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Previous issue date: 2015-07-28 / O cromo hexavalente ? um dos metais pesados presente em diversos efluentes industriais, e dependendo de sua concentra??o pode causar danos irrepar?veis ao meio ambiente e aos seres humanos. Diante deste contexto, este trabalho objetivou-se na aplica??o de m?todos eletroqu?micos para monitorar e remover o Cr6+ em efluente simulado. Para o monitoramento foi aplicada a Voltametria de Pulso Diferencial (VPD), utilizando os eletrodos de ultra tra?o de grafite (trabalho), Ag/AgCl (refer?ncia) e platina (contra-eletrodo), as amostras coletadas foram complexadas com a 1,5-difenilcarbazida e em seguida submetidas ? an?lise. Na remo??o de Cr6+ foi aplicado o processo de eletrocoagula??o (EC), utilizando eletrodos de Fe e Al. As vari?veis que constitu?ram o planejamento fatorial 24, aplicado para otimiza??o do processo de EC, foram: densidade de corrente (5 e 10 mA.cm-2), temperatura (25 e 60?C), concentra??o (50 e 100 ppm) e velocidade de agita??o (400 e 600 RPM). Atrav?s dos testes preliminares foi poss?vel a adequa??o da aplica??o da VPD para o monitoramento de Cr6+, removido durante a o processo de EC. Os eletrodos de Fe e Al, como ?nodos de sacrif?cio, mostraram resultados satisfat?rios no processo de EC, entretanto o Fe favoreceu uma remo??o completa em 30 min, enquanto que, com Al ocorreu em 240 min. Na aplica??o do planejamento fatorial 24 e an?lise da Metodologia de Superf?cie de Resposta foi poss?vel a otimiza??o do processo de EC para remo??o de Cr6+ em H2SO4 0,5 mol.L-1, na qual a temperatura, com efeito positivo, foi a vari?vel que apresentou maior signific?ncia estat?stica em rela??o ?s demais vari?veis e intera??es, enquanto que na otimiza??o do processo de EC para remo??o de Cr6+ em NaCl 0,1 mol.L-1 a densidade de corrente, com efeito positivo, e a concentra??o, com efeito negativo, foram as vari?veis que apresentaram maior signific?ncia estat?stica em rela??o ? temperatura, velocidade de agita??o e as demais intera??es. A utiliza??o dos eletr?litos suportes NaCl e Na2SO4 n?o apresentaram diferen?as significativas, entretanto o NaCl apresentou uma r?pida melhora na cin?tica de remo??o de Cr6+, e o aumento da concentra??o de NaCl proporcionou um aumento na condutividade da solu??o, o que resultou em menor consumo energ?tico. Os desgastes dos eletrodos avaliados em todos os processo de EC mostraram que o Al em H2SO4 0,5 mol.L-1, sofre anodiza??o durante o processo de EC, logo a perda de massa experimental ? menor que a perda de massa te?rica, entretanto Fe, no mesmo meio, mostrou uma perda de massa experimental maior que a estimada teoricamente, porque ocorre uma rea??o espont?nea do Fe com H2SO4, e quando o meio reacional foi o NaCl e Na2SO4 a perda de massa experimental aproximou-se da perda de massa te?rica. E ainda foi verificado o consumo energ?tico de todos os processos aplicados neste estudo, os quais apresentaram um baixo custo operacional, viabilizando desta forma a aplica??o do processo de EC para o tratamento de efluentes industriais. Os resultados obtidos foram satisfat?rios, pois foi alcan?ada a remo??o completa do Cr6+ em todos os processos aplicados neste estudo. / Hexavalent chromium is a heavy metal present in various industrial effluents, and
depending on its concentration may cause irreparable damage to the environment
and to humans. Facing this surrounding context, this study aimed on the application
of electrochemical methods to determine and remove the hexavalent chromium (Cr6+)
in simulated wastewater. To determine was applied to cathodic stripping voltammetry
(CSV) using ultra trace graphite electrodes ultra trace (work), Ag/AgCl (reference)
and platinum (counter electrode), the samples were complexed with 1,5-
diphenylcarbazide and then subjected to analysis. The removal of Cr6+ was applied
electrocoagulation process (EC) using Fe and Al electrodes. The variables that
constituted the factorial design 24, applied to optimizing the EC process, were:
current density (5 and 10 mA.cm-2), temperature (25 and 60 ?C), concentration (50
and 100 ppm) and agitation rate (400 and 600 RPM). Through the preliminary test it
was possible the adequacy of applying the CSV for determining of Cr6+, removed
during the EC process. The Fe and Al electrodes as anodes sacrifice showed
satisfactory results in the EC process, however Fe favored complete removal in 30
min, whereas with Al occurred at 240 min. In the application of factorial design 24 and
analysis of Response Surface Methodology was possible to optimize the EC process
for removal of Cr6+ in H2SO4 solution (0.5 mol.L-1), in which the temperature, with
positive effect, was the variable that presented higher statistical significance
compared with other variables and interactions, while in optimizing the EC process
for removal of Cr6+ in NaCl solution (0.1 mol.L-1) the current density, with positive
effect, and concentration, with a negative effect were the variables that had greater
statistical significance with greater statistical significance compared with other
variables and interactions. The utilization of electrolytes supports NaCl and Na2SO4
showed no significant differences, however NaCl resulted in rapid improvement in
Cr6+ removal kinetics and increasing the NaCl concentration provided an increase in
conductivity of the solution, resulting in lower energy consumption. The wear of the
electrodes evaluated in all the process of EC showed that the Al in H2SO4 solution
(0.5 mol.L-1), undergoes during the process of anodization CE, then the experimental
mass loss is less than the theoretical mass loss, however, the Fe in the same
medium showed a loss of mass greater experimental estimated theoretically. This
fact is due to a spontaneous reaction of Fe with H2SO4, and when the reaction
medium was the NaCl and Na2SO4 loss experimental mass approached the
theoretical mass loss. Furthermore, it was observed the energy consumption of all
processes involved in this study had a low operating cost, thus enabling the
application of the EC process for treating industrial effluents. The results were
satisfactory, it was achieved complete removal of Cr6+ in all processes used in this
study.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/20754 |
| Date | 28 July 2015 |
| Creators | Moura, Elaine Cristina Martins de |
| Contributors | 01139059980, http://lattes.cnpq.br/2485073932883264, Rossi, C?tia Guaraciara Fernandes Teixeira, 77044568491, http://lattes.cnpq.br/0103853142184734, Ara?jo, Eliane Gon?alves de, 03363541422, http://lattes.cnpq.br/4720265425355110, Nascimento, Jos? Heriberto Oliveira do, 02452573493, http://lattes.cnpq.br/7033735079037677, Silva, Djalma Ribeiro da, Huitle, Carlos Alberto Martinez |
| Publisher | Universidade Federal do Rio Grande do Norte, PROGRAMA DE P?S-GRADUA??O EM QU?MICA, UFRN, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | English |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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