INVESTIGAÇÃO TEÓRICA DAS ETAPAS DE OXIDAÇÃO E REDUÇÃO DE FIPRONIL ADSORVIDOS EM NANOTUBOS DE CARBONO

Thales Chagas Vieira; Glauco Favilla Bauerfeldt

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Trabalho

Título do Trabalho

INVESTIGAÇÃO TEÓRICA DAS ETAPAS DE OXIDAÇÃO E REDUÇÃO DE FIPRONIL ADSORVIDOS EM NANOTUBOS DE CARBONO

Autores

Thales Chagas Vieira
Glauco Favilla Bauerfeldt

Modalidade

Resumo

Área temática

Ciências Exatas e da Terra - Química

Data de Publicação

22/04/2025

País da Publicação

Brasil

Idioma da Publicação

Português

Página do Trabalho

https://www.even3.com.br/anais/xi-raic-e-v-raidtec-ufrrj/927529-investigacao-teorica-das-etapas-de-oxidacao-e-reducao-de-fipronil-adsorvidos-em-nanotubos-de-carbono

ISBN

978-65-272-1295-9

Palavras-Chave

Nanotubos de Carbono, Fipronil, Teori.a de Funcional de Densidade, Cinética Eletroquímica, Sensores Eletroquímicos

Resumo

O fipronil é um inseticida sistêmico da classe dos fenilpirazol, que tem sido amplamente utilizado nos setores agrícola e veterinário. O sucesso desse ativo, porém, contrasta com episódios de contaminação de águas superficiais e, em decorrência do uso excessivo e desordenado, o fipronil e seus metabólitos têm sido detectados e quantificados em importantes corpos hídricos, como a bacia do Rio Guandu. Portanto, a análise química e o monitoramento do fipronil em corpos hídricos são imprescindíveis. Sensores eletroquímicos compostos por nanotubos de carbono têm sido indicados para a determinação rápida e eficiente de pesticidas, incluindo o fipronil. Para avaliar e quantificar a adsorção e etapas de transformação eletroquímicas de fipronil em nanotubos de carbono, foram realizados cálculos teóricos adotando a teoria do funcional de densidade polarizada por spin (DFT) com condições de contorno periódicas, assumindo os funcionais PBE e pseudopotenciais ultrasoft (USPP) para a descrição do elétrons internos. Uma célula P tetragonal 25 x 25 x 17 Å3 foi adotada para garantir a continuidade do nanotubo de carbono ao longo da direção z e evitar possíveis interações entre o fipronil e suas imagens periódicas. Além disso, os cálculos foram realizados usando um ponto de corte de 90 Ry e pontos k 1 x 1 x 3. Os resultados sugerem modos de adsorção fracos, com energias relativas variando de -2,81 a -7,92 kJ mol-1. A estabilização do melhor modo de adsorção é controlada pelas interações de empilhamento pi, nas quais as distâncias mais próximas entre o fipronil e o nanotubo de carbono variam de 4,44 a 4,91 Å. Os mecanismos redox revelam as principais etapas eletroquímicas e permitem a previsão dos potenciais elétricos em que tais etapas serão permitidas. O mecanismo de redução é iniciado pela adsorção de fipronil, sendo a etapa crítica é a transferência de um átomo de oxigênio do fipronil para a superfície do nanotubo, formando o fipronilsulfeto, o que requer cerca de 89 kcal/mol (3,9 V). Esse potencial é muito alto e torna esse processo improvável. O mecanismo de oxidação, por sua vez, iniciado pela interação entre o fipronil e grupos OH adsorvidos na superfície do nanotubo, mostra etapas exergônicas , sugerindo a formação espontânea de fipronilsulfona. Neste mecanismo, a etapa de transferência de elétrons requer 1,39 V, o que é experimentalmente viável. Nossos resultados poderão contribuir para a compreensão das observações experimentais acerca da determinação eletroquímica de fipronil em águas superficiais usando sensores eletroquímicos construídos a partir de nanomateriais de carbono e finalmente incentivam o projeto de sensores eletroquímicos baseados em nanotubos de carbono de parede simples para determinação de fipronil.

Título do Evento: XI Reunião Anual de Iniciação Científica da UFRRJ (RAIC 2024) & V Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (RAIDTec 2024)
Cidade do Evento: Seropédica
Título dos Anais do Evento: Anais da XI Reunião Anual de Iniciação Científica da UFRRJ (RAIC) e V Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (RAIDTec): Transição energética: impactos ambientais e sociais
Nome da Editora: Even3
Meio de Divulgação: Meio Digital

Como citar

VIEIRA, Thales Chagas; BAUERFELDT, Glauco Favilla. INVESTIGAÇÃO TEÓRICA DAS ETAPAS DE OXIDAÇÃO E REDUÇÃO DE FIPRONIL ADSORVIDOS EM NANOTUBOS DE CARBONO.. In: Anais da XI Reunião Anual de Iniciação Científica da UFRRJ (RAIC) e V Reunião Anual de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação (RAIDTec): Transição energética: impactos ambientais e sociais. Anais...Seropédica(RJ) UFRRJ, 2024. Disponível em: https//www.even3.com.br/anais/xi-raic-e-v-raidtec-ufrrj/927529-INVESTIGACAO-TEORICA-DAS-ETAPAS-DE-OXIDACAO-E-REDUCAO-DE-FIPRONIL-ADSORVIDOS-EM-NANOTUBOS-DE-CARBONO. Acesso em: 06/12/2025