Made available in DSpace on 2016-06-02T20:34:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2489.pdf: 3194576 bytes, checksum: 1b5afbed77720019abcc239bafc0154b (MD5) Previous issue date: 2009-06-30 / This work studies images contained in Chemistry textbooks approved by the PNLEM/2007. The goals of this research were: a) to characterize these images, discriminating those that compose Chemical Equilibrium Chapters, according to the chemical knowledge dimensions (macroscopic, submicroscopic and symbolic); and b) to evaluate the contributions brought by these images to the significance trial of that content. The methodology for data collection was the double-blind one, in which each researcher, independently, proposes a classification, that is later validated by means of statistical instruments. It was elaborated a taxonomy for data collection, wherein the categories of analysis were discriminated. To analysis of the images, is necessary consider the interrelations between them, therefore, in a same visual representation, is possible have the knowledge represented in two more dimensions. The theoretical referential substantiates itself in the meaning learning, proposed by Ausubel and collaborators, and also in the signs conceptions developed by Pierce. The analysis results showed that, in the total, the best part of the images represents the chemical knowledge considering only the macroscopic aspect or not classified. For the chemical equilibrium chapter, in general, proposed representations for helping the understanding of that content are also of macroscopic nature or not classified. Regarding to the trial of significance of chemical equilibrium content, contributions of others contents such as chemical reaction, kinetic chemical and stoichiometry were also considered for images analysis. Thus, it was possible to conclude that representations found in textbooks are of macroscopic nature and typify chemical systems properties. Moreover, an expressive amount of images merely presents illustrative character and other few correlates dimensional aspects. Therefore, images contained in general textbooks poorly collaborate to the significance trial of chemical equilibrium content. / Este trabalho toma como objeto de estudo as imagens contidas nos livros didáticos de Química aprovados pelo PNLEM/2007. Foram dois os objetivos desta pesquisa: a) caracterizar tais imagens, discriminando aquelas que compõem os capítulos de equilíbrio químico, de acordo com as dimensões do conhecimento químico (macroscópica, submicroscópica e simbólica); e b) avaliar as contribuições trazidas pelas imagens para o processo de significação desse conteúdo. A metodologia utilizada para a coleta dos dados foi o esquema duplo-cego em que cada pesquisador, independentemente, propõe uma classificação, a qual posteriormente é validada por meio de instrumentos estatísticos. Elaborou-se, para a coleta de dados, uma taxonomia na qual se discriminam as categorias de análise de acordo com as dimensões mencionadas acima. Vale ressaltar que, para a análise das imagens, é necessário considerar as inter-relações entre elas, pois, em uma mesma representação visual, é possível ter o conhecimento químico representado em duas ou mais dimensões. O referencial teórico fundamenta-se na teoria da aprendizagem significativa, proposta por Ausubel e colaboradores, e nas concepções de signos elaboradas por Pierce. Os resultados da análise mostraram que, no total, a maioria das imagens representa o conhecimento químico considerando o aspecto macroscópico ou não se classificam. Para o capítulo de equilíbrio químico, no geral, as representações propostas para auxiliar o entendimento desse conteúdo também são de natureza macroscópica ou não se classificam. Com relação ao processo de significação do conteúdo de equilíbrio químico, consideraram-se para a análise as contribuições de outros conteúdos como reação química, cinética química e estequiometria, ditos subsunçores. Assim, foi possível concluir que as representações encontradas nos livros didáticos são de natureza macroscópica e tipificam as propriedades dos sistemas químicos. Além disso, existe uma quantidade expressiva de imagens que apresentam caráter meramente ilustrativo e outras poucas que correlacionam os aspectos dimensionais. Portanto, as imagens contidas nos livros didáticos em geral pouco colaboram para o processo de significação do conteúdo de equilíbrio químico.

Petrobrás / Hidratos são estruturas cristalinas constituídas por moléculas de água e gás ou líquido, sendo que a estabilização dessa estrutura cristalina requer condições de altas pressões e/ou baixas temperaturas. A formação e a aglomeração de hidratos podem causar o bloqueio de linhas de transporte de óleo e/ou gás, reduzindo a eficiência do processo, danificando os equipamentos e comprometendo a segurança da parte operacional. Neste cenário, no presente trabalho é apresentado o estudo numérico-experimental de equilíbrio de fases dos hidratos para identificar as regiões de formação e adequar as condições de operação na indústria petrolífera. Para a predição das condições de formação dos hidratos é desenvolvido um modelo termodinâmico baseado na teoria de sólido ideal de van der Waals e Platteeuw. O modelo é fundamentado na igualdade dos potenciais químicos de todas as espécies em todas as fases (água líquida, hidrato e vapor). Para os cálculos de equilíbrio da fase hidrocarboneto foi utilizada a equação de estado de Soave Redlich-Kwong e o método da secante foi utilizado para solucionar o modelo iterativamente. As medidas experimentais foram realizadas utilizando metano puro e a mistura metano (90 % em mol) e dióxido de carbono e os testes foram realizados em duas bancadas distintas, sendo os procedimentos realizados semelhantes, baseados no método isocórico pela monitoração da resposta da pressão do sistema com a variação da temperatura. Os resultados experimentais e numéricos obtidos foram comparados com dados da literatura com a finalidade de validar o modelo termodinâmico proposto, o aparato experimental e o procedimento adotado. O erro absoluto máximo entre os resultados obtidos experimentalmente e do modelo termodinâmico desenvolvido foi de 0,57%. Desta forma, nota-se os resultados apresentaram boa concordância entre os dados experimentais e os da modelagem numérica. / Hydrates are crystalline structures composed by molecules of water or liquid and gas, and the crystal structure that requires stabilization conditions of high pressure and/or low temperatures. The formation and agglomeration of hydrates can cause blockage of transmission lines oil and / or gas, reducing process efficiency, damaging the equipment and compromise the safety of the operating part. In this scenario, in this paper the numerical-experimental study of phase equilibria of hydrates is presented to identify the regions of formation and adjust the operating conditions in the oil industry. To predict hydrate formation conditions of a thermodynamic model based on the ideal solid solution theory by van der Waals and Platteeuw is developed. The model is based on the equality of the chemical potentials of all species in all phases (liquid water, vapor and hydrate). The SoaveRedlich-Kwong equation of state was employed for the phase equilibrium properties of the hydrocarbon fluid phase and the secant method was used to solve the model iteratively. Experimental measurements were performed using pure methane and methane mixture (90 mol%) and carbon dioxide, and the tests were performed on two separate stands, and similar procedures performed based on the isochoric method by monitoring the pressure response of the system with changes in the temperature. The experimental and numerical results were compared with literature data in order to validate the proposed thermodynamic model, the experimental apparatus and procedure adopted. The maximum absolute error between the experimental results and thermodynamic model was 0.57%. Thus, the results showed good agreement between experimental data and numerical modeling.

Orientador: Eduardo Augusto Caldas Batista / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-15T20:07:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maximo_GuilhermeJose_M.pdf: 1130642 bytes, checksum: 2075f789c23ac3903cbe00e7ee7f52fc (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O equilíbrio líquido-vapor de soluções aquosas binárias formadas por açúcares presentes em sucos de fruta, D-glucose e D-frutose foi estudado através da determinação experimental da temperatura de ebulição em rotaevaporador com recirculação da fase vapor, de 20 kPa até a pressão atmosférica (93.6 kPa) e concentração entre 10 e 60 % (m/m). Os dados experimentais foram correlacionados com dados preditos a partir do cálculo do coeficiente de atividade pelo método de contribuição de grupos UNIFACLyngby utilizando diferentes modelos moleculares e parâmetros estruturais. A conformação cíclica das moléculas foi decisiva na obtenção de resultados mais precisos pela modelagem. Os resultados foram descritos com precisão através de diagramas de Dühring e o aumento da temperatura de ebulição das soluções em relação à da água pura foi considerado significativo na demanda de energia para mudança de fase. O equilíbrio termodinâmico de soluções aquosas de ácidos policarboxílicos presentes em sucos e polpas de fruta, ácido cítrico, málico, malônico, oxálico, succínico e tartárico foram estudados através da determinação experimental do pH em células isotérmicas, entre 278.15 e 323.15 K e porcentagem mássica entre 1 e 20 %. Os dados experimentais foram correlacionados com dados preditos a partir da resolução de um sistema de equações não lineares em algoritmo computacional programado em MATLAB. O coeficiente de atividade foi calculado através da utilização isolada ou combinada, do método UNIFAC-Lyngby e da equação modificada de Debye-Hückel, levando em consideração as interações de curto e longo-alcance presentes na solução. De modo geral, o modelo combinado descreveu com melhor precisão o comportamento do pH das soluções do que a utilização dos modelos isolados. Além disso, de acordo com o equilíbrio químico das soluções, a temperatura tem efeito significativo no pH das soluções, o que significa que algumas propriedades dessas misturas são alteradas durante os processos térmicos / Abstract: The vapor-liquid equilibrium of binary aqueous solutions of D-glucose and D-fructose, present in fruit juices, was evaluated by experimental boiling point measurements in a rotary evaporator with total reflux of the vapor phase from 20 kPa to atmospheric pressure (93.6 kPa) and concentration from 10 to 60 % by mass. The experimental data were correlated with predicted data by UNIFAC-Lyngby group contribution method, using different molecular approaches and structural parameters. The cyclic conformation of the sugar molecules was decisive for the accuracy of the modeling. The data were accurately described by Dühring diagrams and the rise in boiling point was considered significant for energy demand of phase change. The thermodynamic equilibrium of aqueous solutions of polycarboxylic acids present in fruit juices and pulps, citric acid, malic acid, malonic acid, oxalic acid, succinic acid and tartaric acid was evaluated by experimental pH measures in isothermic cells, from 278.15 to 323.15 K and concentration from 1 to 20 % by mass. The experimental data were correlated with predicted data by the resolution of a non-linear equation system by a computer algorithm implemented in MATLAB. The activity coefficients were calculated using the UNIFAC-Lyngby method and the modified Debye- Hückel term, taking into account the short and long-range interactions of the molecules in solution. In general, the combined model described the behavior of the pH of the solutions with higher accuracy than the isolated models. Moreover, according to chemical equilibrium of the solutions, the effect of temperature on pH was significant, meaning that some mixtures properties are affected during thermal processes / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Neste trabalho utilizou-se o mapa conceitual como ferramenta para analisar a estrutura conceitual de alunos de um curso de graduação em química de uma universidade pública do estado de São Paulo, sobre o tema equilíbrio químico em dois momentos distintos, o primeiro ao ingressarem na universidade e o segundo após um ano de curso. Os mapas foram analisados utilizando uma adaptação do método de Análise Estrutural de Mapas Conceituais (AEMC adaptada). Teve-se como meta do trabalho: a) Avaliar, através de mapas conceituais elaborados pelos alunos a estrutura conceitual dos mesmos referente ao conceito equilíbrio químico; b) Descrever e analisar a evolução das relações entre os principais conceitos envolvidos no tema feitas por alunos no seu ingresso no curso de graduação e após um ano de curso, quando são submetidos pela primeira vez a um estudo sistemático do tema. Pretendeu-se assim, verificar quais foram às mudanças mais significativas ocorridas em decorrência das disciplinas ministradas neste período e c) Estabelecer uma relação entre estas mudança com o processo de ensino ao qual o aluno foi submetido, ou seja, como a estrutura conceitual dos estudantes a respeito do tema mudou em função do processo de aprendizado a que foram submetidos. Concluiu-se que a ferramenta desenvolvida durante a pesquisa foi muito útil na análise proposta; onde os alunos ingressantes definem o Equilíbrio químico como o estado onde as velocidades das reações se igualam sem relacionar a conceitos da termodinâmica, estes também, demonstraram muitos conhecimentos oriundos de como o conceito é apresentado no ensino médio. Verificou-se também que os estudantes ao serem submetidos à disciplinas relacionadas ao tópico equilíbrio químico modificaram seu entendimento sobre o tema. / In this work it was used the Concept Map as a tool for analyzing the conceptual structure of students in an undergraduate degree in Chemistry from a public university in the state of São Paulo, on the subject of Chemical Equilibrium at two different times, the first at the moment when entered in the university and second after a year. The maps were analyzed using an adaptation of the method of Structural Analysis of Concept Maps (AEMC adaptada). The objectives of work were: a) Explore and modify a method of analysis of Concept Maps in order to obtain a Concept Map that shows the main conceptual connection of a group of students in order to graphically represent their conceptual structure; b) Evaluate, through Concept Maps prepared by students their conceptual framework for the Chemical Equilibrium concept; c) Describe and analyze the evolution of relations between the main concepts involved on the subject made by students in their admission to the undergraduate course and after one year course, when they are first subjected to a systematic study of the subject. Thus the intention was to verify which were most significant changes occurred as a result of the matter taught in this period and d) Establish a connection between these changes with the teaching process to which the student was submitted, ie, how the conceptual framework of students regarding the subject changed as a function of the learning process they have submitted. It was concluded that the tool developed during the research was very useful in analyzing the proposal, which the new students define the Chemical Equilibrium as state where the velocities of reactions are equal without relating the concepts of thermodynamics, they also showed a lot of knowledge from as the concept is presented in high school. It was also found that students be subjected to the disciplines related to the topic Chemical Equilibrium changed their understanding of the subject, therefore, provide a greater number of connections between the different concepts involved on the matter.

Orientador: Reginaldo Guirardello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T02:10:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 YancyCaballero_DaisonManuel_M.pdf: 4027109 bytes, checksum: 0eb7d2d1826a2d09c663855c9ad4360c (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O presente trabalho tem como objetivo o estudo e aplicação da metodologia da minimização da energia de Gibbs no sistema para o cálculo do equilíbrio de fases, com e sem reação química, para o sistema reacional do biodiesel, utilizando técnicas de otimização global aliadas ao software GAMS, ferramenta computacional utilizada nesta pesquisa. Desse modo, diferentes algoritmos para o cálculo do equilíbrio químico e de fases foram desenvolvidos na forma de programação não-linear para testar diferentes casos de estudo; o primeiro caso envolve apenas a formação de possíveis fases líquidas, e são comparados alguns dados disponíveis na literatura de sistemas contendo os componentes presentes na formação do biodiesel com os resultados obtidos mediante a minimização da função de Gibbs; o segundo caso, equilíbrio de fases com reação química, envolve a formação de uma possível fase vapor e possíveis fases liquidas; dessa forma foi simulada a reação de transesterificação de óleos vegetais para produção de biodiesel, fazendo alguns testes em que são considerados pseudo-componentes e outros em que não. Desse modo foram utilizados os modelos termodinâmicos NRTL, UNIQUAC e UNIFAC para a representação das fases líquidas, com ajustes dos parâmetros de interação binária dos modelos NRTL e UNIQUAC mediante o principio de máxima-verossimilhança para os sistemas envolvidos; nesse caso também foi usado o GAMS. Os resultados obtidos demonstraram que o uso das técnicas de otimização global aliadas ao GAMS são ferramentas úteis e eficientes para calcular o equilíbrio químico e de fases mediante a minimização da energia de Gibbs, além de apresentar tempos computacionais razoavelmente pequenos. Além disso, para os casos que foram comparados com dados da literatura, observou-se uma boa concordância entre os dados simulados e experimentais / Abstract: In this work, the Gibbs energy minimization method was used in chemical and phase equilibrium calculations for system containing compounds in biodiesel production processes. So, global optimization techniques associated with the GAMS software were utilized. Thus, different algorithms to simultaneous calculations of chemical and phase equilibrium were developed in form of non-linear programming to test different case studies; in the first case, only the formation of liquid phases were considered, and the results obtained by direct minimizing of the Gibbs energy were compared with some data available in literature for the systems evaluated; in the second case, phase equilibrium with chemical reaction, were considered the formation of one vapor phase and several liquid phases. In such a way, the transesterification reaction of vegetable oils for biodiesel production was simulated, considering and no considering pseudo-components. In this way, different thermodynamic models were applied to represent the non-idealities of the liquid phases, such as, NRTL, UNIQUAC and UNIFAC models. Also, binary interaction parameters for NRTL and UNIQUAC models were adjusted using the maximum-likelihood method. Additionally, in adjustment process was used the GAMS software too. The results obtained showed that the use of global optimization techniques associated with the GAMS software are useful and efficient tools to calculate the chemical and phase equilibrium by minimizing of the Gibbs energy. Furthermore, the computational times spent in the calculations were quite small in all systems studied. Moreover, in the cases that were compared with literature data, a good agreement between predicted and experimental data was observed / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Reginaldo Guirardello, Lucio Cardozo-Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:50:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_AlexandreTeixeirade_D.pdf: 470643 bytes, checksum: 17f91f60ab5a4b70fbfee2eab54ba2ad (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: O conhecimento do equilíbrio de fases, com ou sem reações químicas simultâneas, é de grande importância no projeto e análise de uma grande variedade de operações de processos químicos, incluindo reatores e unidades de separação. Devido à natureza nãoconvexa e não-linear de modelos termodinâmicos, necessários para descrever o problema do equilíbrio químico e/ou de fases, há um grande interesse na aplicação de técnicas de otimização mais seguras e robustas para descrever o comportamento de equilíbrio. A análise intervalar, uma técnica computacional robusta, tem sido usada para resolver as dificuldades que surgem nos problemas não-lineares na modelagem de várias equações de estado para comportamento de fases. Tem-se mostrado que a análise intervalar pode garantir, com certeza matemática e computacional, encontrar o ótimo global de uma função não-linear ou encontrar todas as raízes de um sistema de equações não-lineares, desde que se permita o tempo suficiente. Como mostrado nas aplicações para análise de estabilidade de fase, um passo preliminar para o cálculo do equilíbrio de fase, a análise intervalar provê um método que pode garantir que o resultado encontrado está correto, além de eliminar qualquer problema computacional que pode potencialmente ser encontrado com as técnicas atualmente disponíveis. Este método computacional é independente da inicialização, direto para uso, e pode ser aplicado em conexão com qualquer modelo de equação de estado. Embora a técnica desenvolvida seja de propósito geral, as aplicações apresentaram foco nos modelos de Peng-Robinson (PR) e Soave-Redlich-Kwong (SRK). A aritmética intervalar foi aplicada para o cálculo da estabilidade de fases utilizando duas formulações diferentes: i) minimização da distância entre o plano tangente e a superfície da energia livre de Gibbs nas condições de pressão e temperatura constantes; minimização da distância entre o plano tangente e a superfície da energia livre de Helmholtz nas condições de temperatura e volume constantes. Dados de equilíbrio de fases para o sistema óleo de cravo + CO2 em altas pressões foram obtidos em uma célula de volume variável com visualização, os quais foram posteriormente modelados usando-se a equação de estado de Peng-Robinson com a regra de mistura quadrática de van der Waals (vdW2). Finalmente, foi estudada a aplicação de alguns métodos de programação matemática para o cálculo simultâneo do equilíbrio químico e de fases (EQF) através da minimização da energia livre de Gibbs, sujeita a restrições de balanço de moles por espécie atômica e restrições de não-negatividade. Adotou-se a estratégia de minimização global, em vez da estratégia de encontrar raízes de sistema não-lineares utilizada no cálculo da estabilidade de fases usando o método do intervalo de Newton. Vários modelos na forma de programação matemática foram estudados e o desempenho de cada um analisado. Como estudo de caso, o método foi aplicado a uma mistura de hidrocarbonetos, em que se assumiu o comportamento quase ideal da mistura, tanto na fase gasosa como na fase líquida. Os resultados indicaram que a técnica é robusta e de grande utilidade para a previsão da formação das fases e de sua composição / Abstract: The knowledge of phase equilibrium, with or without simultaneous chemical reactions, is clearly important in the design and analysis of a wide variety of chemical processing operations, including reactors and separation units. Due the nonconvex and nonlinear natures of the thermodynamic models, which are necessary in order to describe the chemical and phase equilibrium, there is a significant interest in the development of more reliable techniques for solving the equilibrium behavior. Interval analysis, a robust computational technique, is used for solving difficult nonlinear problems arising in the modeling of various equation of states for phase behavior. It has been showed that interval analysis can be used, with mathematical and computational guarantees of certainty, to find the global optimum of a nonlinear function or to enclose any and all roots of a system of nonlinear equations. As shown in the applications here to phase stability analysis, a preliminary step to perform phase equilibrium, interval analysis provides a method that can guarantee that the correct result is found, thus eliminating any computational problem that may potentially be encountered with the currently available techniques. This computational method is initialization independent, straightforward to use, and can be applied in connection with any equation of state model. Though the technique developed is general-purpose, the applications presented focus on the Peng-Robinson (PR) and Soave-Redlich-Kwong (SRK) models. Intervalar arithmetic was applied for the calculation of phase stability using two different formulations: (i) minimization of distance between tangent plane and the surface of the Gibbs free energy at constant conditions of temperature and pressure and (ii) minimization of distance between tangent plane and the surface of Helmholtz free energy density at constant conditions of temperature and volume. Phase equilibria data for the clove oil + CO2 system were measured in a highpressure variable-volume view cell. For the modeling of experimental data the Peng-Robinson equation of state with the van der Waals quadratic mixing rules was employed. Finally, global optimization methods were studied for calculation of simultaneous chemical and phase equilibria (EQF) through minimization of the Gibbs free energy. As case a study, the method was applied to a hydrocarbon mixture, where the mixture behavior was assumed ideal. Results indicated that this approach is both reliable and robust / Doutorado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Na parte inicial deste trabalho faz-se estudo monográfico sobre o íon azoteto e sua estrutura. Também nesta parte encontram-se reunidas referências sobre o íon uranilo em meio aquoso e os possíveis produtos de hidrólise, propostos na literatura, bem como, em presença de azoteto. Algumas considerações sobre a formação de complexos mistos polinucleares são também apresentadas. Sendo o ácido azotídrico um eletrólito fraco, as mudanças de pH nos tampões N-3/HN3 podem ser acompanhadas após a introdução de íons U2O2+5, potenciometricamente, com eletrodo de vidro. No intuito de obtenção de medidas mais precisas, determinou-se a resposta Nernstiana do eletrodo utilizado. O tratamento de dados aplicado à obtenção das constantes de formação, em meio azoteto, através do numero médio de ligantes e do grau de complexação, a diferentes concentrações de ligante, força iônica 2,00 M e temperatura de (25,0 ± 0,l) ºC, permitiu a avaliação de três constantes de equilíbrio: β1 = 2,136 x 104 (M-1), β2 = 6,090 x 105 (M-2), β3 = 1,421 x 108 (M-3). Tais constantes de formação, nas condições estudadas, bem como o crescimento da estabilidade especialmente do primeiro complexo, sugerem a existência dos seguintes equilíbrios: (Ver arquivo PDF). É proposto um método alternativo , para a determinação de acidez livre das soluções padrões de câtions de metais hidrolisáveis, por medidas de pH condicional, à força iônica constante, por adição de padrão ácido. Correção de pH para respostas não Nernstianas do eletrodo de vidro recomenda o processo para resultados analíticos mais precisos. Estudos espectrofotométricos em meio aquoso complementam os estudos de hidrólise para o íon uranilo. Estudos das características espectrais dos sistemas U(VI), Fe(III) e Cu(II) em meio azotídrico, sugerem apresentação de um método analítico, para a determinação simultânea destes íons, baseado nas altas absortividades molares dos complexos formados: (Ver arquivo PDF). Em decorrência do estudo de interferentes, após extenso estudo sobre a oxidação e estabilidade dos sistemas cobalto (II) e níquel(II), em meio azotídrico, baseado nas trocas espectrais de cobalto(II) à cobalto(III), é apresentado um método alternativo para a detecção de traços de cobalto em diferentes sais de níquel (perclorato, nitrato, sulfato e cloreto), após estudo monográfico apresentando os clássicos para tal finalidade. Em meio 2,9 M de ‌N-3‌ e 0,10 M ‌HN3‌ pela ação de 10 mM de H2O2 à 365 - 353 nm marcantes diferenças espectrais devidas à oxidação de íons de cobalto recomendam o método da adição de padrão para limites entre 0,59 - 1,7 mg de Co(II) com interferências de níquel(II) em concentrações superiores à 250 mg . Medidas potenciométricas permitiram uma estimativa da constante global de formação da espécie ‌Co(N3)6‌3- por oxidação anódica de íons de cobalto(II) em meio não complexante, a baixas temperaturas e pela ação de oxidante químico, PbO2, em meio complexante, como sendo da ordem de 1016 (M-6) em força iônica 2,00 M (NaClO4) à (25,0 ± 0,1) °C. / The study starts with a monographic study about the azide ion and its structure. In this part we can also meet bibliographic references about the uranyl ion, in aqueous medium, and its possible hydrolysis products is proposed in the literature. Some considerations of the mixed polinuclear complex formation are also presented. Being hydrazoic acida weak electrolyte, the change of pH in N-3/HN3 buffers can be followed after introduction of U2O2+5 ions, potentiometrically, with glass electrode. In order to obtain accurate measurements the Nernstian response of this electrode was determined. Data treatment was applied to obtain the hydrolysis formation constants , in azide medium, through the average ligand number and complexity function, at several ligand concentrations, ionic strenght 2.00 M and temperature of (25.0 ± 0.l) ºC. The following constants are avaliable: β1 = 2,136 x 104 (M-1), β2 = 6,090 x 105 (M-2), β3 = 1,421 x 108 (M-3). Referred to the equilibria (3) - (5): (See file PDF). It has been proposed an alternative method for the determination of free strong acid in standard solutions of hydrolysable cations, can be achieved by measurements of the conditional pH, at constant ionic strenght, with standard acid addition. Corrections of the measured pH for non Nernstian response of the glass electrode is a recomended procedure for more accurate analytical results. Spectrophotometric studies, in aqueous medium, are completing the hydrolysis studies of uranyl ion. Spectral studies of the U(VI), Cu(II) and Fe(III) systems, in azide medium, to render possible a new analytical method, for simultaneous determination of these ions, based in high molar absortivities of the complex formed (See file PDF). Running allway of the foreign ins study, after the great study about the oxidation and stability of cobalt(II) and nickel(II) systems, in azide medium, based in spectral changes of cobalt(II) to cobalt(III), it has been formed an alternative method for determination of traces of cobalt in different nickel salts (perchlorate, nitrate, sulphate, and chloride). A monographic study, giving the different methods of the literature, has been completed. In 2.9 M ‌N-3‌ and 0.10 M ‌HN3‌ by the action of 10 mM of H2O2 at 365 - 353 nm a marked spectral differences arosen from oxidation of cobalt(II). A standard addition method leved to determination of 0.59 - 1.7 mg Co of nickel interferes when in concentrations higher than 250 mg, i.e., higher than 0.010 M. Potentiometric measurements lead to an estimation of overall formation constant of ‌Co(N3)6‌3- specie by anodic oxidation of cobalt(II) ions, in non complexing medium, at low temperatures and by chemical oxidant action, PbO2, in complexing medium, as being 1016 (M-6) order in ionic strenght 2.00 M (NaClO4) at (25.0 ± 0.1) ºC.

Partindo do princípio de que a aprendizagem conceitual envolve o estabelecimento de relações significativas entre os diversos conceitos que compõem um tema de ensino e, considerando também que o professor, ao preparar suas aulas, faz uso de um livro didático, e este pode ser utilizado como fonte de pesquisa por seus alunos, desejou-se compreender a inter-relação entre aprendizado, conhecimento estabelecido, e processo de ensino, norteada pelo modelo triádico de Gowin. Para este fim, foram elaboradas estruturas como redes e mapas conceituais referentes a todos os dados coletados. De maneira bastante simplificada, redes de conceitos são representações gráficas constituídas por nós (conceitos) que são ligados entre si formando uma rede que tem como intuito expressar de maneira objetiva uma determinada estrutura de conhecimento. Já mapas conceituais são diagramas de significados, ou seja, conceitos organizados de tal forma que aqueles que possuem relação entre si (dentro do entendimento de quem os constrói) são ligados por uma linha. Frases de ligação curtas e simples são escritas sobre essa linha, explicando qual o significado da relação conceitual. Os dados a partir dos quais foram elaboradas tais estruturas são, para os alunos (aprendizado), uma questão versando sobre os aspectos macroscópicos e submicroscópicos do equilíbrio químico; para o livro didático (conhecimento estabelecido), o texto introdutório do capítulo que faz referência ao tema citado e; para o professor (processo de ensino), um fragmento da primeira aula, onde os conceitos inicias e primordiais relacionados ao equilíbrio foram apresentados e discutidos com os alunos. A análise das redes e mapas conceituais revelou que, no decorrer do curso, os alunos aprimoraram seu conhecimento referente aos principais conceitos acerca do tema. Além disso, foi possível perceber que de fato os elementos da tríade de Gowin encontram-se bastante interligados, ora se complementando, ora se reforçando, mas nunca se contradizendo. Em relação aos aspectos macroscópicos e submicroscópicos do equilíbrio químico, percebeu-se que ambos são pouco aprofundados na discussão do livro didático e durante as aulas, o que consequentemente refletiu numa abordagem superficial feita pelos alunos. / Assuming that conceptual learning involves the establishment of meaningful relationships between the various concepts that make up a teaching theme, and also considering that the teacher, when preparing his classes, makes use of a textbook, and this one can be used as a research source by his students, we wanted to understand the relationships between learning, established knowledge, and teaching process, guided by Gowin\'s triadic model. For this purpose, structures such as networks and concep maps were elaborated for all the collected data. In a very simplified way, concept networks are graphic representations constituted by nodes (concepts) that are linked to one another, forming a network with the clear intention of expressing a given knowledge structure. Concept maps are diagrams of meanings, that is, concepts organized in such a way that those who have relations with each other (within the understanding of who builds them) are linked by a line. Short and simple propositions are written on this line, explaining the meaning of the concept relation. The data from which these structures were elaborated are, for students (learning), an issue dealing with macroscopic and submicroscopic aspects of chemical equilibrium; for the textbook (established knowledge), the introductory text of the chapter that refers to the subject cited and; for the teacher (teaching process), a fragment of the first class, where the initial and primordial concepts related to the equilibruim were presented and discussed with the students. The analysis of the networks and concept maps revealed that, during the course, the students improved their knowledge regarding the main concepts about the theme. In addition, it was possible to see that in fact the elements of Gowin\'s triad are very intertwined, sometimes complemented, sometimes strengthened, but never contradicted. In relation to the macroscopic and submicroscopic aspects of the chemical equilibrium, it was noticed that both are not deepened in the discussion of the textbook and during the classes, which consequently reflected in a superficial approach made by the students.

A gaseificação é um processo de conversão termoquímica que compreende a oxidação parcial de um combustível para convertê-lo em uma mistura gasosa (“syngas”). Geralmente a modelagem desses processos utiliza uma descrição cinética detalhada ou os aproximam ao equilíbrio químico. Ambas as abordagens têm vantagens e desvantagens, bem como limitações. O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de uma nova modelagem fenomenológica de processos de gaseificação através de um modelo “híbrido” aqui chamado de modelo híbrido adaptativo por zonas (HAZ). Este modelo assumiu que o gaseificador é representado por zonas de dois tipos: uma dominada pela cinética química, representada por um modelo cinético, e outra onde a cinética química é rápida e as espécies químicas estão em equilíbrio químico, representada por um modelo de equilíbrio. Um critério de transição entre as zonas foi proposto através de um número de Damköhler (Da) que relaciona tempos de residência e de reação química. Desta forma, o modelo adapta-se conforme os processos dominantes em cada zona. Em um primeiro momento, um modelo de equilíbrio multifásico (EM) foi desenvolvido e aplicado para um estudo da cogaseificação de carvão mineral e biomassas disponíveis no Brasil. A seguir, o modelo HAZ foi construído através da técnica de rede equivalente de reatores químicos (ERN) a partir do modelo EM e de um modelo cinético, também desenvolvido neste trabalho. Uma metodologia de aplicação do modelo HAZ foi proposta, aplicada e validada para duas configurações de gaseificadores: dois casos de gaseificadores de biomassa em leito fluidizado borbulhante e um caso de gaseificador de carvão mineral em leito de arraste. Para os dois primeiros casos foi estimada que a transição ocorra para Da ≥ 10+5 e para o último caso; chegou-se a Da ≥ 10+3. A aplicação do modelo HAZ se mostrou satisfatória sendo que foi possível a redução do tempo computacional em pelo menos 40% com relação a uma abordagem puramente cinética. Cabe ressaltar ainda que o modelo HAZ possibilitou um maior entendimento físico e químico ao identificar os processos dominantes locais. / Gasification is a thermochemical conversion process consisting of partial oxidation of a fuel to convert it to a gas mixture (“syngas”). Generally, the gasification process modeling uses a kinetic detailed description, or approach it to a chemical equilibrium state. Both approaches have advantages and disadvantages, as well as limitations. The objective of this work was to develop a new phenomenological modeling of gasification processes through a “hybrid” model here called hybrid adaptive zone model (HAZ). This proposed modeling assumed the gasifier is represented by two types of zones: one dominated by chemical kinetics, represented by a kinetic model, and another where chemical kinetics is fast so chemical species are assumed in chemical equilibrium states, represented by an equilibrium model. A transition criterion between zones was defined by a Damköhler number (Da) which relates residence time and chemical reaction time. Therefore, the HAZ model can adapted according to the dominant processes in each zone. Firstly, a multi-phase equilibrium model (ME) was developed and applied to study the coal-biomass co-gasification of Brazilian sources. Hereafter, the HAZ model was built using the technique of equivalent reactor network (ERN) with the ME model and a kinetic model developed in this work. A methodology of use of the HAZ model was proposed, applied and validated for two configurations of gasifiers: two cases of biomass bubbling fluidized-bed gasifiers and one case of coal entrained-flow gasifier. In the first two cases the transition was estimated to occur on Da ≥ 10+5 and in the last case; we estimated on Da ≥ 10+3. The application of the HAZ model proved to be satisfactory since it could reduce the computation time by at least 40% compared to a pure kinetic approach. It should already be emphasized that the HAZ model allowed a better physical and chemical understanding of gasification by identifying the dominant local processes.

Partindo do princípio de que a aprendizagem conceitual envolve o estabelecimento de relações significativas entre os diversos conceitos que compõem um tema de ensino e, considerando também que o professor, ao preparar suas aulas, faz uso de um livro didático, e este pode ser utilizado como fonte de pesquisa por seus alunos, desejou-se compreender a inter-relação entre aprendizado, conhecimento estabelecido, e processo de ensino, norteada pelo modelo triádico de Gowin. Para este fim, foram elaboradas estruturas como redes e mapas conceituais referentes a todos os dados coletados. De maneira bastante simplificada, redes de conceitos são representações gráficas constituídas por nós (conceitos) que são ligados entre si formando uma rede que tem como intuito expressar de maneira objetiva uma determinada estrutura de conhecimento. Já mapas conceituais são diagramas de significados, ou seja, conceitos organizados de tal forma que aqueles que possuem relação entre si (dentro do entendimento de quem os constrói) são ligados por uma linha. Frases de ligação curtas e simples são escritas sobre essa linha, explicando qual o significado da relação conceitual. Os dados a partir dos quais foram elaboradas tais estruturas são, para os alunos (aprendizado), uma questão versando sobre os aspectos macroscópicos e submicroscópicos do equilíbrio químico; para o livro didático (conhecimento estabelecido), o texto introdutório do capítulo que faz referência ao tema citado e; para o professor (processo de ensino), um fragmento da primeira aula, onde os conceitos inicias e primordiais relacionados ao equilíbrio foram apresentados e discutidos com os alunos. A análise das redes e mapas conceituais revelou que, no decorrer do curso, os alunos aprimoraram seu conhecimento referente aos principais conceitos acerca do tema. Além disso, foi possível perceber que de fato os elementos da tríade de Gowin encontram-se bastante interligados, ora se complementando, ora se reforçando, mas nunca se contradizendo. Em relação aos aspectos macroscópicos e submicroscópicos do equilíbrio químico, percebeu-se que ambos são pouco aprofundados na discussão do livro didático e durante as aulas, o que consequentemente refletiu numa abordagem superficial feita pelos alunos. / Assuming that conceptual learning involves the establishment of meaningful relationships between the various concepts that make up a teaching theme, and also considering that the teacher, when preparing his classes, makes use of a textbook, and this one can be used as a research source by his students, we wanted to understand the relationships between learning, established knowledge, and teaching process, guided by Gowin\'s triadic model. For this purpose, structures such as networks and concep maps were elaborated for all the collected data. In a very simplified way, concept networks are graphic representations constituted by nodes (concepts) that are linked to one another, forming a network with the clear intention of expressing a given knowledge structure. Concept maps are diagrams of meanings, that is, concepts organized in such a way that those who have relations with each other (within the understanding of who builds them) are linked by a line. Short and simple propositions are written on this line, explaining the meaning of the concept relation. The data from which these structures were elaborated are, for students (learning), an issue dealing with macroscopic and submicroscopic aspects of chemical equilibrium; for the textbook (established knowledge), the introductory text of the chapter that refers to the subject cited and; for the teacher (teaching process), a fragment of the first class, where the initial and primordial concepts related to the equilibruim were presented and discussed with the students. The analysis of the networks and concept maps revealed that, during the course, the students improved their knowledge regarding the main concepts about the theme. In addition, it was possible to see that in fact the elements of Gowin\'s triad are very intertwined, sometimes complemented, sometimes strengthened, but never contradicted. In relation to the macroscopic and submicroscopic aspects of the chemical equilibrium, it was noticed that both are not deepened in the discussion of the textbook and during the classes, which consequently reflected in a superficial approach made by the students.