Orientador: Antonio Gomes Trigueiros / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica "Gleb Wataghin" / Made available in DSpace on 2018-07-24T08:43:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TamarizLuna_FernandoRemigio_D.pdf: 5398666 bytes, checksum: fe214829c319e44de808647e6e77588c (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Esse trabalho de tese versa sobre O estudo detalhado dos espetros atômicos de emissão do gás nobre xenônio e dos íons atômicos do rubídio, que pertence aos metais alcalinos, usando como fonte espectral um theta-pinch combinado com um vaporizador de metais. Também, é feita uma revisão do espectro do silício nove vezes ionizado, Si X, determinando-se por um método semiempírico os parâmetros atômicos, forças de osciladores ponderadas e tempos de vida para esse íon. Para a análise da estrutura atômica usamos o código computacional desenvolvido pelo prof. R. O. Cowan, nos cálculos multiconfiguracionais de Hartree-Fock. Para o xenônio seis vezes ionizado (Xe VII) 27 novas transições são classificadas, e 11 novos níveis de energia são determinados. As configurações que foram estudadas são: 5p2, 5p5d e 5s5d. O estudo do átomo do rubídio foi dividido em várias etapas. Inicia-se com uma revisão completa da lista de dados experimentais observados por diferentes autores para o espectro do rubídio neutro ( Rb I) , para depois construirmos uma lista completa de comprimentos de onda e níveis de energia de interesse para espectroscopia, estudo de materiais e medicina. Para a análise do espectro de rubídio cinco vezes ionizado ( Rb VI ) usamos as seqüências isoeletrônicas do Ge I e o código computacional de Cowan, encontrando-se um total de 11 transições prováveis originadas da configuração excitada 4s24p4d para a configuração fundamental 4s24p2. É realizado um estudo preliminar dos diferentes íons de rubídio, observando resultados de comprimentos de onda compatíveis com as publicações de vários autores, dando assim credito a nosso trabalho. Depois da classificação para os íons observados de Rb III té Rb VIII, foram achados 246 transições que são listadas numa tabela. Realizamos o cálculo das forças de osciladores ponderadas ( gf) para 123 transições e os tempos de vida para 70 níveis de energia do espectro do Si X / Abstract: This thesis is devoted to a detailed study of the emission atomic spectra of the rare gas Xenon and the alkaline metal Rubidium, using a theta-pinch as a spectral source. A revision of nine times ionized Silicon spectrum, Si X, is also done. In order to analyse the atomic structure we use the computational code developed by Prof. R. D. Cowan, for the Hartree-Fock multiconfigurational calculations. For the six times ionised Xenon ( Xe VII) 27 new transitions are classified and 11 new energy levels are determined. The studied configurations are: 5p2, 5p5d e 5s5d. The study of Rubidium atom was divided in several steps. A complete revision of experimental data observed by different authors, for the case of neutral Rubidium ( Rb I) was started. A complete list of wavelengths and energy levels, of interest for spectroscopy, material sciences and medical studies, is constructed. In order to analyse the five times ionized Rubidium spectrum ( Rb VI ) , we used the isoeletronic sequence of Ge I and the computational code, finding a total of 11 probably transitions originated from the 4s24p4d excited configuration to the fundamental configuration 4s24p2 .A preliminary study of different Rubidium atomic is, done by looking for wavelengths compatible with published data of several authors, giving in such way credibility to our work. After classification, for the observed Rb III to Rb VIII ions, 246 transitions are reported in a table. We also did the calculation of weighted oscillator strengths ( gf) for 123 transitions and the lifetimes for 70 energy levels of Si X spectrum / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Gustavo Rocha de Castro / Banca: Maria del Pilar Taboada Sotomayor / Banca: Pedro de Magalhaes Padilha / Banca: Rafael Arromba de Sousa / Banca: José Augusto da Col / Resumo: A demanda por novos sistemas de nebulização e/ou introdução de amostras mais flexíveis e, preferencialmente, de baixo fluxo com aproveitamento total da solução em espectrometria atômica surge em decorrência da necessidade de desenvolvimento de novas interfaces para a hifenação com técnicas cromatográficas, a qual está sendo empregada em estudos de especiação química em que se tem pouca disponibilidade de amostras e necessidade de incremento da sensibilidade. Além disso, existe a possibilidade de criação de novas configurações de instrumentos portáteis, redução de custos e menor geração de descartes e efluentes. Neste contexto, foram estudados dois novos sistemas de introdução de amostras: nebulização eletrônica por malha oscilante e a geração fotoquímica de vapores. Nebulizadores de malha oscilante são dispositivos eletrônicos de geração de aerossol desenvolvidos para administração de fármacos específicos para doentes de fibrose cística dos pulmões. Trata-se de um dispositivo portátil, silencioso, sem a necessidade de gás para a geração do aerossol, produzindo um aerossol formado por gotículas de distribuição uniforme (monomodal) com tamanho de partículas de 3 µm. Não há relatos na literatura que, empregando estes sistemas em espectrometria atômica, haveria um grande potencial de abertura de um novo campo de estudos. Verificou-se que nebulizadores eletrônicos permitem que sejam promovidas determinações multielementares empregando apenas 100µL de solução da amostra com grande ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The need for new systems for nebulization and / or introduction of more flexible and preferably low flow samples with full use of the solution in atomic spectrometry arises through the need to develop new interfaces for the hyphenation with chromatographic techniques, which is being used in studies of chemical speciation in which there is little availability of samples and need for increased sensitivity. In addition, there is the possibility of creating new configurations of portable instruments, reducing costs and less generation of discards and effluents. In this context, two new systems of sample introduction were studied: electronic nebulization by vibrating mesh membrane and the photochemical generation of vapors. Vibrating mesh membrane nebulizers are electronic aerosol generation devices developed for administration of specific drugs to cystic fibrosis patients of the lungs. It is a portable, quiet device without the need for gas to generate the aerosol, producing an aerosol formed by uniformly distributed (monomodal) droplets with a particle size of 3 μm. There are no reports in the literature that, employing these systems in atomic spectrometry, there would be great potential for opening up a new field of study. It was verified that electronic nebulizers allow multielement determinations to be promoted employing only 100μL of sample solution with great increase of sensitivity, being able to vary between 10 until 200 times, depending on the element and wavelength. The... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Entre os inibidores de corrosão clássicos que já são utilizados na indústria do petróleo, foram estudadas a imidazolina oleica e a quaternária através de técnicas eletroquímicas, gravimétrica e analíticas, para avaliar a eficiência de inibição e como esses inibidores atuam em meio ácido. O meio agressivo foi uma solução de NaCl 3,5% em massa acidificada com ácido clorídrico até atingir um pH=2 com o objetivo de simular o ambiente de extração petrolífera. O substrato empregado foi o aço carbono 1020. As técnicas eletroquímicas utilizadas foram: monitoramento do potencial de circuito aberto, medidas de resistência de polarização linear, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE ) e curvas de polarização. Os valores das componentes real e imaginária de impedância indicam uma resistência maior aos processos de transferência de carga com o aumento da concentração dos inibidores e os Diagramas de Bode de ângulo de fase, revelaram a presença de uma camada de inibidor adsorvida sobre o metal com uma constante de tempo em altas frequências observada para a imidazolina oleica e quaternária. Para a imidazolina quaternária, verificou-se que só para tempos maiores de imersão é que o filme se adsorve de forma eficiente demonstrando uma cinética mais lenta de adsorção. Nos ensaios gravimétricos, os resultados de taxa de corrosão em m/ano foram decrescentes com o tempo após período de imersão de 30 dias, para ambas as imidazolinas. O uso das técnicas analíticas foi necessário a fim de se compreender melhor o comportamento das imidazolinas sobre o aço no meio estudado. Os resultados da análise de íons férricos em solução, por emissão atômica, foram obtidos durante várias amostragens durante o período do ensaio de perda de massa, e foi possível verificar um processo de inibição da corrosão até doze dias de imersão do metal, depois disto ocorre um disparo na quantidade de ferro liberado em solução, sugerindo que pode estar ocorrendo uma degradação do inibidor após 12 dias de imersão. Para esclarecer esse ponto, análises por espectroscopia Raman dos produtos de fundo formados durante os ensaios de perda de massa indicaramm que a degradação pode realmente estar ocorrendo. Foi confirmado, também por espectroscopia Raman sobre a superfície do aço após imersão prévia em solução contendo a imidazolina oleica, que há uma película adsorvida que protege o metal do meio agressivo. Técnica de microscopia eletrônica de varredura foi utilizada para caracterizar os corpos de prova na ausência e presença do inibidor, depois dos ensaios eletroquímicos e foi possível caracterizar, através dessa técnica a maior eficiência inibidora do filme de imidazolina quaternária. Dois tipos de nanoconatiners foram avaliados para o encapsulamento das duas imidazolinas estudadas: nanocontainers a base do argilomineral haloiista e sílica mesoporosa tipo SBA 15. Resultados de impedância eletroquímica mostraram a liberação dos inibidores de corrosão encapsulados com o tempo de imersão. Análise na região do infravermelho por sonda de fibra ótica foi utilizada para comprovar química e qualitativamente a liberação do inibidor a partir dos nanorreservatórios, no meio agressivo. / Among the traditional corrosion inhibitors which are already used in Oil and Gas industry, it oleic and quaternary imidazolines have been studied with electrochemical, gravimetric and analytical techniques to assess the inhibition efficiency and the inhibiting action in acidic medium. The aggressive medium was a 3.5% w/w NaCl solution acidified with hydrochloric acid to pH = 2 in order to simulate oil extraction environment. The metallic substrate used was a mild carbon steel. The electrochemical techniques used were open circuit potential monitoring the, linear polarization measurements, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and polarization curves. The real and imaginary components values of impedance indicated greater resistance to charge transfer processes with increasing inhibitor concentration and phase angle Bode diagrams o showed the presence of adsorbed inhibitor on the metal surface with a time constant at high frequencies observed for oleic and quaternary imidazolines. For quaternary imidazoline, it was found that only after long time of immersion the film adsorbs effectively, showing slower adsorption kinetics. In weight loss tests, the corrosion rate results decreased with time for both inhibitors. The use of analytical techniques helped to have a better understanding of both imidazolines behavior. The analysis of ferric ions in the solution by atomic emission were obtained for several electrolyte samples withdrawn during weight lost test period; it was possible to verify a efficient corrosion inhibition of carbon steel till twelve days of immersion and after that an increase on the iron release to the solution occurs , suggesting that it might be experiencing inhibitor degradation after twelve days of immersion. To clarify this point, Raman spectroscopy analysis of the sediment formed during the weight loss tests was performed and the results indicated that the degradation may actually be occurring. It was confirmed also by Raman spectroscopy analysis performed on steel surface after previous immersion in solution containing oleic imidazoline, which has adsorbed as a film which protects the metal against aggressive medium. Scanning electron microscopy was used to characterize the substrate surface morphology in the absence and presence of inhibitors after electrochemical tests. The technique has proven the presence of a persistent adsorbed quaternary imidazoline film . Two types of nanoconatiners were evaluated: halloysite clay nanocontainers and SBA-15 mesoporous silica. Electrochemical evaluation of the release of the encapsulated corrosion inhibitors was proven. IR probe technique was used to confirm chemical and quantitatively the release of the encapsulated inhibitor in the electrolyte.

Entre os inibidores de corrosão clássicos que já são utilizados na indústria do petróleo, foram estudadas a imidazolina oleica e a quaternária através de técnicas eletroquímicas, gravimétrica e analíticas, para avaliar a eficiência de inibição e como esses inibidores atuam em meio ácido. O meio agressivo foi uma solução de NaCl 3,5% em massa acidificada com ácido clorídrico até atingir um pH=2 com o objetivo de simular o ambiente de extração petrolífera. O substrato empregado foi o aço carbono 1020. As técnicas eletroquímicas utilizadas foram: monitoramento do potencial de circuito aberto, medidas de resistência de polarização linear, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE ) e curvas de polarização. Os valores das componentes real e imaginária de impedância indicam uma resistência maior aos processos de transferência de carga com o aumento da concentração dos inibidores e os Diagramas de Bode de ângulo de fase, revelaram a presença de uma camada de inibidor adsorvida sobre o metal com uma constante de tempo em altas frequências observada para a imidazolina oleica e quaternária. Para a imidazolina quaternária, verificou-se que só para tempos maiores de imersão é que o filme se adsorve de forma eficiente demonstrando uma cinética mais lenta de adsorção. Nos ensaios gravimétricos, os resultados de taxa de corrosão em m/ano foram decrescentes com o tempo após período de imersão de 30 dias, para ambas as imidazolinas. O uso das técnicas analíticas foi necessário a fim de se compreender melhor o comportamento das imidazolinas sobre o aço no meio estudado. Os resultados da análise de íons férricos em solução, por emissão atômica, foram obtidos durante várias amostragens durante o período do ensaio de perda de massa, e foi possível verificar um processo de inibição da corrosão até doze dias de imersão do metal, depois disto ocorre um disparo na quantidade de ferro liberado em solução, sugerindo que pode estar ocorrendo uma degradação do inibidor após 12 dias de imersão. Para esclarecer esse ponto, análises por espectroscopia Raman dos produtos de fundo formados durante os ensaios de perda de massa indicaramm que a degradação pode realmente estar ocorrendo. Foi confirmado, também por espectroscopia Raman sobre a superfície do aço após imersão prévia em solução contendo a imidazolina oleica, que há uma película adsorvida que protege o metal do meio agressivo. Técnica de microscopia eletrônica de varredura foi utilizada para caracterizar os corpos de prova na ausência e presença do inibidor, depois dos ensaios eletroquímicos e foi possível caracterizar, através dessa técnica a maior eficiência inibidora do filme de imidazolina quaternária. Dois tipos de nanoconatiners foram avaliados para o encapsulamento das duas imidazolinas estudadas: nanocontainers a base do argilomineral haloiista e sílica mesoporosa tipo SBA 15. Resultados de impedância eletroquímica mostraram a liberação dos inibidores de corrosão encapsulados com o tempo de imersão. Análise na região do infravermelho por sonda de fibra ótica foi utilizada para comprovar química e qualitativamente a liberação do inibidor a partir dos nanorreservatórios, no meio agressivo. / Among the traditional corrosion inhibitors which are already used in Oil and Gas industry, it oleic and quaternary imidazolines have been studied with electrochemical, gravimetric and analytical techniques to assess the inhibition efficiency and the inhibiting action in acidic medium. The aggressive medium was a 3.5% w/w NaCl solution acidified with hydrochloric acid to pH = 2 in order to simulate oil extraction environment. The metallic substrate used was a mild carbon steel. The electrochemical techniques used were open circuit potential monitoring the, linear polarization measurements, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and polarization curves. The real and imaginary components values of impedance indicated greater resistance to charge transfer processes with increasing inhibitor concentration and phase angle Bode diagrams o showed the presence of adsorbed inhibitor on the metal surface with a time constant at high frequencies observed for oleic and quaternary imidazolines. For quaternary imidazoline, it was found that only after long time of immersion the film adsorbs effectively, showing slower adsorption kinetics. In weight loss tests, the corrosion rate results decreased with time for both inhibitors. The use of analytical techniques helped to have a better understanding of both imidazolines behavior. The analysis of ferric ions in the solution by atomic emission were obtained for several electrolyte samples withdrawn during weight lost test period; it was possible to verify a efficient corrosion inhibition of carbon steel till twelve days of immersion and after that an increase on the iron release to the solution occurs , suggesting that it might be experiencing inhibitor degradation after twelve days of immersion. To clarify this point, Raman spectroscopy analysis of the sediment formed during the weight loss tests was performed and the results indicated that the degradation may actually be occurring. It was confirmed also by Raman spectroscopy analysis performed on steel surface after previous immersion in solution containing oleic imidazoline, which has adsorbed as a film which protects the metal against aggressive medium. Scanning electron microscopy was used to characterize the substrate surface morphology in the absence and presence of inhibitors after electrochemical tests. The technique has proven the presence of a persistent adsorbed quaternary imidazoline film . Two types of nanoconatiners were evaluated: halloysite clay nanocontainers and SBA-15 mesoporous silica. Electrochemical evaluation of the release of the encapsulated corrosion inhibitors was proven. IR probe technique was used to confirm chemical and quantitatively the release of the encapsulated inhibitor in the electrolyte.

Várias ligas de Al em cavacos, com diferentes granulometrias foram dissolvidas de modo convencional, com ataque por água régia. Este tipo de decomposição resulta, muitas vezes, em resíduos sólidos, cujas quantidades dependem dos teores de silício. A fim de se comparar os resultados, procedeuse, com esses resíduos, de dois modos distintos: ou foram desprezados ou foram decompostos com ácido fluorídrico, eliminando-se o silício, dissolvendo-se o restante com ácido nítrico e agrupando-o à primeira solução para a determinação de Fe, Cu, Mn, Mg, Cr, Ni, Zn, Pb, Sn, Ti e Zr por ICP-OES. Foi avaliada a influência de quantidades crescentes de Al na determinação destes elementos e, também, a provável interferência espectral de Cu na determinação do Zn (com e sem separação eletrolítica de Cu). A dissolução eletrolítica de ligas de alumínio em cavacos foi estudada pressionando-os contra um eletrodo de platina para que se comportassem como se fossem o próprio ânodo e a eletrólise ocorresse. Uma célula foi construída utilizando-se um tubo (corpo de seringa de 2,5 mL) com perfurações ao redor da base aberta, onde foi colocada uma malha sintética (perlon) no fundo e, sobre esta, a amostra. Na parte superior foi introduzido um pequeno tarugo de acrílico com um fio de platina passando pelo seu interior e com um orifício por onde passava o fluxo (4,5 mL min.-1) da solução eletrolítica (ácido nítrico diluído). Na extremidade inferior, prendeu-se, com o fio, uma plaquinha, também de platina, que pressionava a amostra. A solução saía pelos orifícios inferiores para um béquer de onde era recirculada e onde estava colocado o cátodo, um fio de Pt (de forma de losango), sendo novamente captada e introduzida na parte superior do tarugo do ânodo. Com esse circuito, foram obtidos bons resultados utilizando-se ácido nítrico 1 mol L-1, corrente de 0,6A e tempo de eletrólise de 10 minutos. Sendo a dissolução parcial, é necessário que se conheçam as porcentagens dos elementos por dissolução ácida total de uma liga de composição similar ou por um material de referência certificado. Normalizaram-se os dados pelas porcentagens conhecidas dos constituintes das ligas. Compararam-se os cálculos feitos dos seguintes modos: 1-) pela razão entre a concentração do elemento com a do Al, também determinada; 2-) pela a razão entre a concentração do elemento com a soma das concentrações de todos os elementos determinados, inclusive o Al; 3-) pela razão entre a concentração do elemento e a soma das concentrações só dos outros elementos, sem o Al. O desvio padrão e o erro relativo para os elementos Fe, Cu, Mg, Ni e Cr, quando em teores > 0,1%, foram < 10%; para teores de Zn < 0,2%, foram menores de 10% e para teor de 4,8% foram < 15%. Já para o Mn, quando em teor > 0,2% foram <10% (exceto para a liga B.C.S.268/1). O desvio padrão relativo para o Zr, com teor ao redor de 0,002% foi <10%. Os resultados para o elemento Pb nas ligas B.C.S. 216/1 e 380 tiveram desvio padrão e erro relativo <10%, mas o mesmo não ocorreu na liga B.C.S. 268/1. O elemento Sn apresentou resultados piores, ao redor de 20%. O elemento Ti só deu bons resultados quando em teor de cerca de 0,2%. Para estas determinações foram avaliadas as dissoluções químicas dos metais nas ligas pelo ácido nítrico em diferentes concentrações e temperaturas. Além disso, foram avaliadas duas outras células para a verificação da possibilidade de dissolução eletrolítica das ligas de Al on-line com a determinação por ICP-OES. / Several aluminum alloys with different chips size were dissolved using aqua regia (HCl:HNO3,3:1). The residues of the dissolution procedure were either rejected or used in silicon volatilization with hydrofluoric acid before determination of Fe, Cu, Mn, Mg, Cr, Ni, Zn, Pb, Sn, Ti and Zr by ICP-OES. The influence caused by crescent amounts of aluminum in the determination of other elements and the probable spectral interference by Cu in determination of Zn (with or without electrolytic separation of Cu) was evaluated. The electrolytic dissolution of aluminum alloys was performed by pressing chips against a platinum electrode for the electrolysis to occur, so that way the chips behaved as the anode. A tube (body of syringe of 2.5mL) with perforations around the open base was used to contain the sample and Pt electrode. The alloy was placed on synthetic wool (perlon) in this tube. An acrylic dowel with a platinum wire across its interior was fixed in the superior part a tube with Teflon film, with an orifice through which the electrolytic solution flowed (HNO3 1 mol L-1; 4.5mL min-1). A platinum dish was fixed at the inferior extremity of the platinum wire to press the sample. The solution came out through the inferior orifices of the tube to a flask, from where it was again captured (with a peristaltic pump) to go into the superior part of the tube. In this flask, a Pt wire cathode was also placed. A current of 0,6A and ten minutes of electrolysis provided good results. Due to the partial dissolution, the knowledge of percentages of previous elements analyzed after total dissolution, or using certified reference material are necessary. The results were normalized by known percentages. The calculations were made by: 1-) the ratio between the concentration of the element determind, with the determined concentration of aluminum; 2-) the ratio between concentration of the element and the sum of the concentrations of the elements determined, including Al; 3-) the ratio between the concentration of element and the sum of the concentrations of the elements determined, without the aluminum. The relative standard deviations and accuracy were <10% for the elements Fe, Cu, Mg, Ni and Cr when the concentrations were >0.1%; for the Zn were 15%, when the concentration >0.2%, and <10% for concentration <0.2%. For Ti with concentration of about 0.1%, were 15%. Relative standards deviations for the Zr, with concentration of 0.002%, were always <10%. The element Pb, Sn and Mn didnt provide good results. For these determinations, the chemical dissolution of the elements with different nitric acid concentrations and temperature was evaluated. Two other cells for the electrolytic dissolution of Al alloys followed by online ICP-OES determination were examined.

Várias ligas de Al em cavacos, com diferentes granulometrias foram dissolvidas de modo convencional, com ataque por água régia. Este tipo de decomposição resulta, muitas vezes, em resíduos sólidos, cujas quantidades dependem dos teores de silício. A fim de se comparar os resultados, procedeuse, com esses resíduos, de dois modos distintos: ou foram desprezados ou foram decompostos com ácido fluorídrico, eliminando-se o silício, dissolvendo-se o restante com ácido nítrico e agrupando-o à primeira solução para a determinação de Fe, Cu, Mn, Mg, Cr, Ni, Zn, Pb, Sn, Ti e Zr por ICP-OES. Foi avaliada a influência de quantidades crescentes de Al na determinação destes elementos e, também, a provável interferência espectral de Cu na determinação do Zn (com e sem separação eletrolítica de Cu). A dissolução eletrolítica de ligas de alumínio em cavacos foi estudada pressionando-os contra um eletrodo de platina para que se comportassem como se fossem o próprio ânodo e a eletrólise ocorresse. Uma célula foi construída utilizando-se um tubo (corpo de seringa de 2,5 mL) com perfurações ao redor da base aberta, onde foi colocada uma malha sintética (perlon) no fundo e, sobre esta, a amostra. Na parte superior foi introduzido um pequeno tarugo de acrílico com um fio de platina passando pelo seu interior e com um orifício por onde passava o fluxo (4,5 mL min.-1) da solução eletrolítica (ácido nítrico diluído). Na extremidade inferior, prendeu-se, com o fio, uma plaquinha, também de platina, que pressionava a amostra. A solução saía pelos orifícios inferiores para um béquer de onde era recirculada e onde estava colocado o cátodo, um fio de Pt (de forma de losango), sendo novamente captada e introduzida na parte superior do tarugo do ânodo. Com esse circuito, foram obtidos bons resultados utilizando-se ácido nítrico 1 mol L-1, corrente de 0,6A e tempo de eletrólise de 10 minutos. Sendo a dissolução parcial, é necessário que se conheçam as porcentagens dos elementos por dissolução ácida total de uma liga de composição similar ou por um material de referência certificado. Normalizaram-se os dados pelas porcentagens conhecidas dos constituintes das ligas. Compararam-se os cálculos feitos dos seguintes modos: 1-) pela razão entre a concentração do elemento com a do Al, também determinada; 2-) pela a razão entre a concentração do elemento com a soma das concentrações de todos os elementos determinados, inclusive o Al; 3-) pela razão entre a concentração do elemento e a soma das concentrações só dos outros elementos, sem o Al. O desvio padrão e o erro relativo para os elementos Fe, Cu, Mg, Ni e Cr, quando em teores > 0,1%, foram < 10%; para teores de Zn < 0,2%, foram menores de 10% e para teor de 4,8% foram < 15%. Já para o Mn, quando em teor > 0,2% foram <10% (exceto para a liga B.C.S.268/1). O desvio padrão relativo para o Zr, com teor ao redor de 0,002% foi <10%. Os resultados para o elemento Pb nas ligas B.C.S. 216/1 e 380 tiveram desvio padrão e erro relativo <10%, mas o mesmo não ocorreu na liga B.C.S. 268/1. O elemento Sn apresentou resultados piores, ao redor de 20%. O elemento Ti só deu bons resultados quando em teor de cerca de 0,2%. Para estas determinações foram avaliadas as dissoluções químicas dos metais nas ligas pelo ácido nítrico em diferentes concentrações e temperaturas. Além disso, foram avaliadas duas outras células para a verificação da possibilidade de dissolução eletrolítica das ligas de Al on-line com a determinação por ICP-OES. / Several aluminum alloys with different chips size were dissolved using aqua regia (HCl:HNO3,3:1). The residues of the dissolution procedure were either rejected or used in silicon volatilization with hydrofluoric acid before determination of Fe, Cu, Mn, Mg, Cr, Ni, Zn, Pb, Sn, Ti and Zr by ICP-OES. The influence caused by crescent amounts of aluminum in the determination of other elements and the probable spectral interference by Cu in determination of Zn (with or without electrolytic separation of Cu) was evaluated. The electrolytic dissolution of aluminum alloys was performed by pressing chips against a platinum electrode for the electrolysis to occur, so that way the chips behaved as the anode. A tube (body of syringe of 2.5mL) with perforations around the open base was used to contain the sample and Pt electrode. The alloy was placed on synthetic wool (perlon) in this tube. An acrylic dowel with a platinum wire across its interior was fixed in the superior part a tube with Teflon film, with an orifice through which the electrolytic solution flowed (HNO3 1 mol L-1; 4.5mL min-1). A platinum dish was fixed at the inferior extremity of the platinum wire to press the sample. The solution came out through the inferior orifices of the tube to a flask, from where it was again captured (with a peristaltic pump) to go into the superior part of the tube. In this flask, a Pt wire cathode was also placed. A current of 0,6A and ten minutes of electrolysis provided good results. Due to the partial dissolution, the knowledge of percentages of previous elements analyzed after total dissolution, or using certified reference material are necessary. The results were normalized by known percentages. The calculations were made by: 1-) the ratio between the concentration of the element determind, with the determined concentration of aluminum; 2-) the ratio between concentration of the element and the sum of the concentrations of the elements determined, including Al; 3-) the ratio between the concentration of element and the sum of the concentrations of the elements determined, without the aluminum. The relative standard deviations and accuracy were <10% for the elements Fe, Cu, Mg, Ni and Cr when the concentrations were >0.1%; for the Zn were 15%, when the concentration >0.2%, and <10% for concentration <0.2%. For Ti with concentration of about 0.1%, were 15%. Relative standards deviations for the Zr, with concentration of 0.002%, were always <10%. The element Pb, Sn and Mn didnt provide good results. For these determinations, the chemical dissolution of the elements with different nitric acid concentrations and temperature was evaluated. Two other cells for the electrolytic dissolution of Al alloys followed by online ICP-OES determination were examined.

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No. of bitstreams: 1 angelamariaferreiradeoliveiralourdes.pdf: 1193191 bytes, checksum: 66a561f0014fed2c1b249bc429df57de (MD5) Previous issue date: 2014-07-28 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Uma das fontes de elementos essenciais utilizados em fertilizantes são os resíduos industriais, tais como o pó de aciaria. Essas substâncias constituem uma alternativa viável ao fornecimento de nutrientes para as plantas. Mas, por outro lado, esses resíduos podem conter elementos altamente tóxicos. Neste trabalho, amostras de fertilizantes, pó de aciaria e amostras de fertilizantes fortificadas com pó de aciaria foram caracterizadas utilizando espectrometria de absorção atômica com chama (F AAS), espectrometria de emissão com chama (F AES), espectroscopia no infravermelho (IV), espectroscopia Raman e difração de raios X (DRX). Para a determinação de Cr, K, Na, Pb e Zn nas amostras investigadas por F AAS e F AES, otimizou-se um procedimento de extração usando banho de ultrassom, cujas condições ótimas para a extração foram: 50 mg de fertilizantes, 5,00 mL de água régia diluida (50% v/v) e seis etapas de 20 minutos de sonicação, sendo intercaladas com 1 minuto de agitação. Os resultados obtidos foram concordantes a 95% de confiança para todos os analitos em relação ao método de referência adotado (por adição de padrão), apresentando adequadas precisão (RSD < 10%) e exatidão (recuperações entre 90 a 103% para os fertilizantes e de 85,0 a 105,4% para o pó de aciaria). As espectroscopias do Infravermelho e Raman mostraram-se eficientes para a análise mineralógica, cujos resultados foram confirmados utilizando-se a técnica de DRX. Assim, com as técnicas utilizadas (IV, Raman e DRX) foi possível conhecer a composição orgânica e inorgânica das amostras analisadas. A análise exploratória dos dados obtidos usando as técnicas de PCA (análise de componentes principais) e HCA (análise hierárquica de clusters) permitiu a diferenciação de amostras fortificadas a partir de 5% de pó de aciaria (F AAS e F AES) das amostras não fortificadas, a associação quimiométrica desses com os dados dos espectros de IV, permitiram que a classificação ocorre-se mesmo na presença de pó de aciaria puro. Os dados obtidos através dos espectros de IV e Raman, juntos permitiram a classificação de amostras fortificadas a partir de 1% de pó de aciaria. / Industrial residues, such as flue dust, has being used as a source of essential trace elements in fertilizers . These residues have different essential elements and can supply the plant necessity for mineral nutrients. On the other hand, these residues may also contain highly toxic elements. In this work, samples of fertilizers, flue dust and fertilizer samples spiked with different concentrations of flue dust were characterized using different analytical techniques such as: flame atomic absorption spectrometry (F AAS), flame atomic emission spectrometry (F AES), infrared spectroscopy (IR), Raman spectroscopy and X-ray diffraction (XRD). For the determination of Cr, K, Na, Pb and Zn in the investigated samples by F AAS and F AES an extraction procedure using ultrasound bath was optimized. The optimum conditions for the analytes extraction were: 50 mg of fertilizers, 5.00 mL of diluted aqua regia solution (50 v/v %). The developed method was conducted in six steps of sonication per 20 minutes with intervals of 1 minute (on stirring). The results were in agreement at 95% confidence level for all analytes investigated in relation to the reference method adopted (standard addition). Appropriated precision (RSD <10%) and accuracy were obtained with recoveries between 90-103% for fertilizers and 85-105% for flue dust sample. The IR and Raman spectroscopy proved mineralogical (organic and inorganic) information, which were attested by DRX. Exploratory data analysis using PCA (principal component analysis) and HCA (hierarchical cluster analysis) techniques allowed differentiating spiked samples (from 5% of flue dust) and non-spiked samples by using data from F AAS and F AES analysis. The association of elemental data with IR and Raman data allowed differentiating spiked samples from 1% of industrial flue dust.