Estudio matemático de la estabilidad del rendimiento del sistema [Fe(CN)6]3-/[Fe(CN)6]4- como mediador en la electro-reducción de nitrito, con fines electroanalíticos

The mathematical stability study for the work of the [Fe(CN)6]3-/[Fe(CN)6]4- system as a mediator in nitrite electroreduction, used for electroanalytical means

Se describió matemáticamente el rendimiento del sensor de nitrito, basado en el electrodo, modificado por el sistema de hexacianoferratos (II) y (III) como mediador, y se analizó el modelo matemático correspondiente mediante la teoría de la estabilidad lineal y el análisis de bifurcación. El modelo se comparó con análogos y sistemas experimentales.

Introducción

Los iones nitrito (NO₂-) son muy comunes en la naturaleza [1] y se utilizan ampliamente en la conservación de alimentos, impidiendo la acción de microorganismos, como el Clostridium Botulinum [2] y en la síntesis orgánica. También pueden utilizarse como oxidante en la síntesis y electrosíntesis de polímeros conductores, como el polipirrol [3] sec:

NO₂ + 2H+ → NO+ + HO₂ (1)

NO⁺+ Py → NO + Py⁺ (2),

donde Py es la molécula de pirrol, y el radical-catión se recombina entonces, según el mecanismo de Díaz [4-6].

Por otro lado, estos iones son perjudiciales para la salud humana [7]. Su exceso puede causar cáncer debido a la formación de N-nitrosocompuestos [8, 9]. Por otro lado, su alta concentración en la sangre hace que los iones reaccionen con el hierro (II) de la hemoglobina formando metahemoglobina, que no tiene capacidad para transportar oxígeno [10, 11]. Por ello, el desarrollo de sensores creíbles y sensibles para la detección de nitritos ha recibido una atención continua durante los últimos 10 años.

Se han desarrollado varios métodos para la determinación de nitritos, como la espectrofotometría [12, 13], incluido el oficialmente aceptado en Brasil, basado en la reacción de Griess, la quimioluminiscencia [14], la cromatografía [15, 16], la electroforesis capilar [17] y los métodos electroquímicos [18-24]. Muchos de los procedimientos mencionados incluyen pasos lentos, requieren procedimientos adicionales y utilizan equipos caros e imprecisos, por lo que los métodos electroquímicos presentan una gran alternativa.

En el caso del nitrito, en el tema del desarrollo del sensor electroquímico surge el problema de que la electrorreducción directa de los iones nitrito requiere la aplicación del gran sobrepotencial en las superficies de los electrodos planos. Una buena manera de reducir el potencial es la modificación de la superficie del electrodo. Además, se han utilizado algunos electrodos modificados químicamente para la catálisis de electrorreducción de nitritos [25-28].