Atualmente são muito discutidos temas que abordam a preservação do meio ambiente, para o desenvolvimento de tecnologias de produção que não a agridam, gerando resíduos menos tóxicos e em menor quantidade. Resíduos poluentes contendo metais como o crômio, têm sido lançados nos solos e rios, degradando a água utilizada para o consumo humano. Não diferentes são os problemas decorrentes de atividades nucleares, as quais geram rejeitos nas instalações e laboratórios de pesquisa. Embora estes rejeitos não sejam lançados no meio ambiente, muitas vezes encontram-se armazenados em laboratório inadequadamente, o que pode resultar em graves acidentes. Na intenção de solucionar estes problemas, existem várias técnicas para o tratamento de rejeitos, entre elas a troca iônica eletroquímica (EIX – electrochemical ion exchange). A EIX é um processo avançado que une as vantagens da troca iônica convencional com o fato de usar como reagente o elétron, reduzindo consideravelmente o volume da solução a ser tratada. Esta técnica consiste na elaboração de um eletrodo, no qual o trocador iônico é incorporado fisicamente em uma estrutura do eletrodo com um aglutinante. Optou-se neste trabalho pela resina catiônica Amberlite CG-50 para o tratamento dos rejeitos contendo íons crômio e o trocador catiônico inorgânico fosfato de zircônio para os íons césio, pois apresentam boa estabilidade química em meio oxidante e perante radiação ionizante. A quantidade de carvão, de grafita e aglutinante para a formulação do eletrodo mais eficiente também foi estudada. Após a escolha dos melhores eletrodos, verificaram-se retenções para o Cr e para o Cs da ordem de 99,3% e 99,8%, respectivamente. A eluição completa tanto do íon crômio quanto do íon césio, sem nenhuma adição de reagentes, revelou-se uma das principais vantagens deste processo, o que torna possível a reutilização do eletrodo sem perda de sua capacidade. Com base nos resultados apresentou-se um processo contínuo de tratamento de rejeitos utilizando-se uma célula eletrolítica de fluxo (CELFLUX) de alta capacidade de retenção para o íon Cr e Cs. A alta eficiência desta célula tanto na retenção quanto na eluição, levando a uma redução importante no volume do rejeito e, até mesmo, possibilitando a reutilização dos íons separados, torna o processo altamente viável para o emprego industrial. / Nowadays, environmental preservation using technologies that do not attack it, generating non-toxic residues and reduced volumes, has been discussed. Hazardous effluents, containing metals, as chromium, have been poured in the soils and rivers, degrading the water. Not different are the problems originated from some nuclear activities that generate wastes, as in chemical research laboratories. Although those wastes are not poured in the environment, sometimes they are inadequately stored, what can cause serious accidents. With the purpose of solving this problem, there are some techniques to waste treatment, between them there is the electrochemical ion exchange (EIX). EIX is an advanced process that has advantages over traditional ion exchange and the fact of using the electron as the only reagent, reduces the volume of the solution to be treated. This technique consists of development of an electrode, where an ion exchanger is physically incorporated in an electrode structure with a binder. In this study, cationic resin Amberlite CG-50 and zirconium phosphate have been chosen for the separation of chromium and cesium from waste, respectively. They were chosen because they present high chemical stability in oxidizing media and at ionizing radiation. The quantity of charcoal, graphite and binder used in formulation of electrode have been studied either. Before choosing the best electrode, it was verified sorption percentage of 99,3% for chromium and 99,8% for cesium. The greater advantage of this process is the total elution of chromium as much as cesium, without reagents addition, being possible to reuse the electrode without losing its capacity. Beside on the results, a continuous process for the wastes containing Cr and Cs, using a flux electrolytic cell (CELFLUX) of high retention capacity, was presented. The high efficiency of this cell for both retention and elution, leading to an important reduction of waste volume, and, every more, making possible the reutilization of the ions studied, makes the process available for industrial waste treatment purposes.

Foi estudada a viabilidade do emprego do benzotriazol (BTAH) e da mistura BTAH/cloreto de dodecilamônio (DAC) como inibidores de corrosão do aço-carbono 1005. Os inibidores foram testados em três situações: em processos de hidrojateamento e jateamento, quando adicionados a um primer acrílico de base água e a um filme prévio sobre a superfície do aço, antes da aplicação do primer. O aço foi estudado em meios de água com diversos graus de pureza na ausência e presença de BTAH e de BTAH/DAC. Foram feitos ensaios de perda de massa, medidas de potencial de circuito aberto, de tensão superficial e de condutividade, polarização potenciostática e potenciodinâmica, espectroscopia de impedância eletroquímica, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia por dispersão de energia. O melhor desempenho do BTAH como inibidor é em água bidestilada com eficiência da ordem de 100%; a adição de DAC às soluções contendo BTAH diminui a ação inibidora para 50%. A adição de BTAH ao primer impede o efeito de barreira deste e a eficiência inibidora se torna comparável à observada quando o aço, sem revestimento, é imerso no eletrólito contendo BTAH. O BTAH promove a formação de um filme prévio sobre o aço quando exposto a uma atmosfera úmida e depois imerso em água bidestilada contendo BTAH. A presença deste filme não modifica as características protetoras do primer comercial.¶ / The viability of the use of benzotriazole (BTAH) and BTAH/dodecylammonium chloride (DAC) as corrosion inhibitors for 1005 carbon steel was studied. The inhibitors were tested on blasting and hydroblasting processes, when added to waterborne acrylic primer and as a film on the metal surface before the application of the paint. The steel was studied in different purity grade water in the absence and in the presence of BTAH and BTAH/DAC. Weight loss experiments, open circuit potential, tensiometry, conductimetry, anodic and cathodic potentiostatic polarization curves, anodic potentiodynamic polarization curves, impedance spectroscopy, scanning electron microscopy and energy dispersive spectroscopy were used as techniques. The best performance of BTAH was observed in twice distilled water with about 100% inhibition efficiency; the addition of DAC to the solutions containing BTAH reduces the inhibitory effect to about 50%. When BTAH is added to the primer, the efficiency is similar to the one observed for the C steel without paint immersed in the same electrolyte containing BTAH. BTAH promotes the formation of a film when the steel is exposed to a humid atmosphere before immersion in twice distilled water containing BTAH. This film does not affect the features of the commercial primer.

Neste trabalho são apresentados resultados sobre o uso da voltametria com microeletrodos para o estudo de sistemas micelares. Estes estudos se basearam na obtenção de coeficientes de difusão de micelas em solução aquosa. Para tanto, o ferroceno foi utilizado como sonda eletroativa, haja vista que esta molécula é pouco solúvel em água e possui grande afinidade pelo interior micelar. A partir de experimentos envolvendo o tensoativo brometo de hexadecil trimetil amônio (C16TABr) pôde-se calcular parâmetros como o coeficiente de difusão do agregado na concentração micelar crítica e o coeficiente de interação intermicelar com a aplicação dos dados de coeficiente de difusão obtidos pela teoria de interação linear. O coeficiente de interação intermicelar permitiu a estimativa da concentração de eletrólito necessária para a mudança morfológica da micela (micela esférica para micela alongada). O raio hidronâmico da micela foi o calculado a partir da relação Stokes-Einstein. Um estudo complementar envolveu a adição de n-decanol à solução de tensoativo, e comparações dos coeficientes de difusão obtidos na presença e na ausência do álcool foram efetuadas. Estudos subseqüentes foram realizados empregando outros tensoativos (C14TABr, C12TABr e C10TABr) com a finalidade de verificar a dependência do coeficiente de difusão micelar com o comprimento da cauda hidrofóbica da molécula do tensoativo. A influência de outros parâmetros como o raio hidrodinâmico e a concentração de eletrólito necessária para a transição morfológica com o comprimento da cauda hidrofóbica também foi estudada. Em experimentos voltamétricos envolvendo a oxidação eletroquímica do ferroceno em meio de C16TABr e de SDS (dodecil sulfato de sódio) foi verificado que o sinal anódico ocorre em potenciais menos positivos em soluções de SDS, fato justificado pela interação da micela de SDS, negativamente carregada, com a superfície do eletrodo positivamente carregado. A investigação da interação do produto de oxidação eletroquímica do ferroceno, o íon ferrocínio, com as micelas de C16TABr foi realizada em experimentos envolvendo uma microestrutura geradora-coletora. Esta estrutura consiste em dois eletrodos de área similar separados por um canal de espessura micrométrica. A utilização deste dispositivo possibilitou a obtenção do coeficiente de difusão do ferrocínio e, a partir deste dado, foi possível fazer inferências sobre a afinidade deste íon pelo interior micelar. / Voltammetry with platinum disc microelectrodes was employed to gain information on diffusion coefficients, D, of micelles in aqueous solution. Owing to the low solubility in water and high affinity for the micellar core, ferrocene was used as electroactive probe. Diffusion coefficients of hexadecyl trimethyl ammonium bromide (C16TABr) were determined in solutions containing the surfactant in different concentrations and the data were fitted according to the linear interaction theory. This procedure allowed the diffusion coefficient at the critical micelle concentration to be found, as well as the intermicellar interaction parameter. The latter was used to estimate the minimum concentration of electrolyte that promotes morphological changes in the micelles (sphere to rod transition). The micellar hydrodynamic radius was calculated by using the Stokes-Einstein equation. A complementary study involved the addition of n-decanol to surfactant solutions and the diffusion coefficient was compared with the one obtained in the absence of the fatty alcohol. Experiments were also performed in solutions containing other surfactants (C14TABr, C12TABr e C10TABr) to investigate the dependence of D on the length of the hydrophobic tail. The influence of the hydrodynamic radii and supporting electrolyte concentration for the sphere to rod transition on the surfactant tail was also studied. A brief study on the electrochemical oxidation of ferrocene at two different micellar media (C16TABr and SDS sodium dodecyl sulfate) was done. The voltammetric experiments showed that the anodic process occurs at less positive potentials in solutions containing SDS and a likely explanation involves the electrostatic interaction between the micelle and the electrode surface. Experiments with a homemade twin-electrode thin-layer cell (TETLC) were performed in order to evaluate the interaction of ferrocinium, the product of ferrocene oxidation, with C16TABr micelles. The diffusion coefficient of ferrocinium was obtained and the affinity of this generated electroactive species with the micellar core was discussed.

Cloreto estanoso (SnCl2.2H2O) é o composto mais utilizado na redução do íon pertecnetato (TcO4-), obtido pela eluição do gerador, para a marcação de reagentes liofilizados para radiodiagnóstico. Estes reagentes liofilizados contêm um ligante, cloreto estanoso, e diferentes excipientes. Muitos métodos analíticos para a determinação de estanho não conseguem distinguir entre os íons estanoso (Sn(II)) e estânico (Sn(IV)) em soluções. Os dois métodos, descritos na literatura, para determinação seletiva de Sn(II) são análise titrimétrica e polarografia. O método mais confiável descrito para a quantificação do íon estanoso é a polarografia (voltametria) e pode ser utilizado para a determinação em concentrações de mg e g de Sn(II) e Sn(IV) (0,06-1,0 mg), com boa seletividade. Foi realizada análise titrimétrica, para quantificação de Sn(II), na matéria-prima e em 3 lotes consecutivos de 9 reagentes liofilizados produzidos pelo IPEN-CNEN/SP, utilizando-se sulfato cérico 0,1 mol L-1, diluído 10 vezes e iodo 0,05 mol L-1, diluído 10 vezes, como soluções titulantes. Polarografia por pulso diferencial foi utilizada com configuração convencional composta por três eletrodos: eletrodo de trabalho de gota de mercúrio, eletrodo referência de Ag/AgCl (saturado com KCl) e eletrodo auxiliar de platina. O intervalo de potencial analisado foi de -250 a -800 mV e o pico atribuído à redução de Sn(II) foi encontrado em -370 mV em eletrólito suporte de H2SO4 3 mol L-1 e, para Sn(IV), -470 mV, em eletrólito suporte de HCl 3 mol L-1. Para retirada do oxigênio da solução na cela polarográfica utilizou-se nitrogênio 5.0 por 5 minutos, antes e após cada introdução de amostra. Para determinação de Sn(IV) foi feita a oxidação do Sn(II), por adição de peróxido de hidrogênio, em 37 ± 5 ºC, por 5 minutos, seguida de purga com nitrogênio, e análise. A análise polarográfica desenvolvida mostrou-se adequada para a determinação de Sn(II), na presença de Sn(IV), e de estanho total nos kits radiofarmacêuticos estudados. / Stannous chloride (SnCl2.2H2O) is the major compound used for reduction of generator-derived 99mTc-pertechnetate in cold kits for on site preparation of 99mTc-radiopharmaceuticals. These cold kits usually contain a ligand, stannous chloride, and different additives. Various techniques were described for tin determination, but they cannot distinguish between stannous (Sn(II)) and stannic (Sn(IV)) ions in solutions. The two methods described in literature for selective determination of Sn(II) are polarography and mass analysis (redox-titration). Polarography is a good selective method in the mg range as well as in the g range for Sn(II) and Sn(IV) (0.06-1,0mg). Titrimetric analysis was performed for quantification of Sn(II) in Sn(II) reagents and in 3 consecutive lots of 9 radiopharmaceutical cold kits produced by IPEN-CNEN/SP, using Ce(SO4)2.4H2O 0.1 mol L-1, diluted 10 times and, I2 0.05 mol L-1, diluted 10, as a titrant solution. Differential pulse polarography was chosen with a conventional three-electrode configuration consisting of a static mercury drop electrode, an AgCl/Ag (saturated KCl) reference electrode and a platinum wire auxiliary electrode. The potential was swept from 250 to 800 mV and the current (A) was measured at 370 mV and 470 mV potentials for Sn(II) in H2SO4 3 mol L-1 and Sn(IV) in HCl 3 mol L-1, respectively. The supporting electrolytes were deaerated during 5 min with 5.0 nitrogen gas before and after each sample addition. For total tin determination the oxidation of tin (II) was carried out in the same vial, by adding H2O2 at 37 ± 5 ºC, for 5 min to quantify tin (IV). The developed polarographic method showed to be adequate to quantify tin (II), in the presence of tin (IV), in analyzed radiopharmaceutical cold kits.

Foram realizados estudos do comportamento eletroquímico de eletrodos de pinta, pirrotita e arsenopirita em meio ácido. A investigação incluiu tanto a dissolução dos minerais (isolados ou combinados dois a dois) como o estudo da deposição de íons prata sobre eles, levando em consideração as propriedades semicondutoras de cada um. Com base nos dados obtidos, empregando voltametria cíclica, medidas de capacitância, medidas fotoeletroquímicas e microscopia eletrônica de varredura, foram propostos mecanismos de dissolução para cada mineral. A oxidação dos três minerais em função dos produtos obtidos foi avaliada a partir das quantidades relativas de SO42-, S e Fe(OH)3 e constatou-se que a quantidade relativa de sulfato produzida pela pirita é maior que a quantidade obtida do eletrodo de pirrotita. A arsenopirita apresenta comportamento intermediário. O hidróxido de ferro produzido pela pirrotita é maior que o obtido da pirita e da arsenopirita. A presença do As2S3 na superfície do eletrodo de arsenopirita dificulta a redução do enxofre. Os dados obtidos com os eletrodos mistos mostram que, em potenciais próximos de Eca, as reações que produzem enxofre e Fe(III) predominam. Acima de 0,8 V, tem início a oxidação de S e/ou S2O32- gerando sulfato para os três eletrodos, além da oxidação do As2S3 nos eletrodos que contém arsenopirita. A presença da pirita na mistura dos minerais, em quantidade maior que 60%, pode abaixar o pH local favorecendo a decomposição do tiossulfato. Os valores dos potenciais de bandas planas foram estimados com base nos modelos de Gärtner e Mott-Shottky e o valor da energia de banda proibida, de cada mineral e dos eletrodos mistos, foi avaliado. Foi estabelecido que, em meio de solução tampão de ácido acético/acetato de sódio, pH = 4,5, o nível de Fermi dos minerais está vinculado ao potencial de óxido redução do eletrólito. O potencial de circuito aberto é determinado pela presença de óxidos/hidróxidos de ferro na superfície dos eletrodos. Sob iluminação todos os eletrodos apresentaram fotoefeitos. Com o aumento da porcentagem de pirrotita ocorre uma diminuição na fotocorrente registrada. Já a adição de arsenopirita, provoca um aumento nos fotoefeitos observados. A adição de pirrotita faz diminuir a eficiência quântica dos eletrodos enquanto que a adição de arsenopirita favorece a resposta fotoeletroquímica das superfícies. O aumento da quantidade de pirrotita na superfície faz com que a energia de banda proibida diminua. A mistura pirita/pirrotita para qualquer composição deve favorecer a produção de enxofre em detrimento da de sulfato. Quando se utilizam eletrodos de pirita/arsenopirita não se observam variações a circuito aberto. A investigação sobre a deposição de íons prata sobre os eletrodos mostrou que o contato com os íons metálicos em solução não produz modificações morfológicas significativas na superfície dos eletrodos. A prata metálica e os sulfetos de prata formados são incorporados em pequenos núcleos espalhados pela superfície. Ficou demonstrado que sulfeto de prata e prata elementar podem ser identificados pela análise dos voltamogramas. Nos eletrodos construídos com combinações de minerais as interações com os íons prata ocorrem, preferencialmente, nos grãos de pirrotita ou arsenopirita para todas as composições. A interação mineral/prata ocorre mediante a competição de vários sítios da superfície pelos íons em solução. A quantidade de íons prata em solução tem um papel importante no aumento da velocidade de dissolução dos sulfetos. O consumo de H2S e de S2O32- deve causar o aumento na velocidade de dissolução dos minerais. De uma maneira geral, pode-se concluir que as combinações pirita-pirrotita otimizam as interações com os íons Ag+, tanto por oferecer maior quantidade de sítios de enxofre/intermediários para as interações químicas como por apresentar maior quantidade de elétrons na superfície a circuito aberto. Por outro lado, a presença de arsenopirita prejudica as interações com a prata já que causa uma diminuição na concentração efetiva de elétrons na superfície. Além disto, a formação de sulfetos de arsênio limita a quantidade de enxofre disponível para as interações químicas com os íons em solução. / The electrochemical behavior of iron sulfides, pyrite, pyrrhotite and arsenopyrite was studied in acetic acid/sodium acetate buffer, pH = 4.5. The investigations included the dissolution of minerals (isolated and mixed in pairs) and the studies of the deposition of silver ions on the electrode surfaces, taking into account the semiconducting properties of each one. Based on the data obtained using cyclic voltammetry, capacitance and photoelectrochemical measurements and scanning electron microscopy, mechanisms of dissolution for each mineral were proposed. The dissolution of the three minerals was evaluated taking into account the relative amounts of SO42-, S and Fe(OH)3 obtained and evidenced that the relative amount of sulfate formed from pyrite is greater that from pyrrhotite. Arsenopyrite presents intermediate behavior. The quantity of iron hydroxide produced by pyrrhotite is greater that produced by pyrite and arsenopyrite. The presence of the As2S3 in the surface of the arsenopyrite electrode inhibits the reduction of sulfur. The results obtained with the electrodes constructed with two minerals show that, in potentials next to Eoc, the reactions producing sulfur and Fe(III) predominate. Above 0.8 V, the oxidation of S and/or S2O32- occurs, generating sulfate for all electrodes. On the electrodes, containing arsenopyrite, the oxidation of As2S3 also takes place. The presence of pyrite in the mixture of minerals (more than 40% in weight) causes a decrease of the local pH, favoring the thiosulfate decomposition. The values of the flat band potentials have been estimated based on Gartner\'s and Mott-Shottky \'s models. The value of the band gap energy, of each mineral and of the mixed electrodes, was evaluated. It was established that, in the working solution, the Fermi level of the minerals coincided with the redox potential of the electrolyte. The open circuit potential is determined by the presence of oxides/hydroxides on the electrode surface. The pyrrhotite addition reduces the quantum efficiency while the presence of arsenopyrite favors the photoelectrochemical yield of the electrodes. An increase of the amount of pyrrhotite produces a decrease in the value of the bandgap energy of the electrodes. The pyrite/pyrrhotite mixture, for any composition, favors the sulfur production in detriment of the sulfate one. At open circuit conditions, the mixture pyrite/arsenopyrite does not present any variation. The study of the deposition of silver ions showed that the contact with the metallic ions in solution does not produce significant morphologic modifications on the electrode surfaces. The metallic silver and the silver sulfide formed are incorporated in small grains spread along the surface. It was demonstrated that silver sulfide and elemental silver might be identified by the inspection of the voltammograms. In the electrodes constructed with mineral combinations the interactions with silver ions occur, specially, in the grains of pyrrhotite or arsenopyrite for all compositions. The silver concentration in solution plays an important role increasing the dissolution rate of the sulfides. The S2O32- and H2S consumption may intensify the dissolution rate of the minerals. The mixture pyrite-pyrrhotite improves the interactions with Ag+ ions, at open circuit, by producing more S2O32-/S for the chemical interactions and by increasing the electron concentration at the surface. On the other hand, the presence of arsenopyrite disfavors the interactions with silver as it reduces the number of charge carriers on the electrode surface. Moreover, the formation of arsenic sulfides limits the reduction of sulfur and the chemical interactions with ions in solution.

Neste trabalho é descrito o desenvolvimento de sistemas eletroquímicos (EQ) acoplados com a RMN de baixo e alto campo para análises in situ. Para a análise EQ-RMN de baixo campo, foi construído um sistema eletroquímico para ser utilizado tanto em um espectrômetro RMN-DT (B0= 0,23 T) quanto em um sensor unilateral (B0= 0,4 T). A platina foi utilizada como eletrodo de trabalho e contraeletrodo e um fio de prata como eletrodo de referência. A reação de eletrodeposição do cobre foi monitorada por meio do valor do tempo de relaxação transversal (T2), adquirido através da sequência de CPMG, em intervalos de 10 minutos durante a eletrólise, a potencial constante, no tempo de 3 horas. Ambas as análises, EQ-RMNDT e EQ-RMN Unilateral, apresentaram bom desempenho analítico. No entanto, foi observado que a análise de EQ-RMN Unilateral permitiu o monitoramento da reação eletroquímica com um volume detectável de amostra muito menor, em torno de 300 uL, do aquele para a RMN-DT (2,8 mL). O efeito do campo magnético (B0= 0,4 T) sobre o processo eletrolítico foi avaliado pela técnica de microscopia eletrônica de varredura (SEM). A análise SEM mostrou que o eletrodepósito de cobre obtido sob o efeito do campo apresenta uma morfologia rugosa. Para a análise in situ de EQRMN de alto campo, o sistema eletroquímico foi desenvolvido em um tubo de RMN de 10 mm de diâmetro, para ser utilizado em um espectrômetro de 9,4 T. A fibra de carbono foi o material mais adequado para ser utilizado como eletrodo de trabalho. A sequência de Precessão Livre no Estado Estacionário (SSFP, Steady State Free Precession), que não tem dependência do tempo de relaxação longitudinal T1, e permite a aquisição de centenas de espectros por segundo, foi utilizada para monitorar a eletrólise do 9-cloroantraceno por RMN de 13C. A célula EQ-RMN de alto campo construída possibilitou a aquisição de espectros de RMN de 1H e SSFP de 13C durante a eletrólise do 9-cloroantraceno. O Método da Diagonalizacão Filtrada (FDM, Filter Diagonalization Method) foi utilizado para processar sinais no domínio do tempo de SSFP 13C, para resolver os problemas de anomalia de fase e melhorar a resolução espectral. Os sistemas eletroquímicos construídos apresentaram um bom desempenho analítico para o interfaceamento com a RMN, e as metodologias empregadas propiciaram o monitoramento em tempo real de uma reação eletroquímica. / In this work it is described the development of electrochemical (EC) systems coupled to the Low and High-field NMR for in situ analysis. By low-field NMR-EC analysis, it was constructed an electrochemical system to be utilized both TD-NMR spectrometer (B0= 0.23 T) and unilateral sensor (B0= 0.4 T). Platinum was used as working electrode and counter electrode and a silver wire as reference electrode. The copper electrodeposition reaction was monitored by Carr-Purcell-Meiboom-Gill (CPMG) pulse sequence. The measurements of the transverse relaxation time (T2) were collected in the interval of 10 minutes during electrolysis, constant potential, in 3 hours time. Both in situ analyses, TD-NMR-EC and Unilateral NMR-EC, demonstrated good analytical performance. However, the Unilateral NMR-EC allowed the monitoring copper concentration during electrolysis using detectable volume much smaller, approximately 300 uL, than TD-NMR (2.8 mL). The magnetic field effect (B0= 0.4 T) on electrolytic process was available by scanning electron microscopy (SEM) technique. The SEM analysis showed copper electrodeposits obtained on the field effect observes a rough morphology. For the in situ high-field NMR-EC analysis, the electrochemical system was developed in a tube NMR of 10 mm diameter to be utilized 9.4 T spectrometer. Carbon fiber was the most appropriated material to be used as working electrode. The Steady-state free precession (SSFP) sequence that has no dependence on the longitudinal relaxation time T1, allows it to acquire up to hundreds of spectra per T1 value, it was utilized to monitor the electrolysis of 9-chlroanthracene for 13C NMR. The high-field NMR-EC cell constructed allowed the acquisition of the 1H NMR and 13C SSFP spectra during the electrolysis of 9-chlroanthracene. The Filter Diagonalization Method (FDM) was used to process signals in the time domain of 13C SSFP, to solve problems of phase anomalies and improve the spectra resolution. The electrochemical systems constructed showed good analytical performance for coupling with NMR and the methodologies employed provided of the monitoring in real time of the electrochemical reaction.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-07-02T12:27:46Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EstudoEletroquimicoLigas.pdf: 1652948 bytes, checksum: 2857942687fd00ec2396320050edd28d (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-07-03T13:28:35Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EstudoEletroquimicoLigas.pdf: 1652948 bytes, checksum: 2857942687fd00ec2396320050edd28d (MD5) / Made available in DSpace on 2014-07-03T13:28:35Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_EstudoEletroquimicoLigas.pdf: 1652948 bytes, checksum: 2857942687fd00ec2396320050edd28d (MD5) Previous issue date: 2012 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As ligas a base de alumínio-silício apresentam baixo peso específico, boa resistência mecânica e resistência à corrosão, têm sido amplamente utilizadas como substitutas de algumas ligas ferrosas na fabricação de peças em diversos segmentos industriais. Nesta pesquisa estudou-se o comportamento eletroquímico do alumínio e suas ligas alumínio-silício 0,3 e 0,7% em massa, em elétrólitos de ácido sulfúrico e ácido clorídrico, ambos a 0,1 mol/L. Os resultados das técnicas eletroquímicas mostraram que o Si provocou um deslocamento para valores mais positivos do potencial de corrosão, observou-se uma região de passividade nas curvas anódicas dos eletrodos em ácido sulfúrico, este fenômeno de passivação não ocorreu em ácido clorídrico. Os diagramas de Nyquist apresentaram dois arcos,um capacitivo na região de altas frequências, relacionado à formação da camada óxida e, um indutivo em baixas frequências, atribuído a adsorção de ânions na superfície metálica, as semelhanças nos diagramas mostram que os fenômenos eletroquímicos são idênticos e independentes da adição de Si. Os diagramas de impedância, também, mostraram menor resistência de polarização das ligas Al-Si. Considerando, apenas, os estudos eletroquímicos pode-se afirmar que os eletrodos não apresentaram diferenças relevantes entre si e a suscetibilidade a corrosão nestas soluções ácidas não implica em uma característica desfavorável a sua aplicação. / The alloys based on aluminum-silicon have low specific weight, good mechanical strength and corrosion resistance, have been widely used as substitutes for some ferrous alloys in manufacturing parts for various industries. In this research we studied the electrochemical behavior of aluminum and aluminum-silicon alloys 0.3 and 0.7% by mass in electrolytes sulfuric acid and hydrochloric acid, both at 0.1 mol/L. The results of electrochemical techniques showed that the Si caused a shift to more positive values corrosion potential was observed a region of passivity anodic curves of the electrodes in sulfuric acid, this phenomenon was not observed in hydrochloric acid. The Nyquist diagrams show two arcs, a capacitive region of high frequencies related to the formation of the layer oxidizes and an inductive at low frequencies attributed to adsorption of anions on the metal surface, the similarities in the diagrams show that the electrochemical phenomena are identical and independent addition of Si. The impedance diagrams also showed low polarization resistance of the alloys Al-Si. Considering only the electrochemical studies it can be stated that the electrodes did not show significant differences between themselves and susceptibility to corrosion in these acidic solutions does not imply a negative feature to your application.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-08-10T14:43:56Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstudoEletrocatalisadoresPtru.pdf: 2342308 bytes, checksum: 03dd98ab46ac9679181fff4f0340f1e3 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-08-25T13:52:14Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstudoEletrocatalisadoresPtru.pdf: 2342308 bytes, checksum: 03dd98ab46ac9679181fff4f0340f1e3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-25T13:52:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_EstudoEletrocatalisadoresPtru.pdf: 2342308 bytes, checksum: 03dd98ab46ac9679181fff4f0340f1e3 (MD5) Previous issue date: 2016-01-25 / Eletrocatalisadores de PtRu, PtRuRh e PtRuPd suportados em carbono tem sido amplamente estudado para a eletro-oxidação de metanol e etanol. Dentre as diferentes possibilidades de preparo destes eletrocatalisadores está o método de redução por borohidreto de sódio. Para que a atividade catalítica seja otimizada, é necessário que o eletrocatalisador esteja distribuído uniformemente. Uma das possibilidades é o uso de sais precursores complexos, inclusive aqueles com ligante amina. O objetivo deste trabalho, foi verificar a influência da adição de uma solução de hidróxido de amônio (NH4OH) à solução dos precursores. Os eletrocatalisadores foram caracterizados fisicamente por Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Espectroscopia de Energia Dispersiva de Raios-X (EDX) e Difração de Raios-X (DRX). Para a caraterização eletroquímica, as técnicas de Voltametria Cíclica e Cronoamperometria foram utilizadas. Os resultados de EDX mostraram que as composições dos eletrocatalisadores ficaram muito próximas da composição nominal. O tamanho de cristalito e o parâmetro de rede obtidos por DRX apresentaram modificações com a alteração do método. Os resultados de MET mostram a distribuição mais homogênea de partículas nos eletrocatalisadores preparados com a adição de solução de NH4OH 4 mol.L-1 embora isto não seja determinante na atividade eletrocatalítica. Nos testes eletroquímicos, as correntes foram normalizadas pela carga de eletro-oxidação de uma monocamada de CO e pela atividade da massa de platina e desta forma comparadas. Os resultados de Voltametria Cíclica e Cronoamperometria mostraram diferentes atividades para a eletro-oxidação de metanol e etanol. Os resultados de DEMS para os eletrocatalisadores trimetálicos de PtRuRh e PtRuPd mostraram diferentes quantidades de produtos voláteis e desta forma foi possível estabelecer a ordem de atividade para estes eletrocatalisadores. / PtRu, PtRuRh and PtRuPd electrocatalysts supported on carbon has been widely studied for electro-oxidation of methanol and ethanol. Among different possibilities of preparing these electrocatalysts is the method of reducing with sodium borohydride. For the catalytic activity is optimized, it is necessary that the electrocatalyst is distributed evenly. One possibility is the use of complex precursor salts, including those with amine linker. In this work, we tried to assess the effect of adding an ammonium hydroxide solution (NH4OH) the solution of precursors. The electrocatalysts were characterized physically by Transmission Electron Microscopy (TEM), Energy Dispersive X-ray (EDX) and X-ray diffraction (XRD). For the electrochemical characterization, the techniques of chronoamperometry and cyclic voltammetry were used. The results of EDX showed that the compositions of the electrocatalysts were very close to the nominal composition. The crystallite size and the lattice parameter obtained by XRD showed changes with the change of the method. The TEM results show a homogeneous distribution more particle on electrocatalysts preparations with the addition of NH4OH solution 4 mol L-1 although this is not be determinant in electrocatalytic activity. Nos electrochemical testicles, as chains were for standard electro-oxidation of CO and load monolayer for the mass activity and compared this way. The cyclic voltammetry and chronoamperometry results showed different activities paragraph an electro-oxidation of methanol and ethanol. The results of DEMS electrocatalysts trimetallic of PtRuRh and PtRuPd showed different amounts of products and volatile. This way possible and establish an activity order these electrocatalysts.

O processo de deposição de uma fina camada de zinco sobre o aço carbono por imersão a quente e posterior tratamento térmico gera como produto o aço galvannealed. O baixo custo do zinco e o fácil processo de aplicação faz com que o maior consumo deste metal seja aplicado na proteção da superfície do aço carbono de um meio agressivo a que ele esteja exposto. Esta camada de zinco não pode ser muito espessa, pois limita a soldabilidade, dificulta o acabamento após pintura e limita a aderência de tintas à superfície. Essa condição da fina espessura da camada de zinco depositada sobre o aço carbono torna necessário o desenvolvimento de revestimentos com espessuras menores, com melhores propriedades de dureza, ductilidade e resistência à corrosão mais elevada. Sendo assim, a superfície de zinco tem de ser pré tratada com a fosfatização e cromatização antes que as tintas possam ser devidamente aplicadas. No entanto, estes processos de pré-tratamento vêm sendo questionados devido à sua toxidade e agressividade ao meio ambiente, levando o seu uso a ser menos frequente por meio do desenvolvimento de novos processos e compostos. Alguns destes compostos estudados são os inibidores de corrosão à base de silanóis, cujo desenvolvimento e aplicação busca a baixa toxicidade, a exigência de serem ecologicamente corretos e a alta eficiência. Quando exposto em meios ácidos, o processo de corrosão para o aço galvannealed pode ser acentuado e dessa maneira, o uso de soluções aquosas de silanos organofuncionais hidrolisados em pH ácido vem sendo promissor como promotores de aderência e como inibidores de corrosão. O número de estudos publicados para o uso de silanóis adicionados diretamente no meio agressivo para a formação de filmes adsorvidos no metal protegendo-o contra a corrosão ainda é baixo, devido seu caráter inovador. Neste estudo, caracterizou-se o uso do sulfossilanol obtido a partir da hidrólise em meio ácido (pH 4,0) do silano NXT (3 - octanoiltio - 1 - propiltrietoxisilano) como inibidor de corrosão para o aço galvannealed, zinco puro e aço carbono em meio ácido (pH 5,0) de NaCl 0,1 mol L-1. Escolheu-se o zinco puro e o aço carbono para estudo pois seus átomos de zinco e ferro são constituintes da liga Fe-Zn do aço galvannealed, de maneira a se observar a adsorção do sulfossilanol em diferentes superfícies. Por meio de técnicas eletroquímicas como a técnica de varredura por eletrodo vibratório (SVET), espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE), curvas de polarização, medida da resistência de polarização linear (Rp) foi possível verificar que o sulfossilanol estudado atua como inibidor de corrosão para o aço galvannealed, se mostrando promissor para o zinco. Através deste estudo verificou-se que o inibidor de corrosão em questão atuou principalmente na inibição das regiões ricas em zinco, já que a avaliação isolada dos metais constituintes do aço galvannealed mostrou melhores resultados para o zinco do que para o ferro. A partir disto, estudou-se por meio de técnicas eletroquímicas em meio ácido (pH 5,0) de NaCl 0,1 mol L-1, outro inibidor de corrosão clássico para aço carbono contendo também o enxofre em sua molécula, o 2 - mercaptobenzotiazol (MBT) com o intuito de comparar a eficiência da inibição da corrosão para o aço galvannealed com um inibidor clássico para ferro e o sulfossilanol, já que o aço galvannealed possui áreas ricas em ferro. O estudo evidenciou que tanto o sulfossilanol, como o MBT são bons inibidores para o aço galvannealed, sendo o sulfossilanol um excelente inibidor para zinco e o MBT um excelente inibidor para o ferro. / The process of deposition of a thin layer of zinc on carbon steel by hot immersion and subsequent heat treatment generates as product the galvannealed steel. The low cost of zinc and the easy application process leads to high consumption of this metal for carbon steel surface protection from an aggressive medium. This layer of zinc cannot be too thick because it limits the weldability, hinders the finish after painting and limits the adhesion of paints to the surface. This condition of the thin thickness of the zinc layer deposited on the carbon steel requires the development of coatings having smaller thicknesses with better hardness, ductility and higher corrosion resistance properties. Thus, the zinc surface must be pre-treated with the phosphatization and chromatization before painting. However, these pretreatments processes have been questioned because of their toxicity and aggressiveness to the environment, making their use less frequent with the development of new processes and compounds. Some of these compounds studied are silane-based corrosion inhibitors, whose development and application seek the low toxicity, the requirement of being environmentally correct and the high corrosion inhibition efficiency. When exposed in acidic media, the corrosion process for galvannealed steel can be accentuated and, in this way, the use of aqueous solutions of hydrolyzed organofunctional silanes has been promising as adhesion promoters and as corrosion inhibitors. The number of published studies for the use of sulfur silanol added directly in the aggressive medium for the formation of adsorbed films in the metal protecting it against corrosion is still low due to its novelty. In this study, the use of the sulfur silanol obtained from acid hydrolysis (pH 4.0) of NXT (3-Octanoylthio-1 propyltriethoxysilane) silane as a corrosion inhibitor for galvannealed steel, metallic zinc and carbon steel (pH 5.0) in 0.1 mol L-1 NaCl. Zinc and carbon steel were also chosen for this study because they are constituents of the Fe-Zn alloy phases present in galvannealed steel. By means of electrochemical techniques such as the scanning vibrating electrode (SVET), electrochemical impedance spectroscopy (EIS), polarization curves and linear polarization resistance (Rp) measurements, it was possible to verify that the evaluated sulfur silanol acts as a corrosion inhibitor for galvannealed steel. In this study, it was also verified that the corrosion inhibitor in question acted mainly in the inhibition of zinc rich regions or phases, since the isolated study of the constituent metals of the galvannealed steel showed better results for pure zinc than for iron. From this, it was studied by means of electrochemical techniques in acidic environment (pH 5,0) of 0,1 mol L-1 NaCl, another classic corrosion inhibitor for carbon steel also containing the sulfur in its molecule, 2 - mercaptobenzothiazole (MBT) in order to compare the corrosion inhibition efficiency for galvannealed steel with a classical inhibitor for iron and sulfur silanol, since galvannealed steel has iron rich areas. The study showed that both sulfur silanol and MBT are good inhibitors for galvannealed steel, with sulfur silanol being an excellent inhibitor for zinc and MBT being an excellent inhibitor for iron.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-07-11T15:58:30Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_TecnicasVoltametricasEletrodo.pdf: 2027355 bytes, checksum: e135aee9ec99391120964ea1e7c406f9 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-07-18T14:26:49Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_TecnicasVoltametricasEletrodo.pdf: 2027355 bytes, checksum: e135aee9ec99391120964ea1e7c406f9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-18T14:26:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_TecnicasVoltametricasEletrodo.pdf: 2027355 bytes, checksum: e135aee9ec99391120964ea1e7c406f9 (MD5) Previous issue date: 2016-08-19 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / PETROBRAS - Petróleo Brasileiro S.A. / Este estudo apresenta o desenvolvimento de métodos eletroquímicos alternativos para a determinação de Mg2+ e Ca2+ através da técnica voltametria adsortiva de redissolução (VAdR) com varredura anódica. O eletrodo de filme de bismuto modificado com o Negro de Eriocromo – T (EBT) foi usado para modificação do eletrodo na determinação de Mg2+ no modo diferencial de pulso (DPAdSV), enquanto o EDTA foi usado para a determinação de Ca2+, no modo onda quadrada (SWAdSV). A determinação de Mg2+ foi realizada usando-se tampão acetato (0,1 mol L-1) em pH= 4,5, como eletrólito suporte e EBT 1,0 x 10-3 mol L-1 como ligante. Foram feitas adições sucessivas de alíquotas da solução estoque de Mg2+ 1,0 x 10-3 mol L-1 para que o íon fosse pré-concentrado na superfície do sensor, sob as seguintes condições voltamétricas otimizadas: potencial de deposição (Edep) = -1,0 V; tempo de pré – concentração (tpré) = 120 s; velocidade de varredura (v) = 0,050 V s-1; amplitude de pulso (Amp) = 0,1 V. O complexo formado Mg2+EBT apresentou um pico de corrente em aproximadamente - 0,6 V. A determinação de Ca2+ foi feita utilizando-se tampão amônio (0,01 mol L-1) em pH 9,4, como eletrólito suporte e EDTA 1,0 x 10-2 mol L-1 como ligante, nas seguintes condições otimizadas: potencial de deposição (Edep) = -1,0 V; tempo de pré-concentração (tpré) = 90 s; frequência (Freq.) = 15 Hz; amplitude = 0,075V e Step E) =0,004V. O complexo formado Ca2+EDTA apresentou um pico de corrente em aproximadamente - 0,2 V. Os resultantes foram concordantes, estatisticamente, considerando o teste- t para um nível de confiança de 95%. Os níveis de CV foram menores de 11,0% (Mg2+ e Ca2+), as recuperações ficaram na faixa de 95,0 – 108,0% (Mg2+) e 97,8 – 105,0% (Ca2+) e os valores de limites de detecção foram de 1,05 x 10-6 mol L-1 (Mg2+) e de 2,8 x 10-7 mol L-1 (Ca2+), e de quantificação 3,51 x 10-6 mol L-1 (Mg2+) e 9,46 x 10-7 mol L-1 (Ca2+) para as amostras analisadas, mostrando boa exatidão e sensibilidade do método proposto. Os valores obtidos para as amostras analisadas variaram de 1,47 x 10-5 ± 1,28 x 10-6 mol L-1 (Mg2+) e 5,57 x 10-6 ± 3,77 x 10-7 mol L-1 (Ca2+) nas amostras de biodiesel. A determinação de metais como Ca2+ e Mg2+ por técnicas eletroquímicas com eletrodos quimicamente modificados, tem como principais vantagens sua detectibilidade e a seletividade. / This study presents the development of alternative electrochemical methods for the determination of Mg2+ and Ca2+ through voltammetry technique of adsorptive stripping voltammetry (VAdR) with anodic scan. Bismuth film electrode modified with eriochrome black-T (EBT) was used for modification of the electrode in the determination of Mg2+ in the pulse differential mode (DPAdSV), while EDTA has been used for determination of Ca2+ in wave mode square (SWAdSV). The determination of Mg2+ was performed using acetate buffer (0.1 mol L-1) at pH = 4.5, EBT as supporting electrolyte and 1.0 x 10-3 mol L-1 as a binder. Successive additions of aliquots of the stock solution were made Mg2+ 1.0 x 10-3 mol L-1 so that the ion was pre-concentrated on the sensor surface under the following conditions optimized voltammetric: deposition potential (EDEP) = - 1.0 V; Pre time - concentration (Tpre) = 120 s; scan speed (v) = 0.050 V s-1; pulse amplitude (Amp) = 0.1 V. The complex formed Mg2+ EBT showed a peak current of about - 0.6 V. The determination of Ca2+ was made using ammonium buffer (0.01 mol L-1) at pH 9.4, as supporting electrolyte and EDTA 1.0 x 10-2 mol L-1 as a binder under the following optimum conditions: deposition potential (EDEP) = -1.0 V; preconcentration time (Tpre) = 90 sec; frequency (freq.) = 15 Hz; width = 0,075V and Step E) = 0.004 V. The complex formed Ca2+ EDTA showed a peak current of approximately - 0.2 V. The result was consistent statistically considering t -test for a 95% confidence level. The levels were lower CV of 11.0% (Mg2+ and Ca2+), recoveries were in the range 95.0 to 108.0% (Mg2+) and from 97.8 to 105.0% (Ca2+) and the values of detection limits were 1.05 x 10-6 mol L-1 (Mg2+) and 2.8 x 10-7 mol L-1 (Ca2+), and quantitation 3.51 x 10-6 mol L-1 (Mg2+) and 9.46 x 10-7 mol L-1 (Ca2+) for the samples analyzed, showing good accuracy and sensitivity of the proposed method. The values obtained for the samples ranged from 1.47 x 10-5 ± 1.28 x 10-6 mol L-1 (Mg2+) and 5.57 x 10-6 ± 3.77 x 10-7 mol L-1 (Ca2+) on samples of biodiesel. The determination of metals such as Ca2+ and Mg2+ by electrochemical techniques with chemically modified electrodes has as main advantages its detectability and the selectivity.