Orientadores: Claudia Longo, Ennio Peres da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-22T05:12:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rapelli_RubiaMunhoz_M.pdf: 19025999 bytes, checksum: de01222afac6e67c3ed6789e8e3c5baa (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Com a motivação de aumentar a eficiência de catodos para a eletrólise alcalina da água, investigaram-se as propriedades de eletrodos de níquel fosco e níquel-zinco poroso na reação de desprendimento de hidrogênio (RDH). O eletrodo de Ni fosco foi preparado pela eletrodeposição de um filme de Ni em substrato de aço carbono. No eletrodo de Ni-Zn, depositou-se inicialmente um filme de ca. 5 mm de Ni fosco e a seguir um codepósito de Ni-Zn. A seguir, os eletrodos foram mantidos por 24 h em solução aquosa de NaOH. Os filmes resultantes, com espessura de ca. 20 mm, apresentaram estrutura cristalina e superfície uniforme. Análises por microscopia eletrônica de varredura (MEV) revelaram que o filme de Ni era constituído por grãos piramidais; no filme de Ni-Zn, identificaram-se partículas arredondadas em uma superfície porosa e com rachaduras. A superfície porosa resultou da remoção parcial do Zn, confirmada em mapeamento por energia dispersiva de raios X (EDS), devido à formação de hidróxidos solúveis durante o tratamento alcalino. As propriedades eletroquímicas, investigadas a 25 °C em solução aquosa de KOH por voltametria cíclica, medidas de Tafel e espectroscopia de impedância eletroquímica revelaram que, comparado ao eletrodo de Ni, o eletrodo de Ni-Zn poroso apresentou maiores valores de constante de transferência de carga (0,34 e 0,46) e densidade de corrente de troca (1,4 e 5,5 mA cm), além de menores valores para a resistência à transferência de carga (120 e 85 W ) e sobrepotencial para a RDH. O desempenho dos eletrodos como catodos na eletrólise alcalina da água foi avaliado sob controle galvanostático a -100 mA cm, em modo intermitente, por 88 h (ciclos de 8 h em 11 dias). Inicialmente, os potenciais de operação corresponderam a -1,5 e -1,3 V para os eletrodos de Ni e de Ni-Zn poroso; o sobrepotencial para a RDH variou no período, e, após 88 h, resultou em -1,53 e -1,43 V respectivamente. Análises por MEV revelaram alterações na morfologia dos filmes, principalmente para o eletrodo poroso; no mapeamento por EDS, observou-se menor teor de Zn e identificou-se a presença de óxidos. De modo geral, conclui-se que o eletrodo de Ni-Zn poroso pode ser considerado um catodo promissor para aplicação em eletrolisadores, por apresentar menor gasto de energia que o eletrodo de Ni para manter uma dada produção de hidrogênio / Abstract: Motivated to improve the efficiency of cathodes for alkaline water electrolysis, the properties of nickel Watts and porous nickel-zinc electrodes for hydrogen evolution reaction (HER) were investigated. The Ni Watts electrode was prepared by electrodepositing a Ni film on a carbon steel substrate. Preparation of the Ni-Zn electrode comprised firstly the deposition of a Ni film (5 mm thick) followed by the co-deposition of Ni-Zn. The electrodes were then maintained for 24 h at NaOH aqueous solution. The resulting films, ca. 20 mm thick, exhibited crystalline structure and uniform surface. Scanning electron microscopy (SEM) revealed that the Ni film consisted of pyramidal grains; for the Ni-Zn film, rounded particles were identified in a porous surface with cracks. The porous surface resulted from the partial Zn removal, as confirmed by mapping energy dispersive X-ray (EDS), due to the production of soluble hydroxides during the alkaline treatment. The electrochemical properties, investigated at 25 °C in aqueous KOH solution by cyclic voltammetry, Tafel measurements and electrochemical impedance spectroscopy revealed that, compared to the Ni Watts electrode, the porous Ni-Zn electrode exhibited higher values for the charge transfer constant (0.34 and 0.46) and exchange current density (1.4 and 5.5 mA cm), and lower values for the resistance to charge transfer (120 and 85 W) and overpotential for the HER. The electrodes performance as cathodes in alkaline water electrolysis was evaluated under galvanostatic control at -100 mA cm, in intermittent mode, for 88 h (8 h cycles, 11 days). Initially, the operating potential corresponded to -1.5 and -1.3 V for Ni and Ni-Zn porous electrodes; the HER overpotential varied in the period and, after 88 h, resulted in -1.53 and -1, 43 V respectively. SEM analysis revealed morphological changes for the films surface, mainly for the porous electrode. From EDS mapping, a lower Zn concentration was observed; also, oxides were identified. Thus, the porous Ni-Zn electrode can be considered a promising cathode for electrolyzers since, when compared to the Ni Watts electrode, lower energy is necessary to maintain the hydrogen production under galvanostatic control / Mestrado / Físico-Química / Mestra em Química

No description available.

Orientador : Jose Walter Martins / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-17T01:46:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_Joseda_M.pdf: 9879478 bytes, checksum: ba8e86704e35f6f85b77b1889ca49261 (MD5) Previous issue date: 1978 / Mestrado

Orientador: João Alexandre Ferreira da Rocha Pereira / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-18T08:50:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sune_LeticiaSoaresdeVasconcelosSampaio_D.pdf: 6267818 bytes, checksum: a31e98b9ee5843d5e390a29f6485a199 (MD5) Previous issue date: 1993 / Resumo: A reação de oxidação catalitica do benzeno a anidrido maleico foi estudada através da revisão da literatura, da preparação de catalisadores suportados, da caracterização dos catalisadores, da avaliação destes catalisadores em uma montagem experimental com reator de leito fixo, da determinação da cinética da reação em condições isotérmicas e da modelagem e simulação de um reator industrial. Três séries de catalisadores foram preparadas através da adição de di ferentes teores dos promotores níquel, cobalto e antimônio sobre a formulação básica. Foram também preparados catalisadores com a adição simultãnea dos promotores níquel e cobalto e utilizando suporte de área especifica reduzida / Abstract: The catalytic oxidation of benzene to maleic anhydride has been studied in the present work. A detailed analysis of the literature is presented. Various supported catalysts were developed and tested in a fixed bed tubular reactor. The reaction kinetics parameters determined. Finally, a model to predict the behaviour of a pilot plant reactor is presented and the simulation results analysed. Three series of catalysts were prepared, each one having a basic and common compositions and based on the main promoter added nickel, cobalt or antimony. For each series various catalysts with different promoter contents were prepared. Also, were prepared catalysts with the simultaneous addition of two promoters (nickel and cobalt) as well as catalysts whose surface specific area of the support was reduced. / Doutorado / Doutor em Engenharia Química

La transformación del CO2 ha suscitado gran interés a la comunidad científica en el área de la catálisis heterogénea, no solo por su potencial aplicación y escalado, sino también por estimular la creatividad de la comunidad científica en el diseño de las formulaciones y generación de conocimiento. En este sentido, la conversión (electro/foto) catalítica de CO2 ha experimentado un avance significativo en el desarrollo de nuevos combustibles, productos químicos, farmacéuticos y building-blocks entre otros. La hidrogenación catalítica de CO2 a productos valiosos se considera prometedora en la economía circular y el reciclado de CO2. El uso de CO2 como materia prima para producir componentes básicos ha surgido como un tema candente en la comunidad científica. Desde productos químicos C1 hasta combustibles de cadena larga, la hidrogenación catalítica de CO2 ofrece actualmente una amplia gama de tecnologías escalables para disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero. Principalmente, la conversión de CO2 en metano se puede lograr mediante catalizadores funcionales duales a presión ambiente. Bien en sabido que metales como Ni o Ru soportados sobre óxidos reducibles exhiben una alta actividad y selectividad hacia la producción de metano. Es por ello que, este proyecto de tesis doctoral consiste en el diseño integral de catalizadores de Ni y Ru soportados sobre sistemas basados en óxido de cerio para el estudio de la valorización sostenible de CO2. Esto comprende desde la síntesis y optimización de los nuevos materiales, el estudio de sus propiedades físico-químicas mediante técnicas de caracterización convencional, técnicas avanzadas focalizadas en estudios mecanísiticos, el estudio in-situ de la evolución de los estados de oxidación, el estudio de agentes dopantes trivalentes y tetravalentes, el papel de los centros activos implicados en el mecanismo de reacción y la influencia de la morfología cuando se obtienen diferentes interacciones metal/óxido sobre catalizadores bimetálicos.

En la presente tesis se lleva a cabo la síntesis y caracterización de catalizadores basados en óxidos mixtos de níquel y niobio, tanto en forma particulada como en forma de catalizadores estructurados, para estudiar su actividad, selectividad y estabilidad en la reacción de deshidrogenación oxidativa de etano a etileno. Se preparan catalizadores por los métodos de evaporación y combustión, empleando distintas sales precursoras, con la relación molar Nb/Ni cercana al valor óptimo reportado en la literatura. La caracterización de los óxidos mixtos preparados se lleva a cabo mediante la aplicación de diversas técnicas. Se determinan composiciones, características estructurales, especies químicas y propiedades texturales de los catalizadores. Se estudia la factibilidad de utilizar el acero inoxidable ferrítico AISI 430 como sustrato para elaborar catalizadores estructurados. Se aplican al material tratamientos térmicos en atmósfera oxidante con el fin de desarrollar una película de óxido superficial para el posterior anclaje de los cubrimientos catalíticos. Las capas desarrolladas se analizan a partir de mediciones de rugosidad, adherencia, relación Cr/Fe y ganancia de peso con el objeto de encontrar una película de óxido con las características deseadas. Los sustratos se recubren con los óxidos mixtos de Ni-Nb mediante el método de cubrimiento por inmersión. Para ello se preparan suspensiones acuosas y se ajusta la concentración de sólidos y de aditivos. Se mide la viscosidad, el punto isoeléctrico y el pH de las dispersiones. Se analiza la morfología, adherencia y propiedades texturales de los cubrimientos depositados. La performance catalítica de las muestras en polvo y soportadas se evalúa en la reacción de deshidrogenación oxidativa de etano. La actividad y selectividad se determinan en distintas condiciones operativas. Se llevan a cabo estudios de estabilidad de los sustratos, catalizadores en polvo y estructurados a través de ensayos de reacción a tiempos prolongados. Los catalizadores ensayados en reacción son caracterizados a fin de relacionar sus propiedades con la estabilidad catalítica. / Synthesis and characterization of nickel-niobium mixed oxides catalysts in both powder and structured catalyst form are performed in this thesis in order to study their activity, selectivity and stability in the oxidative dehydrogenation of ethane to produce ethylene. Catalysts are prepared by evaporation and combustion methods using different precursor salts and selecting a Nb / Ni molar ratio close to the optimum reported in the literature. Mixed oxides characterization is performed by applying several techniques. Catalysts compositions, structural features, chemical species and textural properties are determined. The feasibility of using ferritic stainless steel AISI 430 as a substrate to produce structured catalysts is studied. Thermal treatments in an oxidizing medium are applied to the steel in order to develop a surface oxide film for subsequent anchoring of catalytic coatings. Roughness, adhesion, Cr/Fe ratio and weight gain measurements are conducted in order to find an oxide film having the desired properties. The substrates are coated with Ni-Nb mixed oxides by the dip-coating method. For this purpose, aqueous suspensions are prepared using different solids and additives concentrations. Dispersions viscosity, isoelectric point and pH are measured. Catalytic coatings morphology, adherence and textural properties are also studied. The catalytic performance towards the oxidative dehydrogenation of ethane for the supported and powder samples is evaluated. Activity and selectivity are determined at different operating conditions. Stability studies are performed on powder catalysts, substrates and structured catalysts. After reaction the catalysts are characterized to relate their properties with the catalytic stability.

Las máquinas de absorción de bromuro de litio trabajan en condiciones de elevadas concentraciones de LiBr y temperatura que favorecen la corrosión de los materiales que constituyen dichas máquinas y la evolución de hidrógeno como consecuencia de la reacción catódica asociada a la corrosión, con la consiguiente pérdida de eficiencia. Los objetivos fundamentales de la presente Tesis Doctoral que tiene por título "Estudio de la influencia de la polarización anódica y catódica sobre el comportamiento electroquímico de níquel, cromo y aceros inoxidables en LiBr" son estudiar el comportamiento frente a la corrosión, de níquel, cromo, un acero inoxidable austenítico (con base níquel) y un acero inoxidable dúplex en una disolución concentrada de LiBr de 992 g/l en un rango de temperaturas de 25 a 75 ºC y estudiar la reacción de evolución del hidrógeno (REH) sobre cada uno de los materiales en dichas condiciones. Por otra parte se estudia la influencia que la reacción de generación de hidrógeno tiene sobre el comportamiento electroquímico de los materiales en LiBr. Todo ello se ha llevado a cabo mediante el uso de técnicas electroquímicas, como son las medidas de potencial a circuito abierto, las curvas de polarización o la espectroscopía de impedancia electroquímica entre otras. Este estudio permitirá establecer criterios de selección de materiales que posean buenas propiedades para su empleo en las máquinas de absorción. Para completar los resultados obtenidos mediante las técnicas electroquímicas, se ha llevado a cabo el análisis morfológico de la superficie de los materiales estudiados a través de la adquisición de imágenes en tiempo real de los mismos de forma simultánea al registro de la señal electroquímica. Este análisis permite visualizar los cambios que tienen lugar sobre la superficie del electrodo ensayado como consecuencia de la corrosión. En base a los resultados obtenidos se puede concluir que todos los materiales estudiados poseen buen comportamiento frente a / Guiñón Pina, V. (2011). ESTUDIO DE LA INFLUENCIA DE LA POLARIZACIÓN ANÓDICA Y CATÓDICA SOBRE EL COMPORTAMIENTO ELECTROQUÍMICO DE NÍQUEL, CROMO Y ACEROS INOXIDABLES EN LiBr [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/14015

[ES] En este trabajo de Tesis Doctoral, se ha estudiado por primera vez el uso de biomasa procedente del cultivo del tabaco (Nicotiana glauca), como materia prima para la producción de H2 a partir de su gasificación catalítica. Este trabajo se enmarca dentro del proyecto BioH2 cuyo principal objetivo es desarrollar un proceso innovador para producir H2 a partir de biomasa, y estudiar su viabilidad como tecnología alternativa para la generación de electricidad. En primer lugar, se ha estudiado el efecto que ejercen dos pretratamientos (HTC y torrefacción), en la gasificación de tres tipos de biomasas diferentes: Nicotiana glauca, cáscara de almendra y orujillo de aceituna. Los resultados obtenidos muestran que el proceso de torrefacción es mucho más efectivo para la modificación de las características de la biomasa, con vistas a una gasificación más eficiente para la producción de hidrógeno. Además, se ha comprobado que la distinta naturaleza y composición de la biomasa, ejercen una gran influencia en la gasificación de la biomasa pretratada. En este sentido, los resultados revelan que el proceso de torrefacción consigue mejorar la producción de H2 en la gasificación de las biomasas Nicotiana glauca y orujillo. En cambio, en el caso de la cáscara de almendra, el proceso HTC es el que proporciona los mejores resultados para obtener un producto gasificable con elevada producción de H2. En cuanto a los resultados obtenidos en la gasificación catalítica de Nicotiana glauca, demuestran que es posible conseguir elevadas producciones de H2 empleando catalizadores basados en Ni sobre soportes naturales (dolomita, olivino y sepiolita). Estos catalizadores han sido capaces de eliminar por completo la presencia de productos no deseados como los alquitranes (TARs), debido a su gran capacidad para el reformado. Además, se ha comprobado que tanto la naturaleza del soporte como el porcentaje de Ni incorporado, tienen un efecto significativo sobre la distribución de productos gaseosos. En este sentido, se ha observado que el catalizador basado en sepiolita con un 20% de Ni, ofrece unos excelentes resultados en cuanto a generación de H2 y disminución de hidrocarburos ligeros (C2-C3). Adicionalmente, se ha podido comprobar la importancia de la temperatura de calcinación (antes y después de la incorporación del Ni), en la distribución de productos gaseosos utilizando un catalizador sintético basado en alúmina nanofibrada. Los resultados obtenidos han mostrado que para una temperatura de síntesis de la alúmina de 750 °C y una temperatura de calcinación después de la incorporación del Ni de 600 °C, se consigue un catalizador estable de alta actividad que maximiza la producción de H2. Finalmente, se ha estudiado la gasificación de otros tipos de biomasa (cáscara de almendra y orujillo) utilizando dos de las formulaciones catalíticas desarrolladas en la gasificación de Nicotiana glauca. Los resultados obtenidos muestran que los catalizadores seleccionados (20NiAlu_75_6 y 5NiOli) mejoran significativamente la cantidad de H2 producido en las tres biomasas estudiadas. Dado los buenos resultados obtenidos con el catalizador 5NiOli, y su mayor resistencia a la abrasión y facilidad de conformado, se ha preparado 1 kg para su uso en la planta piloto que ha sido diseñada y construida en el marco del proyecto BioH2. / [CA] En aquest treball de Tesi Doctoral, s'ha estudiat per primera vegada l'ús de biomassa procedent del cultiu del tabac (Nicotiana glauca), com a matèria primera per a la producció d'H2 a partir de la seua gasificació catalítica. Aquest treball s'emmarca dins del projecte BioH2 el principal objectiu del qual és desenvolupar un procés innovador per a produir H2 a partir de biomassa, i estudiar la seua viabilitat com a tecnologia alternativa per a la generació d'electricitat. En primer lloc, s'ha estudiat l'efecte que exerceixen dos pretractaments (HTC i torrefacció), en la gasificació de tres tipus de biomasses diferents: Nicotiana glauca, corfa d'ametla i polpa seca d'oliva. Els resultats obtinguts mostren que el procés de torrefacció és molt més efectiu per a la modificació de les característiques de la biomassa, amb vista a una gasificació més eficient per a la producció d'hidrogen. A més, s'ha comprovat que la diferent naturalesa i composició de la biomassa, exerceixen una gran influència en la gasificació de la biomassa pretratada. En aquest sentit, els resultats revelen que el procés de torrefacció aconsegueix millorar la producció d'H2 en la gasificació de les biomasses Nicotiana glauca i polpa seca d¿oliva. En canvi, en el cas de la corfa d'ametla, el procés HTC és el que proporciona els millors resultats per a obtindre un producte gasificable amb elevada producció d'H2. Quant als resultats obtinguts en la gasificació catalítica de Nicotiana glauca, demostren que és possible aconseguir elevades produccions d'H2 emprant catalitzadors basats en Ni sobre suports naturals (dolomita, olivino i sepiolita). Aquests catalitzadors han sigut capaços d'eliminar per complet la presència de productes no desitjats com els quitrans (TARs), degut a la seua gran capacitat per al reformat. A més, s'ha comprovat que tant la naturalesa del suport com el percentatge de Ni incorporat, tenen un efecte significatiu sobre la distribució de productes gasosos. En aquest sentit, s'ha observat que el catalitzador basat en sepiolita amb 20% de Ni, ofereix uns excel·lents resultats quant a generació d'H2 i disminució d'hidrocarburs lleugers (C2-C3). Addicionalment, s'ha pogut comprovar la importància de la temperatura de calcinació (abans i després de la incorporació del Ni), en la distribució de productes gasosos utilitzant un catalitzador sintètic basat en alúmina nanofibrada. Els resultats obtinguts han mostrat que per a una temperatura de síntesi de l'alúmina de 750 °C i una temperatura de calcinació després de la incorporació del Ni de 600 °C, s'aconsegueix un catalitzador estable d'alta activitat que maximitza la producció d'H2. Finalment, s'ha estudiat la gasificació d'altres tipus de biomassa (corfa d'ametla i polpa seca d¿oliva) utilitzant dos de les formulacions catalítiques desenvolupades en la gasificació de Nicotiana glauca. Els resultats obtinguts mostren que els catalitzadors seleccionats (20NiAlu_75_6 i 5NiOli) milloren significativament la quantitat d'H2 produït en les tres biomasses estudiades. Donat els bons resultats obtinguts amb el catalitzador 5NiOli, i la seua major resistència a l'abrasió i facilitat de conformat, s¿ha preparat 1 kg per al seu ús en la planta pilot dissenyada i construïda en el marc del projecte BioH2. / [EN] In this thesis, the use of biomass from tobacco cultivation (Nicotiana glauca) has been studied for the first time as the raw material for H2 production from its catalytic gasification. This work is part of the BioH2 project whose main objective is to develop an innovative process to produce H2 from biomass, and study its viability as an alternative technology for the generation of electricity. Firstly, the effect of two pretreatments (HTC and torrefaction) was studied on the gasification of three different types of biomass: Nicotiana glauca, almond shell and olive "orujillo". The results obtained show that the torrefaction process is much more effective for the modification of the characteristics of the biomass, achieving more efficient gasification for the production of hydrogen. In addition, it has been proven that the different nature and composition of the biomass exert a great influence on the gasification of the pre-treated biomass. In this sense, the results reveal that the torrefaction process manages to improve the H2 production in the gasification of the Nicotiana glauca and olive "orujillo" biomass. In contrast, in the case of almond shell, the HTC process provides the best results to obtain a gasificable product with high H2 production. Regarding the results obtained in the catalytic gasification of Nicotiana glauca, they show that it is possible to achieve high H2 production using Ni-based catalysts on natural supports (dolomite, olivine and sepiolite). These catalysts have been able to completely eliminate the presence of unwanted products such as TARs, due to their great capacity for reforming. In addition, it has been demostrated that both the nature of the support and the percentage of Ni incorporated, have a significant effect on the distribution of gaseous products. In this sense, it has been observed that the catalyst based on sepiolite with 20% Ni offers excellent results in terms of H2 generation and reduction of light hydrocarbons (C2-C3). Additionally, it has been possible to verify the importance of the calcination temperature (before and after the incorporation of Ni), in the distribution of gaseous products using a synthetic catalyst based on nanofiber alumina. The results obtained have shown that for a synthesis temperature of the alumina of 750 °C and a calcination temperature after the Ni incorporation of 600 °C, a stable high activity catalyst is obtained that maximizes the H2 production. Finally, the gasification of other types of biomass (almond shell and olive "orujillo") has been studied using two different catalytic formulations developed in the gasification of Nicotiana glauca. The results obtained show that the selected catalysts (20NiAlu_75_6 and 5NiOli) significantly improve the amount of H2 produced in the three biomasses studied. Given the good results obtained with the 5NiOli catalyst, its high resistance to abrasion and ease of pelletization, 1 kg of this catalyst has been prepared to be used in the pilot plant designed and built in BioH2 project. / Hernández Soto, MC. (2019). Gasificación catalítica de biomasa para la producción sostenible de hidrógeno [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/130200

Desenvolveu-se sistemática de trabalho para coletar valores da função ñ vs. concentração de ligante e processos de cálculo de constantes de equilíbrio. Os sistemas Co(II)/N-3 e Ni(II)/N-3 foram analisados com o objetivo de identificar os complexos formados e determinar as respectivas constantes de estabilidade. O estudo desses sistemas foi realizado a (25,0 ± 0,l) °C e em força iônica 2,0 M ajustada com NaClO4. Com base na formação de soluções tampão N-3/ HN3 e na variação de pH provocada pela adição do íon metálico Co(II) ou Ni(II), realizou-se um estudo potenciométrico para cada um dos sistemas acima indicados. Estes estudos foram realizados numa ampla faixa de concentração analítica de azoteto (0 a 2,000 M) e para diversas concentrações do íon metálico, para possibilitar uma análise mais detalhada sobre a formação dos complexos. Em relação ao sistema Co(II)/N-3 foi possível determinar a formação de cinco espécies mononucleares. As respectivas constantes de estabilidade foram calculadas por três métodos diferentes. A comparação dos desvios calculados para os valores de ñ obtidos a partir de cada um dos três conjuntos de constantes permitiu decidir pelo seguinte conjunto de constantes: β1 = 5,67 ± 0,20 M-1 β2 = 19,5 ± 2,1 M-2 β3 = 6,52 ± 4,66 M-3 β4 = 15,8 ± 2,0 M-4 β5 = 4,83 ± 0,31 M-5 Num comportamento diverso ao dos íons Co (II) o niquel levou à formação de complexos polinucleares. Realizou-se então um estudo monográfico envolvendo aspectos estruturais, qualitativos e quantitativos sobre a formação de complexos polinucleares. O sistema Ni(II)/-3 foi então analisado através do método potenciométrico citado mas em condições que permitiram a obtenção de um número maior de dados experimentais em relação ao sistema Co(II)/N-3, para tornar possível a determinação da composição assim como o cálculo das constantes de estabilidade das espécies existentes em equilíbrio. Dois métodos de cálculo foram utilizados, adotando-se o seguinte conjunto de constantes de equilibrio: mononucleares Ni(N3)+ β11 = 5,80 Ni(N3)2 β12 = 9,69 Ni(N3)-3 β13 = 7,54 Ni(N3)=4 β14 = 534 binucleares Ni2(N3)3+ β21 = 4,06 Ni2(N3)2+2 β22 = 31,8 Ni2(N3)+3 β23 = 175 Ni2(N3)4 β24 = 2,06x104 Ni2(N3)-5 β25 = 2,30x105 Ni2(N3)=6 β26 = 7,15x105 trinucleares Ni3(N3)2+4 β34 = 2,28x104 Ni3(N3)+5 β35 = 3,51x106 Ni3(N3)6 β36 = 1,17x108 Três estudos complementares foram realizados para o sistema Ni(II)/N-3. A utilização de métodos espectrofotométrico e potenciométrico em condições de excesso de metal em relação ao ligante permitiu determinar as contantes de estabilidade das espécies mono e binucleares mais simples: NiN+3 e Ni2N3+3. O método espectrofotométrico forneceu um valor de β11 = 6,90 M-1, enquanto que o segundo método forneceu β11 = 7,53 ± 0,10 M-1 e β21 = 4,29 ± 0,15 M-2. Medidas espectrofotométricas realizadas nas condições do segundo método permitiram calcular as absortividades molares das duas espécies, em cinco comprimentos de onda na faixa do ultravioleta. No comprimento de onda de absorção máxima dos complexos (293 nm) os valores de ε encontrados foram os seguintes: ε11 = 362 e ε21 = 475 cm-1mol-11. Finalmente, um estudo condutométrico feito em alta concentração de Ni(II) (0,4 M) e para concentrações variáveis de azoteto permitiu identificar a formação da espécie Ni2(N3)-5. Fez-se uma série de diagramas de distribuiçao, os quais mostraram as contribuições de cada espécie em função do ligante e, eventualmente, da concentração total do íon metálico (sistemas polinucleares). / A systematic approach in order to obtain ñ data vs. free ligand concentration was developed as well as calculation procedures for treatment of the data to obtain stability constants. The Co(II)/N-3 and Ni(II)/N-3 systems were analysed with the purpose to identify the formed complexes and to compute its stability constants. The equilibria studies were performed at 25.0 ± 0.1° C and 2.0 M ionic strength maintained with NaClO4. The pH change in azide/hydrazoic acid buffers caused by the metal cation addition was the basis of the potentiometric method to study the complex formation. A wide range of azide concentration was used at several metal cation (cobalt or nickel) concentration in order to provide reliable results. With regard to the Co(II)/N-3 system the formation of five stepwise complexes was detected. The stability constants were computed from three different calculation procedures. The best set of formation constants is: β1 = 5,67 ± 0,20 M-1 β2 = 19,5 ± 2,1 M-2 β3 = 6,52 ± 4,66 M-3 β4 = 15,8 ± 2,0 M-4 β5 = 4,83 ± 0,31 M-5 The nickel(II)/azide system presented a quite different behaviour as compared with the cobalt(ll) one, as extensive polynuclear complex formation is attained. A monographic study about this kind of complex formation seemed interesting to be included in this thesis. An extensive study of the nickel(II)/azide system was performed at conditions wich provide enough experimental data to be treated on basis of polynuclear complex formation. Two different calculation procedures lead to the following set of equilibrium constant: mononuclear Ni(N3)+ β11 = 5,80 Ni(N3)2 β12 = 9,69 Ni(N3)-3 β13 = 7,54 Ni(N3)=4 β14 = 534 binuclears Ni2(N3)3+ β21 = 4,06 Ni2(N3)2+2 β22 = 31,8 Ni2(N3)+3 β23 = 175 Ni2(N3)4 β24 = 2,06x104 Ni2(N3)-5 β25 = 2,30x105 Ni2(N3)=6 β26 = 7,15x105 trinuclears Ni3(N3)2+4 β34 = 2,28x104 Ni3(N3)+5 β35 = 3,51x106 Ni3(N3)6 β36 = 1,17x108 Two complementary studies, potentiometric and spectrophotometric, were performed at high metal cation/1igand ratio in order to create conditions for the existence of on1y a few species as Ni(N3)+ and Ni2(N3)3+. β11 from spectrophotometric method is 6.90 M-1; from potentiometric method β11 is 7.53 ± 0.10 M-1 and β21 is 4.29 ± 0.15 M-2. The molar absorptivities at λmax, 293 nm, was calcu1ated as ε11 = 362 cm-1. mol-1.1 and ε21 = 475 cm-1. mol-1.1. Finally a conductometric titration of 0.4 M niekel(II) with 3.9 M sodium azide showed a high contribution of Ni2(N3) -5 in agreement with the potentiometric study. A series of distribution diagrarns were plotted in order to have the percent contribution of each species vs. the ligand concentration and, eventually, vs. the metal concentration when polynuclear complexes are formed.

Desenvolveu-se sistemática de trabalho para coletar valores da função ñ vs. concentração de ligante e processos de cálculo de constantes de equilíbrio. Os sistemas Co(II)/N-3 e Ni(II)/N-3 foram analisados com o objetivo de identificar os complexos formados e determinar as respectivas constantes de estabilidade. O estudo desses sistemas foi realizado a (25,0 ± 0,l) °C e em força iônica 2,0 M ajustada com NaClO4. Com base na formação de soluções tampão N-3/ HN3 e na variação de pH provocada pela adição do íon metálico Co(II) ou Ni(II), realizou-se um estudo potenciométrico para cada um dos sistemas acima indicados. Estes estudos foram realizados numa ampla faixa de concentração analítica de azoteto (0 a 2,000 M) e para diversas concentrações do íon metálico, para possibilitar uma análise mais detalhada sobre a formação dos complexos. Em relação ao sistema Co(II)/N-3 foi possível determinar a formação de cinco espécies mononucleares. As respectivas constantes de estabilidade foram calculadas por três métodos diferentes. A comparação dos desvios calculados para os valores de ñ obtidos a partir de cada um dos três conjuntos de constantes permitiu decidir pelo seguinte conjunto de constantes: β1 = 5,67 ± 0,20 M-1 β2 = 19,5 ± 2,1 M-2 β3 = 6,52 ± 4,66 M-3 β4 = 15,8 ± 2,0 M-4 β5 = 4,83 ± 0,31 M-5 Num comportamento diverso ao dos íons Co (II) o niquel levou à formação de complexos polinucleares. Realizou-se então um estudo monográfico envolvendo aspectos estruturais, qualitativos e quantitativos sobre a formação de complexos polinucleares. O sistema Ni(II)/-3 foi então analisado através do método potenciométrico citado mas em condições que permitiram a obtenção de um número maior de dados experimentais em relação ao sistema Co(II)/N-3, para tornar possível a determinação da composição assim como o cálculo das constantes de estabilidade das espécies existentes em equilíbrio. Dois métodos de cálculo foram utilizados, adotando-se o seguinte conjunto de constantes de equilibrio: mononucleares Ni(N3)+ β11 = 5,80 Ni(N3)2 β12 = 9,69 Ni(N3)-3 β13 = 7,54 Ni(N3)=4 β14 = 534 binucleares Ni2(N3)3+ β21 = 4,06 Ni2(N3)2+2 β22 = 31,8 Ni2(N3)+3 β23 = 175 Ni2(N3)4 β24 = 2,06x104 Ni2(N3)-5 β25 = 2,30x105 Ni2(N3)=6 β26 = 7,15x105 trinucleares Ni3(N3)2+4 β34 = 2,28x104 Ni3(N3)+5 β35 = 3,51x106 Ni3(N3)6 β36 = 1,17x108 Três estudos complementares foram realizados para o sistema Ni(II)/N-3. A utilização de métodos espectrofotométrico e potenciométrico em condições de excesso de metal em relação ao ligante permitiu determinar as contantes de estabilidade das espécies mono e binucleares mais simples: NiN+3 e Ni2N3+3. O método espectrofotométrico forneceu um valor de β11 = 6,90 M-1, enquanto que o segundo método forneceu β11 = 7,53 ± 0,10 M-1 e β21 = 4,29 ± 0,15 M-2. Medidas espectrofotométricas realizadas nas condições do segundo método permitiram calcular as absortividades molares das duas espécies, em cinco comprimentos de onda na faixa do ultravioleta. No comprimento de onda de absorção máxima dos complexos (293 nm) os valores de ε encontrados foram os seguintes: ε11 = 362 e ε21 = 475 cm-1mol-11. Finalmente, um estudo condutométrico feito em alta concentração de Ni(II) (0,4 M) e para concentrações variáveis de azoteto permitiu identificar a formação da espécie Ni2(N3)-5. Fez-se uma série de diagramas de distribuiçao, os quais mostraram as contribuições de cada espécie em função do ligante e, eventualmente, da concentração total do íon metálico (sistemas polinucleares). / A systematic approach in order to obtain ñ data vs. free ligand concentration was developed as well as calculation procedures for treatment of the data to obtain stability constants. The Co(II)/N-3 and Ni(II)/N-3 systems were analysed with the purpose to identify the formed complexes and to compute its stability constants. The equilibria studies were performed at 25.0 ± 0.1° C and 2.0 M ionic strength maintained with NaClO4. The pH change in azide/hydrazoic acid buffers caused by the metal cation addition was the basis of the potentiometric method to study the complex formation. A wide range of azide concentration was used at several metal cation (cobalt or nickel) concentration in order to provide reliable results. With regard to the Co(II)/N-3 system the formation of five stepwise complexes was detected. The stability constants were computed from three different calculation procedures. The best set of formation constants is: β1 = 5,67 ± 0,20 M-1 β2 = 19,5 ± 2,1 M-2 β3 = 6,52 ± 4,66 M-3 β4 = 15,8 ± 2,0 M-4 β5 = 4,83 ± 0,31 M-5 The nickel(II)/azide system presented a quite different behaviour as compared with the cobalt(ll) one, as extensive polynuclear complex formation is attained. A monographic study about this kind of complex formation seemed interesting to be included in this thesis. An extensive study of the nickel(II)/azide system was performed at conditions wich provide enough experimental data to be treated on basis of polynuclear complex formation. Two different calculation procedures lead to the following set of equilibrium constant: mononuclear Ni(N3)+ β11 = 5,80 Ni(N3)2 β12 = 9,69 Ni(N3)-3 β13 = 7,54 Ni(N3)=4 β14 = 534 binuclears Ni2(N3)3+ β21 = 4,06 Ni2(N3)2+2 β22 = 31,8 Ni2(N3)+3 β23 = 175 Ni2(N3)4 β24 = 2,06x104 Ni2(N3)-5 β25 = 2,30x105 Ni2(N3)=6 β26 = 7,15x105 trinuclears Ni3(N3)2+4 β34 = 2,28x104 Ni3(N3)+5 β35 = 3,51x106 Ni3(N3)6 β36 = 1,17x108 Two complementary studies, potentiometric and spectrophotometric, were performed at high metal cation/1igand ratio in order to create conditions for the existence of on1y a few species as Ni(N3)+ and Ni2(N3)3+. β11 from spectrophotometric method is 6.90 M-1; from potentiometric method β11 is 7.53 ± 0.10 M-1 and β21 is 4.29 ± 0.15 M-2. The molar absorptivities at λmax, 293 nm, was calcu1ated as ε11 = 362 cm-1. mol-1.1 and ε21 = 475 cm-1. mol-1.1. Finally a conductometric titration of 0.4 M niekel(II) with 3.9 M sodium azide showed a high contribution of Ni2(N3) -5 in agreement with the potentiometric study. A series of distribution diagrarns were plotted in order to have the percent contribution of each species vs. the ligand concentration and, eventually, vs. the metal concentration when polynuclear complexes are formed.