A conversão eletrocatalítica de etanal em glioxal. Uma avaliação teórica

Introdução: uma proposta de modificação da síntese industrial de glioxal, o dial-deído mais simples, amplamente usado nas indústrias cosmética e farmacêutica, tem sido avaliada teoricamente. Trata-se, de fato, de uma adaptação de um método químico para a síntese eletroorgânica no ânodo, modificado por um revestimento polimèrico condutor, dopado pelo íon selenito. Metodologia: o modelo matemático correspondente tem sido desenvolvido e analisado mediante a teoria de estabilidade linear e análise de bifurcações. O conjunto de equações de balanço, para o modo potenciostático é bivariante. Resultados: foi provado que as capacitâncias da dupla camada elétrica (DCE) vêm sendo afetada tanto na etapa eletroquímica como na química. Essas influências são responsáveis pela aparição do comportamento osci-latório no sistema. Por outro lado, o estado estacionário se estabelece e se mantém facilmente, indicando um processo eletrocatalítico eficiente e com rendimento superior ao do processo químico. Conclusão: o elétrodo polimérico condutor, dopado pelo íon selenito é uma ferramenta eficiente para a conversão eletroorgânica do etanal em glioxal. Ao contrário do método clássico, este processo pode ser usado em escala industrial.

SUMMARY Introduction: A proposal for industrial synthesis for glyoxal, the simplest dialdehyde, widely used in cosmetics and pharmaceutical industry, has been theoretically evaluated. In fact, this is an adaptation of a chemical method for electroorganic synthesis over an anode, modified by a conducting polymer coating, doped by the selenite-ion. Methodology: A correspondent mathematical model has been developed and analyzed by means of linear stability theory and bifurcation analysis. The balance equation-set for potentiostatic mode is bivariant. Results: It was proven that the double electric layer (DEL) capacitances are affected on both electrochemical and chemical stages. These influences are responsible for the appearance of the oscillatory behavior in the system. On the other hand, the steady-state becomes stable and maintains stable, indicating an efficient electroorganic method. The yield is expected to be higher than for the chemical system. Conclusion: The selenite-doped conducting polymer electrode is an efficient tool for ethanal electroorganic conversion into glyoxal. Contrarily to the classic method, it may be used in industrial scale.

Introducción: una propuesta de síntesis industrial de glioxal se ha evaluado teóricamente, este es el dialdehído más simple y es ampliamente utilizado en la industria cosmética y farmacéutica. De hecho, se trata de una adaptación de un método químico de síntesis electroorgánica sobre un ánodo, modificado por un recubrimiento de polímero conductor, dopado por el ion selenito. Metodología: se ha desarrollado y analizado un modelo matemático adecuado mediante la teoría de la estabilidad lineal y el análisis de bifurcaciones. El conjunto de ecuaciones de equilibrio para el modo potenciostático es bivariante. Resultados: se comprobó que las capacitancias de doble capa eléctrica (DEL) se ven afectadas tanto en las etapas electroquímicas como químicas. Estas influencias son las responsables de la aparición del comportamiento oscilatorio en el sistema. Por otro lado, el estado estacionario se vuelve estable y se mantiene estable, lo que indica un método electroorgá-nico eficiente. Se espera que el rendimiento sea mayor que para el sistema químico. Conclusión: el electrodo de polímero conductor dopado con selenita es una herramienta eficiente para la conversión electroorgánica de etanal en glioxal. A diferencia del método clásico, puede utilizarse a escala industrial.

A descrição matemática da detecção eletroanalítica dos íons de zinco em formas farmacêuticas de uso oftálmico, baseada na complexação de zinco com algumas bases de Schiff / The mathematical description for the electroanalytical detection of zinc ions in ophthalmic pharmaceutical forms, based on zinc complexation with some Schiff bases

RESUMO Um processo eletroanalítico da detecção quantitativa dos íons de zinco bivalente sobre as novas bases de Schiff no modo galvanostático tem sido simulado teoricamente. O respectivo modelo matemático tem sido desenvolvido e analisado mediante a teoria de estabilidade linear e da análise de bifurcações. Foi estabelecido que o sistema é eficiente tanto do ponto de vista eletroanalítico, como do ponto de vista eletrossintético, por ser facilmente estabilizado o estado estacionário. Todavia, o comportamento oscilatorio, neste sistema é mais provável que no caso clássico do desempenho de sensores, baseados em polímeros condutores e outros materiais orgânicos, por haver influências na dupla camada elétrica, causadas pela reação química da formação de complexo.

SUMMARY An electroanalytical process of the quantitative determination of bivalent zinc ions over the novel Schiff bases in galvanostatic mode has been theoretically simulated. The correspondent mathematical model has been developed and analyzed by means of linear stability theory and bifurcation analysis. It was shown that the system is efficient from both electroanalytical and electrosynthetical points of view, as the steady-state is easily stabilized. Nevertheless, the oscillatory behavior in this system is more probable than in the classic case of the sensors, based on conducting polymers and other organic materials, as there are double electric layer influences, caused by complex formation.

Avaliação teórica do uso do oxihidróxido de vanádio trivalente na detecção eletroquímica de nandrolona / The theoretical evaluation of the use of trivalent vanadium oxyhydroxide in the electrochemical determination of nandrolone

RESUMO Pela primeira vez foi descrito um caso interessante de uso do oxihidróxido de vanádio trivalente (VO(OH)) como modificador de elétrodo na detecção eletroquímica de nandrolona. Foi mostrado que o oxihidróxido de vanádio pode ser um modificador eficiente para a detecção de nandrolona, mas, ao contrário da maioria dos casos de uso de oxihidróxido de cobalto, composto parecido, o processo é catódico e dá-se em meio moderadamente ácido a neutro. O comportamento oscilatório, no sistema, é possível apenas por causa das influências do processo da eletrorredução de vanádio tetravalente em trivalente na dupla camada elétrica.

SUMMARY An interesting case of the use of trivalent vanadium oxyhydroxide (VO(OH)) as an electrode modifier for nandrolone electrochemical determination has been described for the first time. It was shown that vanadium (III) oxyhydroxide may be an efficient electrode modifier for nandrolone determination, but, contrarily to the majority of the cases of the use of cobalt (III) oxyhydroxide, which is a relative compound, the process is cathodic and it is realized in moderately acid solutions, tending to neutral. The oscillatory behavior in the system is possible, due to the influence of the electrochemical reduction of tetravalent vanadium to trivalent in double electric layer.

A descrição matemática da análise eletroquímica do fármaco hidroxizina em soluções ácidas sobre um ácido sulfônico, baseado num polímero condutor / The mathematical description for the electrochemical analysis of hydroxyzine drug in acid solution over a conducting-polymer based sulfonic acid

RESUMO Um caso interessante da aplicação dos polímeros condutores funcionalizados na análise do fármaco hidroxizina em soluções ácidas vem sendo descrito do ponto de vista teórico. Um modelo matemático, correspondente ao caso, é desenvolvido e analisado mediante a teoria de estabilidade linear e da análise de bifurcações. Foi detectado que o uso de um polímero condutor de natureza ácida no processo pode deixar o uso das soluções menos ácidas do fármaco sem prejuízo para a eficiência eletroanalítica. Outrossim, foi avaliada a influência para o processo do comportamento dos grupos amina. A possibilidade das instabilidades oscilatória e monotônica também foi verificada.

SUMMARY An interesting case of the application of the functionalized conducting polymer in the analysis of hydroxyzine drug in acid solutions is described from the theoretical point of view. A mathematical model, correspondent to the case, is developed and analyzed by means of linear stability theory and bifurcation analysis. It was detected that the use of an acid conducting polymer may permit the use of less acid solution without mischief of the electroanalytical efficiency. Moreover, the influence of the aminogroups' behavior to the process was also evaluated. The possibility of the oscillatory and monotonic instabilities has also been verified.

Evaluación teórica del desempeño del electrodo, modificado por el oxihidróxido de cobalto (III) en la detección del ácido úrico / Theoretical evaluation of the work of the electrode, modified by cobalt (III) oxyhydroxide, in the uric acid detection

RESUMEN La posibilidad del empleo de oxihidróxido de cobalto como modificador del electrodo en la detección del ácido úrico se investigó desde el punto de vista teórico. Se sugiere el mecanismo del desempeño del compuesto inorgánico en el proceso, y el modelo, correspondiente al proceso, se analizó mediante la teoría de estabilidad lineal y análisis de bifurcaciones. Se concluye que el oxihidróxido de cobalto puede servir como un modificador eficiente, facilitando la oxidación del analito en medio neutro en el modo galvanostático. La inestabilidad monotónica para este caso no puede realizarse, y la oscilatoria es causada por el único factor.

SUMMARY The possibility of use of cobalt oxyhydroxide as an electrode modifier in the uric acid determination has been investigated from the theoretical point of view. The mechanism of the use of the inorganic compound in the process has been suggested, and the model, correspondent to the process, has been analyzed by means of linear stability theory and bifurcation analysis. It has been concluded that the cobalt oxyhydroxide may serve as an efficient modifier, making easier the analyte oxidation in neutral media in galvanostatic mode. The monotonic instability for this case isn't capable to realize, and the oscillatory behavior is caused by the unique factor.

A detecção eletroquímica da lidocaína sobre o oxihidróxido de cobalto trivalente. Uma possibilidade teórica a ser avaliada / Lidocaine CoO(OH)-assisted electrochemical determination. A theoretical possibility to be evaluated

RESUMO O comportamento eletroquímico da lidocaína durante a sua eletrooxidação sobre o oxihidróxido de cobalto trivalente em meio levemente básico, realizada para fins eletroanalíticos, foi avaliado do ponto de vista mecanístico matemático. Da análise foi feita uma conclusão acerca do desempenho do CoO(OH) como modificador de elétrodo na eletrooxidação da lidocaína in vivo e in vitro. Foi, outrossim, verificada a possibilidade da realização das instabilidades oscilatória e monotônica no sistema.

Summary The electrochemical behavior of lidocaine during its electrooxidation over trivalent cobalt oxyhydroxide in lightly alkaline medium, realized for electroanalytical purposes, was evaluated from the mechanistic mathematical point of view. From analysis a conclusion has been made of the electroanalytical function of CoO(OH) as an electrode modifier for lidocaine electrooxidation in vivo and in vitro. Also, the possibility of oscillatory and monotonic instabilities has been verified in the system.

A descrição matemática da eletrooxidação de dopamina, acompanhada por sua eletropolimerização / The mathematical description for the dopamine electrooxidation, accompanied by its electropolymerization

RESUMO Um caso interessante da eletrooxidação de dopamina, acompanhada por sua eletropolimerização, em que tanto o monômero, como o polímero condutor resultante podem ser oxidados até à respectiva forma quinônica, foi investigado do ponto de vista teórico. A análise do modelo matemático, correspondente a este sistema, mostrou que o estado estacionário, neste sistema é fácil de manter estável, apesar de a zona topológica, correspondente a esta estabilidade, ser mais estreita. Já as instabilidades oscilatória e monotônica mostraram-se mais prováveis neste caso que em sistemas semelhantes.

SUMMARY An interesting case for dopamine electrooxidation, in which either a monomer, or a polymer may be oxidized to the correspondent quinonic form, has been investigated from the theoretical point of view. The analysis o the correspondent mathematical model has shown that in this system the steady-state is easy to maintain stable, despite of the more narrow extension of the topological zone, correspondent to this stability. Yet the oscillatory and monotonic instabilities may be more probable in this cast, than in the similar ones.

Estudo de estabilidade da eletrossíntese e do desempenho eletroanalítico do compósito poli(l-metionina)-nano-Au na presença de dopamina e de ácido úrico / The stability study of the electrochemical synthesis and electroanalytical function of poly(l-methionine)-nano-Au composite in the presence of dopamine and uric acid

A eletrossíntese e o desempenho eletroanalítico do compósito poli-L-metionina -nano Au foram descritos matematicamente, sendo a primeira descrita etapa por etapa. Os modelos matemáticos foram analisados por meio da teoria de estabilidade linear e da análise de bifurcações. A partir da análise foram inferidas as condições do estado estacionário estável (do modo mais confortável para a eletropolimerização, e do melhor desempenho do sensor), bem como das instabilidades oscilatória e monotônica. As conclusões da modelagem vão ao encontro do observado experimentalmente, completando também o conhecimento do processo.

The electrosynthesis and the electroanalytic function of the poly-L-methioninenano-Au composite were mathematically described and the first one of the processes was described stage by stage. The mathematical models were analyzed by linear stability theory and bifurcation analysis. Basing on the analysis, the stable steady-state conditions, like also oscillatory and monotonic instability conditions were inferred.