A baixa eficiência da adubação fosfatada em solos altamente intemperizados é devido, entre outros fatores, à adsorção do fósforo (P) à superfície das argilas silicatadas do tipo 1:1 e, principalmente, dos (hidr)óxidos de Fe e de Al. Manejos do solo que induzem a solubilização de formas de P indisponíveis para as plantas têm sido intensamente estudados nos últimos anos. Uma tentativa de aumentar a concentração de P disponível na solução do solo para sua absorção pelas plantas é a mobilização de P por ânions de ácidos orgânicos de baixa massa molar (AOBMM). Ânions derivados de AOBMM exsudados pelas raízes de plantas ou excretados por microrganismos são associados com algumas condições de rizosfera como deficiência de P e fitotoxidez de Al e interagem com o solo de forma a aumentar a biodisponibilidade de P. Dependendo dos atributos do solo, do grau de dissociação, das propriedades e do número de grupos carboxílicos dos ânions orgânicos, o P pode ser mobilizado do solo principalmente devido à dissolução complexométrica de minerais e à adsorção competitiva dos grupos funcionais carboxílicos e fosfato nos sítios de superfície coloidais. A capacidade dos ânions citrato, malato e oxalato em mobilizar P de amostras de um Neossolo Quartzarênico típico (RQ) e de um Latossolo Vermelho ácrico (LVwf) foi avaliada por meio de um estudo de lixiviação de ânions em colunas. Devido a não detecção de P nos efluentes das colunas com LVwf, foi realizado outro estudo em colunas, no qual somente citrato foi lixiviado, mas num volume maior, e as alterações das formas de P nas amostras desse solo induzidas pela lixiviação de citrato foram identificadas por espectroscopia de absorção de raios-X na borda K do fósforo (X-ray absorption near edge structure -XANES - spectroscopy). A capacidade dos ânions de AOBMM em solubilizar P foi mais dependente do teor de P disponível e de outros atributos do solo que do número de grupos funcionais carboxílicos dos ânions orgânicos. Somente o oxalato mobilizou P do RQ, enquanto todos os ânions de AOBMM foram capazes de mobilizar P do LVwf. Quando baixos volumes de solução contendo ânions de AOBMM foram lixiviados no solo, além do aumento do pH, a mobilização de P foi acompanhada pela mobilização de Al no RQ (pH água = 5), e pela mobilização de Ca no LVwf (pH água = 5.6), o que indica solubilização de P pela complexação de Al, Ca, ou Fe, de fosfatos insolúveis, ou pela inibição da precipitação de P com esses metais. Ao lixiviar um volume maior de citrato no LVwf, o P também não foi detectado nos efluentes das colunas, mas houve lixiviação intensa de Al e Fe, bem como mudanças nas proporções de formas de P no solo caracterizadas pelos espectros XANES. Embora tenhamos encontrado indícios da ação dos principais mecanismos de solubilização de P (dissolução complexométrica de minerais e troca de ligantes entre grupos funcionais carboxílicos e P adsorvido ao solo), os ânions de AOBMM mostraram pouco potencial de efetivamente aumentar a biodisponibilidade de P. / Phosphate fertilization of acidic, highly weathered soils is inefficient because of the adsorption of phosphorus (P) to 1:1 silicate clays and, especially, to Fe and Al oxides. Different soil management practices to induce solubilization of unavailable forms of P to plants nutrition have been intensively studied in recent years. The mobilization of P with anions of low molecular weight organic acids (LMWOA) increases the concentration of available P in the soil solution for plant uptake. Anions derived from LMWOA exudates from plants root or excreted by microbes are associated with some rhizosphere conditions, as deficiency of P and Al phytotoxicity, and they interact with the soil in order to increase P availability. Depending on the soil attributes, and degree of dissociation, properties, and number of carboxyl groups from organic anions, P can be mobilized from soil mainly because of complexometric dissolution of soil minerals and ligand exchange of functional carboxyl groups and P adsorbed in soil surface sites. The capacity of citrate, malate and oxalate anions to mobilize P from a Typic Quartzipsamment (RQ) and an Anionic Acrudox (LVwf) was evaluated in a column leaching study. Because no P was detectable in columns effluents from LVwf, another column leaching study was performed, but only citrate was leached with a greater volume of solution, and citrate-induced changes at P forms in the soil were identified by P K-edge X-ray absorption near edge structure - XANES - spectroscopy. The capacity of LMWOA anions to solubilize P was more dependent of P status and other soil attributes, than number of carboxyl groups of organic anions. Only oxalate mobilized P from RQ, and all LMWOA anions were able to mobilize P from LVwf. Increasing of P mobilization and soil pH were followed by increases of Al mobilization from RQ (pH water = 5), and Ca mobilization from LVwf (pH water = 5.6) at lower volumes of LMWOA anions leaching. Phosphorus was solubilized by complexation of Al, Ca or Fe from insoluble phosphate minerals, or by inhibition of Al, Ca or Fe phosphate precipitation. After leaching a greater volume of citrate through LVwf, P was still undetectable in effluents from columns, but there was an intensively leaching of Al and Fe, as well as changes in proportions of adsorbed P characterized in soil XANES spectra. Although we have found evidences about the action of main mechanisms of P solubilization (complexometric dissolution, and ligand exchange of carboxylic functional groups for adsorbed P on soil minerals) by LMWOA anions, they had a little potential to really increase P availability.

Hidróxidos Duplos Lamelares (HDLs) ou compostos lamelares do tipo da hidrotalcita podem ser representados genericamente através da fórmula: , na qual: M2+ representa um cátion divalente; M3+ representa um cátion trivalente; Am- representa o ânion intercalado com carga m-. Os HDLs dos sistemas Mg-Al, são conhecidos por apresentarem uma propriedade denominada “efeito memória", que consiste na regeneração da estrutura lamelar, após a calcinação do HDL e contato do material calcinado com solução aquosa contendo um ânion. A sorção, em HDLs, de ânions orgânicos tais como tereftalato, benzoato e 4-metil-benzoato, provenientes de resíduos industriais poderá resultar em uma nova alternativa para o tratamento de efluentes, pois a capacidade de regeneração dos HDLs através de ciclos de calcinação/sorção pode vir a tornar o processo economicamente viável. Os principais objetivos deste trabalho foram: o estudo da sorção dos ânions orgânicos derivados do processo industrial de produção de poliéster, em HDLs do sistema Mg-Al-CO3, no material original e no mesmo após calcinação. Para complementar este estudo foram investigados a cinética do processo de sorção dos ânions com a regeneração da estrutura lamelar do HDL e a capacidade de reciclagem do material após repetidos ciclos de calcinação/sorção. Os estudos de sorção para os ânions tereftalato, benzoato e 4-metil-benzoato, demonstraram que o material calcinado apresenta uma maior capacidade de remoção dos ânions em solução. Através dos estudos da cinética do processo de sorção, nota-se que apesar do sistema alcançar o equilíbrio lentamente, a regeneração do material é um processo rápido, ocorrendo após cerca de 15 minutos de contato do mesmo com a solução do ânion orgânico. Os estudos de reciclagem realizados para os três ânions investigados, mostraram que o HDL inicialmente contendo carbonato apresenta boa capacidade de remoção dos ânions orgânicos em solução. O material apresentou maior capacidade de sorção para os ânions tereftalato e 4-metil-benzoato. Além disso, a capacidade de reciclagem do material foi comprovada, pois os ânions orgânicos foram removidos da solução e posteriormente decompostos por calcinação, sendo que mesmo após o quinto e último ciclo de calcinação/sorção, o material continuava a remover os ânions presentes na solução, com um decréscimo na capacidade sorção do material durante os ciclos, que foi diferente para cada caso, sendo pequeno no caso do tereftalato. / Layered Double Hydroxides (LDHs) or the so called hydrotalcite-like-compounds are represented by the general formula: ; where : M2+ represents a bivalent cation; M3+ represents a trivalent one and Am- represents an anion with m- charge. LDHs of Mg-Al system are known for presenting a property called “memory effect", which consists in the regeneration of the layered structure, when the product of the calcined material is put in contact with an aqueous solution containing anions. The sorption into LDHs of organic anions, like terephthalate, benzoate and 4-metil-benzoate, from waste water, might result in a new alternative process for waste water treatment, because the LDH’s regeneration capacity through cycles of calcination/sorption would become an econnomicaly viable process. The main objective of this work was the study of the sorption of organic anions derived from industrial prodution of polyester, into LDHs of Mg-Al-CO3 in the original and calcined material. To complement this study, the kinetics of the sorption process of organic anions with regenaration of layered stucture and recyclability of the material after repeated cycles of calcination/sorption were investigated. Adsorption/sorption studies for terephthalate, benzoate and 4-metil-benzoate anions showed that calcined material presented higher capacity for removing organic anions from solution than the original material. From the kinetic study of sorption, it was possible to notice that although the system reached the equilibrium slowly, the regeneration process was faster, ocurring after 15 minutes of contact of calcined material with organic anions solution. Recycling studies for the three investigated anions showed that LDH originally containing carbonate anions after calcination, shows a good removal capacity for organic anions present in aqueous solution. The higher sorption capacity was achieved in the case of terephthalate and 4-metil-benzoate anions. Furthermore, recycling capacity of material was proved, since organic anions were removed from solution and decomposed after new calcination until the last cycle (5th) of calcination/sorption investigated, with a decrease in their sorption capacity, which is very small for terephthalate anion.

A baixa eficiência da adubação fosfatada em solos altamente intemperizados é devido, entre outros fatores, à adsorção do fósforo (P) à superfície das argilas silicatadas do tipo 1:1 e, principalmente, dos (hidr)óxidos de Fe e de Al. Manejos do solo que induzem a solubilização de formas de P indisponíveis para as plantas têm sido intensamente estudados nos últimos anos. Uma tentativa de aumentar a concentração de P disponível na solução do solo para sua absorção pelas plantas é a mobilização de P por ânions de ácidos orgânicos de baixa massa molar (AOBMM). Ânions derivados de AOBMM exsudados pelas raízes de plantas ou excretados por microrganismos são associados com algumas condições de rizosfera como deficiência de P e fitotoxidez de Al e interagem com o solo de forma a aumentar a biodisponibilidade de P. Dependendo dos atributos do solo, do grau de dissociação, das propriedades e do número de grupos carboxílicos dos ânions orgânicos, o P pode ser mobilizado do solo principalmente devido à dissolução complexométrica de minerais e à adsorção competitiva dos grupos funcionais carboxílicos e fosfato nos sítios de superfície coloidais. A capacidade dos ânions citrato, malato e oxalato em mobilizar P de amostras de um Neossolo Quartzarênico típico (RQ) e de um Latossolo Vermelho ácrico (LVwf) foi avaliada por meio de um estudo de lixiviação de ânions em colunas. Devido a não detecção de P nos efluentes das colunas com LVwf, foi realizado outro estudo em colunas, no qual somente citrato foi lixiviado, mas num volume maior, e as alterações das formas de P nas amostras desse solo induzidas pela lixiviação de citrato foram identificadas por espectroscopia de absorção de raios-X na borda K do fósforo (X-ray absorption near edge structure -XANES - spectroscopy). A capacidade dos ânions de AOBMM em solubilizar P foi mais dependente do teor de P disponível e de outros atributos do solo que do número de grupos funcionais carboxílicos dos ânions orgânicos. Somente o oxalato mobilizou P do RQ, enquanto todos os ânions de AOBMM foram capazes de mobilizar P do LVwf. Quando baixos volumes de solução contendo ânions de AOBMM foram lixiviados no solo, além do aumento do pH, a mobilização de P foi acompanhada pela mobilização de Al no RQ (pH água = 5), e pela mobilização de Ca no LVwf (pH água = 5.6), o que indica solubilização de P pela complexação de Al, Ca, ou Fe, de fosfatos insolúveis, ou pela inibição da precipitação de P com esses metais. Ao lixiviar um volume maior de citrato no LVwf, o P também não foi detectado nos efluentes das colunas, mas houve lixiviação intensa de Al e Fe, bem como mudanças nas proporções de formas de P no solo caracterizadas pelos espectros XANES. Embora tenhamos encontrado indícios da ação dos principais mecanismos de solubilização de P (dissolução complexométrica de minerais e troca de ligantes entre grupos funcionais carboxílicos e P adsorvido ao solo), os ânions de AOBMM mostraram pouco potencial de efetivamente aumentar a biodisponibilidade de P. / Phosphate fertilization of acidic, highly weathered soils is inefficient because of the adsorption of phosphorus (P) to 1:1 silicate clays and, especially, to Fe and Al oxides. Different soil management practices to induce solubilization of unavailable forms of P to plants nutrition have been intensively studied in recent years. The mobilization of P with anions of low molecular weight organic acids (LMWOA) increases the concentration of available P in the soil solution for plant uptake. Anions derived from LMWOA exudates from plants root or excreted by microbes are associated with some rhizosphere conditions, as deficiency of P and Al phytotoxicity, and they interact with the soil in order to increase P availability. Depending on the soil attributes, and degree of dissociation, properties, and number of carboxyl groups from organic anions, P can be mobilized from soil mainly because of complexometric dissolution of soil minerals and ligand exchange of functional carboxyl groups and P adsorbed in soil surface sites. The capacity of citrate, malate and oxalate anions to mobilize P from a Typic Quartzipsamment (RQ) and an Anionic Acrudox (LVwf) was evaluated in a column leaching study. Because no P was detectable in columns effluents from LVwf, another column leaching study was performed, but only citrate was leached with a greater volume of solution, and citrate-induced changes at P forms in the soil were identified by P K-edge X-ray absorption near edge structure - XANES - spectroscopy. The capacity of LMWOA anions to solubilize P was more dependent of P status and other soil attributes, than number of carboxyl groups of organic anions. Only oxalate mobilized P from RQ, and all LMWOA anions were able to mobilize P from LVwf. Increasing of P mobilization and soil pH were followed by increases of Al mobilization from RQ (pH water = 5), and Ca mobilization from LVwf (pH water = 5.6) at lower volumes of LMWOA anions leaching. Phosphorus was solubilized by complexation of Al, Ca or Fe from insoluble phosphate minerals, or by inhibition of Al, Ca or Fe phosphate precipitation. After leaching a greater volume of citrate through LVwf, P was still undetectable in effluents from columns, but there was an intensively leaching of Al and Fe, as well as changes in proportions of adsorbed P characterized in soil XANES spectra. Although we have found evidences about the action of main mechanisms of P solubilization (complexometric dissolution, and ligand exchange of carboxylic functional groups for adsorbed P on soil minerals) by LMWOA anions, they had a little potential to really increase P availability.

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The oxidative polymerization of aniline in the copolymers was carried out using benzoyl peroxide as an oxidant in the presence of hydrochloric or nitric acid as dopant at 25°C in three polymerization cycles. The materials were characterized by infrared spectroscopy with Fourier transform (FTIR), elemental analysis (CNHS), X ray diffraction, thermogravimetry, nitrogen adsorption (specific surface area and pore volume), Scanning Electron Microscopy and Atomic Absorption spectrophotometry. Elemental analysis indicated that the composite doped with HCl adsorb higher amounts of polyaniline (PANI) than using HNO3. The FTIR spectra and X-ray diffraction patterns of the composites were similar to the ones of the copolymers due the low amounts of PANI incorporated. The copolymers had lower thermal stability than composites, and the copolymer PStyDVB 84 had higher thermal stability due to a higher crosslinking degree. The specific surface areas (SBET) and pore volume (Vp) of the composites showed a decrease compared to the respective copolymers, due to the incorporation of polyaniline by homogeneously distributed inside and outside surfaces. The increasing of DVB content in the composites and copolymers favored the formation of high specific surface areas and pore volumes. The adsorption of anion complex [SnCl4]2- by the composites occurred by ion exchange of ions Cl- or NO3-. The results showed that the complex anions [SnCl4]2- adsorption increased with the increasing of hydrochloric acid and tin ion (II) concentrations. The complex anions [SnCl4]2- adsorbed more on the composite PANI/PStyDVB 84 HNO3, although it showed the lowest PANI content, the highest specific surface area and pore volume compared to the other composites. It can be concluded that the anion complex [SnCl4]2- adsorption depends on the number of binding sites and on the porous structure of the composites. / Neste trabalho, foram preparados e caracterizados compósitos Polianilina/Poli(estireno-co-divinilbenzeno), através da polimerização oxidativa in situ da anilina nos poros dos copolímeros estireno e divinilbenzeno. O objetivo foi obter compósitos com altas áreas superficiais específicas e volume de poros totais, para utilização como adsorventes de ânions complexo [SnCl4]2-. Os copolímeros com 29 e 84 % de divinilbenzeno (DVB) foram denominados PStyDVB 29 e PStyDVB 84, respectivamente, e sintetizados através de polimerização em suspensão, na presença de diluentes inertes tolueno e heptano para obtenção de pérolas com estrutura mesoporosa e tamanhos na faixa de 400 e 800 μm. Antes da polimerização oxidativa, os copolímeros foram intumescidos com mistura de anilina e etanol, na razão volumétrica 20:80. A polimerização oxidativa da anilina nos copolímeros foi realizada com peróxido de benzoíla, como oxidante, na presença de ácido clorídrico ou nítrico como dopante a 25°C, em três ciclos de polimerização. Os materiais foram caracterizados por espectroscopia de Infravermelho com Transformada de Fourier, Análise Elementar (CNHS), Difratometria de Raios X, Termogravimetria, Adsorção Física de Nitrogênio (área específica e volume de poros), Microscopia Eletrônica de Varredura e espectrofotometria de Absorção Atômica. A análise elementar indicou que os compósitos dopados com HCl, adsorveram maiores quantidades de Polianilina (PANI) do que com o uso de HNO3. Os espectros de FTIR e difratogramas de Raios X dos compósitos assemelharam-se aos dos copolímeros, pela baixa quantidade de PANI incorporada. Os copolímeros apresentaram menor estabilidade térmica que os compósitos, sendo que o copolímero PStyDVB 84 apresentou maior estabilidade térmica, devido a um maior número de ligações cruzadas. As medidas de áreas superficiais específicas (SBET) e o volume de poros (Vp) dos compósitos apresentaram diminuição em relação aos respectivos copolímeros, devido à incorporação da Polianilina distribuída homogeneamente pela superfície interna e externa. O copolímero PStyDVB 84 e seus compósitos apresentaram altas áreas superficiais específicas e volumes de poros devido ao maior teor de DVB. A adsorção de ânions complexo de [SnCl4]2- pelos compósitos ocorreu pelo processo de troca iônica de íons Cl- ou NO3-. Os ânions complexo [SnCl4]2- foram mais adsorvidos com a elevação das concentrações do ácido clorídrico e do íon estanho (II) em solução. Os ânions complexos [SnCl4]2- adsorveram mais no compósito PANI/PStyDVB 84 HNO3, sendo que ele apresentou o menor teor de PANI, a maior área superficial específica e o maior volume de poros em comparação com os demais compósitos. Pode ser concluído que a adsorção dos ânios complexo [SnCl4]2- depende do número de sítios ligantes e da estrutura porosa do compósito.

Hidróxidos Duplos Lamelares (HDLs) ou compostos lamelares do tipo da hidrotalcita podem ser representados genericamente através da fórmula: , na qual: M2+ representa um cátion divalente; M3+ representa um cátion trivalente; Am- representa o ânion intercalado com carga m-. Os HDLs dos sistemas Mg-Al, são conhecidos por apresentarem uma propriedade denominada “efeito memória”, que consiste na regeneração da estrutura lamelar, após a calcinação do HDL e contato do material calcinado com solução aquosa contendo um ânion. A sorção, em HDLs, de ânions orgânicos tais como tereftalato, benzoato e 4-metil-benzoato, provenientes de resíduos industriais poderá resultar em uma nova alternativa para o tratamento de efluentes, pois a capacidade de regeneração dos HDLs através de ciclos de calcinação/sorção pode vir a tornar o processo economicamente viável. Os principais objetivos deste trabalho foram: o estudo da sorção dos ânions orgânicos derivados do processo industrial de produção de poliéster, em HDLs do sistema Mg-Al-CO3, no material original e no mesmo após calcinação. Para complementar este estudo foram investigados a cinética do processo de sorção dos ânions com a regeneração da estrutura lamelar do HDL e a capacidade de reciclagem do material após repetidos ciclos de calcinação/sorção. Os estudos de sorção para os ânions tereftalato, benzoato e 4-metil-benzoato, demonstraram que o material calcinado apresenta uma maior capacidade de remoção dos ânions em solução. Através dos estudos da cinética do processo de sorção, nota-se que apesar do sistema alcançar o equilíbrio lentamente, a regeneração do material é um processo rápido, ocorrendo após cerca de 15 minutos de contato do mesmo com a solução do ânion orgânico. Os estudos de reciclagem realizados para os três ânions investigados, mostraram que o HDL inicialmente contendo carbonato apresenta boa capacidade de remoção dos ânions orgânicos em solução. O material apresentou maior capacidade de sorção para os ânions tereftalato e 4-metil-benzoato. Além disso, a capacidade de reciclagem do material foi comprovada, pois os ânions orgânicos foram removidos da solução e posteriormente decompostos por calcinação, sendo que mesmo após o quinto e último ciclo de calcinação/sorção, o material continuava a remover os ânions presentes na solução, com um decréscimo na capacidade sorção do material durante os ciclos, que foi diferente para cada caso, sendo pequeno no caso do tereftalato. / Layered Double Hydroxides (LDHs) or the so called hydrotalcite-like-compounds are represented by the general formula: ; where : M2+ represents a bivalent cation; M3+ represents a trivalent one and Am- represents an anion with m- charge. LDHs of Mg-Al system are known for presenting a property called “memory effect”, which consists in the regeneration of the layered structure, when the product of the calcined material is put in contact with an aqueous solution containing anions. The sorption into LDHs of organic anions, like terephthalate, benzoate and 4-metil-benzoate, from waste water, might result in a new alternative process for waste water treatment, because the LDH’s regeneration capacity through cycles of calcination/sorption would become an econnomicaly viable process. The main objective of this work was the study of the sorption of organic anions derived from industrial prodution of polyester, into LDHs of Mg-Al-CO3 in the original and calcined material. To complement this study, the kinetics of the sorption process of organic anions with regenaration of layered stucture and recyclability of the material after repeated cycles of calcination/sorption were investigated. Adsorption/sorption studies for terephthalate, benzoate and 4-metil-benzoate anions showed that calcined material presented higher capacity for removing organic anions from solution than the original material. From the kinetic study of sorption, it was possible to notice that although the system reached the equilibrium slowly, the regeneration process was faster, ocurring after 15 minutes of contact of calcined material with organic anions solution. Recycling studies for the three investigated anions showed that LDH originally containing carbonate anions after calcination, shows a good removal capacity for organic anions present in aqueous solution. The higher sorption capacity was achieved in the case of terephthalate and 4-metil-benzoate anions. Furthermore, recycling capacity of material was proved, since organic anions were removed from solution and decomposed after new calcination until the last cycle (5th) of calcination/sorption investigated, with a decrease in their sorption capacity, which is very small for terephthalate anion.

Em tempos nos quais a sociedade se volta a reflexões sobre questões climáticas e energéticas, células a combustível surgem como uma alternativa promissora no âmbito das políticas que visam o desenvolvimento sustentável. Nesse sentido, há ainda desafios a serem superados nas esferas fundamental e aplicada. Entender o papel das espécies presentes no eletrólito de suporte é fundamental em tal descrição. Especificamente no caso de ânions dissolvidos no eletrólito, o papel mais comumente atribuído é o de inibir o processo eletrocatalítico de interesse, por meio do bloqueio de sítios superficiais. No entanto, atribui-se recentemente ao ânion BF4- um efeito diverso; o aumento dos valores de corrente de eletro-oxidação em baixos potenciais. Apresenta-se na presente dissertação, um estudo sistemático deste processo, empregando a técnica da nanobalança eletroquímica a cristal de quartzo (NECQ), em conjunto com técnicas eletroquímicas tradicionais. Tal estudo revelou a ocorrência de diferenças notáveis nos perfis voltamassométricos do sistema eletroquímico quando da adição de pequenas quantidades do reagente HBF4. Tais diferenças têm caráter bastante especial, uma vez que nos perfis voltamétricos não são observadas diferenças marcantes nos valores de corrente entre o sistema eletroquímico com a adição de pequenas quantidades do reagente HBF4 e o sistema eletroquímico sem a adição desse reagente. À partir dos métodos utilizados e das evidências experimentais observadas, é possível inferir que o comportamento peculiar até então atribuído ao HBF4 na verdade resulta de uma contaminação com o semimetal arsênio, apesar de o rótulo do fabricante não informar sobre a possibilidade da ocorrência de traços do semimetal. / In times where the society turns its reflections on climate and energy questions, fuel cells appear as a promising alternative for the policies aimed at sustainable development. In this sense, there are still challenges to overcome in fundamental and applied levels. Understand the role of species in the supporting electrolyte is crucial in such a description. Specifically in the case of anions dissolved in the electrolyte, the most commonly assigned role is to inhibit the electrocatalytic process of interest, through blockade of surface sites. However, to the anion BF4- is recently attributed a diverse effect, the increase of the current values of electro-oxidation at low potentials. It is presented in this dissertation, a systematic study of this process, using the technique of the electrochemical quartz crystal nanobalança (EQCN), combined with traditional electrochemical techniques. This study revealed the occurrence of remarkable differences in the voltamassometric profiles of the electrochemical system when adding small amounts of reagent HBF4. Such differences are special features, since in the voltammetric profiles marked differences are not observed in current values between the electrochemical system with or without the addition of small amounts of reagent HBF4. On the basis of methods utilized and the experimental evidence observed, it is possible to infer that the peculiar behavior previously attributed to HBF4 actually results from a semimetal contamination with arsenic, although the manufacturer\'s label gives no information about the occurrence of traces of the semimetal.

Orientador: Matthieu Tubino / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-21T09:33:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silveira_EvaLuciaCardoso_D.pdf: 1544784 bytes, checksum: 21e0e9cae43209115424068ca5568476 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Um método de baixo custo é proposto neste trabalho para a análise quantitativa do álcool residual em biodiesel através da determinação do ponto de fulgor. Foram analisados ésteres metílicos obtidos de óleos de soja, milho, girassol e de sebo bovino. Os ésteres etílicos foram obtidos de óleo de soja. Em todos os casos ficou evidente que há uma correlação entre o ponto de fulgor e o teor de álcool residual no biodiesel. Assim, o parâmetro ponto de fulgor pode ser usado diretamente para determinar o teor de álcool residual do biodiesel. Foi proposto também um método para a determinação de fósforo em biodiesel por espectrofotometria de absorção molecular UV-Vis. As amostras de biodiesel são mineralizadas por calcinação a 550 °C seguindo dissolução do resíduo em H2SO4 1,0 mol L. O procedimento analítico é baseado na formação do complexo azul de molibdênio. Empregou-se o ácido 1-amino-2-naftol-4-sulfônico como agente redutor. O método foi aplicado para amostras de biodiesel de soja, canola, girassol e de sebo bovino. Os limites de detecção e quantificação obtidos para fósforo foram de 0,57 mg kg e 1,71 mg kg, respectivamente. O desvio padrão relativo médio obtido foi cerca de 5 %. A simplicidade do procedimento adicionado à precisão, exatidão e o baixo custo indicam que é uma excelente opção para a determinação de fósforo em biodiesel. Um terceiro método, neste caso, para a determinação de ânions em biodiesel baseado na extração com água assistida por ultrassom também foi desenvolvido neste trabalho. Os extratos obtidos das amostras de biodiesel foram analisados por cromatografia de íons. Os limites de quantificação foram 0,97; 4,10; 0,30; 2,47 e 0,26 mg kg para acetato, formiato, cloreto, fosfato e sulfato, respectivamente. A técnica de cromatografia de íons mostrou-se viável para a separação e quantificação de ânions orgânicos e inorgânicos em biodiesel simultaneamente diminuindo assim o tempo de análise / Abstract: A low cost method is proposed in this work for the quantitative analysis of residual alcohol in biodiesel through determination of the flash point. We analyzed methyl esters obtained from oils such as soy, corn, sunflower and of bovine fat. The ethyl esters were obtained from soy oil. In all cases it became very evident that there is a correlation between the flash point and the residual alcohol content in the biodiesel. Therefore the parameter flash point can be used to directly determine the residual alcohol content of biodiesel. A method has been proposed for the determination of phosphorus in biodiesel by UV-vis molecular absorption spectrophotometry. The biodiesel samples are mineralized using an ashing procedure at 550 °C following dissolution of the residue in 1.0 mol L H2SO4. The analytical procedure is based on the formation of a blue molybdenum complex. 1-amino-2naphthol-4-sulfonic acid is used as reducing agent. The method was applied to biodiesel samples of soy, canola and sunflower oils and of bovine fat. The limits of detection and quantification are 0.57 mg kg and 1.71 mg kg, respectively. The average standard deviation obtained was about 5 %. The simplicity of the procedure added to its precision, accuracy and low cost indicate that it is an excellent option for the determination of phosphorus in biodiesel. A third method, in this case, for the determination of anions in biodiesel based on extraction with ultrasound assisted water has also been developed in this study. The extracts of biodiesel samples were analyzed by ion chromatography. The limits of quantification obtained were 0.97, 4.10, 0.30, 2.47 and 0.26 mg kg for acetate, formate, chloride, phosphate and sulfate, respectively. The technique of ion chromatography proved to be feasible for the simultaneously separation and quantification of organic anions in biodiesel, thereby reducing analysis time / Doutorado / Quimica Analitica / Doutora em Ciências

Neste trabalho investigou-se a influência da adição dos ânions cloreto, fluoreto e sulfato nas propriedades físico-químicas de nanopós de zircônia sintetizada pelo método Pechini. Análises de fluorescência de Raios-X, difração de Raios-X, espectroscopia no infravermelho, área de superfície específica, espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura, análise termogravimétrica, calorimetria diferencial por varredura, amplitude sônica eletrocinética e dilatometria foram realizadas para caracterizar os pós sintetizados. Os resultados obtidos mostraram que o tratamento térmico realizado para a obtenção dos pós retirou os ânions cloreto e fluoreto da composição química final da zircônia enquanto o ânion sulfato permaneceu. Mesmo sendo retirados os ânions cloreto e fluoreto influenciaram no processo de cristalização da zircônia modificando o tamanho de cristalito obtido. A permanência do ânion sulfato na composição química da zircônia se deve à maior energia de ligação com o cátion Zr 4+ assim, observou-se uma maior influência deste ânion no processo de cristalização. Isso permitiu a formação de cristalitos menores e a estabilização da fase tetragonal da zircônia. Em todos os casos, as análises mostraram que a influência dos ânions se deu por segregação dos mesmos na superfície da zircônia o que, principalmente no caso do ânion sulfato, tende a reduzir a energia da superfície da zircônia através do aumento da área de superfície específica. Verificou-se também que o ânion sulfato pode ser retirado da superfície da zircônia através da lavagem do pó em meio básico. Esse procedimento permitiu aumentar a área de superfície específica e tende a melhorar sua sinterabilidade. / In this study was investigated the influence of the addition of the chloride, fluoride and sulfate anions in the physico-chemical properties of zirconia nanopowders synthesized by the Pechini method. Analyses of X-ray fluorescence, X-ray diffraction, infrared spectroscopy, specific surface area, Raman spectroscopy, scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, electrokinetic sonic amplitude and dilatometry were performed to characterize the synthesized powders. The results showed that the heat treatment performed to obtain the powders removed the chloride and fluoride anions from the final chemical composition of the zirconium whereas the sulfate anion anion remained. Despite the chloride and fluoride anions removal, they influenced the crystallization process of the zirconium, modifying the size of the crystallite obtained. The permanence of the sulfate anion in the chemical composition of the zirconia is due to the higher binding energy with the Zr 4 + cation, thus it was observed a greater influence of that anion in the crystallization process. That allowed the formation of smaller crystallites and the stabilization of the tetragonal phase of the zirconia. In all of the cases, the analyses showed that the influence of the anions occurred by their segregation on the surface of the zirconia which, particularly in the case of the sulfate anion, tends to reduce the surface energy of the zirconium by increasing the specific surface area. It was also found that the sulfate anion can be removed from the surface of the zirconia by washing the powder in a basic medium. That procedure increased the specific surface area and it tends to improve its sinterability.

Neste trabalho, foi desenvolvido equipamento portátil e procedimentos analíticos automáticos para determinação de cátions e anions em águas usadas para consumo humano e suprimento. Os procedimentos foram baseados no processo de multicomutação em fluxo e detecção fotométrica empregando fotômetro feito no laboratório. Os sistemas de fluxo foram construídos empregando válvulas solenóide, com interface independente de comutação acionadas por computador usando apenas um canal de bombeamento. O sistema proposto foi controlado por um computador rodando um software escrito em QuickBasic 4.5. Os dói fotômetros baseados em LED foram desenvolvidos usando como detectores de radiação foto-transistores e foto-diodos. Nos dois casos a fonte de radiação (LED) e o foto-detector foram acoplados a cela de fluxo obtendo assim, uma unidade compacta. O fotômetro foi projetado para usar um foto-transistor para determinações seqüenciais de nitrato, nitrito, ferro(II), ferro(III) em águas de rios.O fotômetro proposto usa um foto-diodo para determinação de cloreto por turbidimetria, fosfato e amonium por fotometria. A sistema de fluxo foi desenhado associando-se os processos de multicomutação e multisite garantindo redução de reagente e de efluente. O sistema sistema foi empregado para determinação de cloreto, fosfato e amônio em águas de rios. Os dois sistemas propostos apresentaram excelente performance incluindo boa precisão, freqüência analítica e baixo consumo de reagente. Além disso, o sistema baseado em multisite apresentou baixo volume de efluente gerado. As dimensões reduzidas de ambos os fotômetros e do modulo de analise em fluxo, permitiram a portabilidade, o que possibilita sua aplicação em condições de campo. / In this work it was developed a portable apparatus and automatic analytical procedures for the determination of cations and anions in waters used for human consumption and industrial provisioning. The procedures were based on the multicommutation process in flow analysis and detection was performed using a homemade photometer. The flow systems were designed employing a set of solenoid valves, which were assembled to work as independent commutation units, thus under computer control several solutions were handled using a single pumping channel. The proposed system was controlled by computer running a software wrote in QuickBasic 4.5. The two LED based photometers were developed using as light detection a phototransistor and a photodiode. In both cases, the radiation source (LED) and the photodector were coupled to the flow cell in order to obtain compact unit. The photometer designed using a phototransistor was employed for the sequential determination of nitrate, nitrite, iron(II) and iron(III) in river water. The photometer designed using a photodiode was employed in the system used for the determination of chloride by turbidimetry, phosphate and ammonium by photometry. The flow system was designed associating the multisite and multicommutation process intending reduction of the reagent consumption and waste generation. The useful of the system was proved performing the determination of chloride, ammonium and phosphate in river water. The two proposed systems presented very overall performance including precision and accuracy, analytical frequency and low reagent consumption. Furthermore, the system based on multisite approach presented a very low volume of waster generation. The reduced dimensions of both photometer and flow system module allow their portability, thus we can suggest that the proposed systems are reliable for work in field condition.

Neste trabalho investigou-se a influência da adição dos ânions cloreto, fluoreto e sulfato nas propriedades físico-químicas de nanopós de zircônia sintetizada pelo método Pechini. Análises de fluorescência de Raios-X, difração de Raios-X, espectroscopia no infravermelho, área de superfície específica, espectroscopia Raman, microscopia eletrônica de varredura, análise termogravimétrica, calorimetria diferencial por varredura, amplitude sônica eletrocinética e dilatometria foram realizadas para caracterizar os pós sintetizados. Os resultados obtidos mostraram que o tratamento térmico realizado para a obtenção dos pós retirou os ânions cloreto e fluoreto da composição química final da zircônia enquanto o ânion sulfato permaneceu. Mesmo sendo retirados os ânions cloreto e fluoreto influenciaram no processo de cristalização da zircônia modificando o tamanho de cristalito obtido. A permanência do ânion sulfato na composição química da zircônia se deve à maior energia de ligação com o cátion Zr 4+ assim, observou-se uma maior influência deste ânion no processo de cristalização. Isso permitiu a formação de cristalitos menores e a estabilização da fase tetragonal da zircônia. Em todos os casos, as análises mostraram que a influência dos ânions se deu por segregação dos mesmos na superfície da zircônia o que, principalmente no caso do ânion sulfato, tende a reduzir a energia da superfície da zircônia através do aumento da área de superfície específica. Verificou-se também que o ânion sulfato pode ser retirado da superfície da zircônia através da lavagem do pó em meio básico. Esse procedimento permitiu aumentar a área de superfície específica e tende a melhorar sua sinterabilidade. / In this study was investigated the influence of the addition of the chloride, fluoride and sulfate anions in the physico-chemical properties of zirconia nanopowders synthesized by the Pechini method. Analyses of X-ray fluorescence, X-ray diffraction, infrared spectroscopy, specific surface area, Raman spectroscopy, scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis, differential scanning calorimetry, electrokinetic sonic amplitude and dilatometry were performed to characterize the synthesized powders. The results showed that the heat treatment performed to obtain the powders removed the chloride and fluoride anions from the final chemical composition of the zirconium whereas the sulfate anion anion remained. Despite the chloride and fluoride anions removal, they influenced the crystallization process of the zirconium, modifying the size of the crystallite obtained. The permanence of the sulfate anion in the chemical composition of the zirconia is due to the higher binding energy with the Zr 4 + cation, thus it was observed a greater influence of that anion in the crystallization process. That allowed the formation of smaller crystallites and the stabilization of the tetragonal phase of the zirconia. In all of the cases, the analyses showed that the influence of the anions occurred by their segregation on the surface of the zirconia which, particularly in the case of the sulfate anion, tends to reduce the surface energy of the zirconium by increasing the specific surface area. It was also found that the sulfate anion can be removed from the surface of the zirconia by washing the powder in a basic medium. That procedure increased the specific surface area and it tends to improve its sinterability.