermediário de cobalto(l) que seria reoxidado a cobalto(lI) pelo HN3 produzindo NH4+ e N2. No caso (2), por sua vez, a redução possivelmente leva à formação de cobalto metálico, que não interage com o HN3. Outras evidências da formação de cobalto(l) obtidas foram: a) o número de elétrons fracionado e maior que 3 quando aumentou-se a concentração de HN3 no caso (1); b) a elevação significativa apenas da corrente associada ao primeiro pico (supostamente atribuído ao Co(l)) com a elevação da concentração de HN3 em solução; c) a quebra em duas retas, nas curvas de polarização, cujos coeficientes angulares foram maiores na presença de 0,160 M de azoteto e, finalmente d) a relação Ic/la, próxima de 1 quando o Ei no PPR foi fixado no potencial do desdobramento, e bem maior que 1, com Ei fixado no limite.