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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autor: Cuelbas, Cláudio José
Título: Um Estudo das Interações entre as Variáveis de Misturas e Processos para a Técnica de Extração por Fase Única Utilizando Planejamento "Split-Plot"
Ano: 2005
Orientador: Prof. Dr. João Carlos de Andrade
Departamento: Química Analítica
Palavras-chave: Quimiometria, Metais, Otimização, Modelamento
Resumo: Estudou-se a técnica de extração por fase única com auxílio de métodos estatísticos multivariados e as influências das variáveis de processo e de mistura na porcentagem de extração foram determinadas. O planejamento split-plot, que se distingue pela sua restrição à aleatorização completa das variáveis foi empregado para estudar a técnica de extração por fase única. A aleatorização completa é prejudicada quando um grupo escolhido de variáveis é mantido constante em um determinado nível enquanto um outro grupo varia. As condições são invertidas quando o segundo grupo de variáveis, desta vez, é mantido constante enquanto o primeiro é estudado. O grupo que se mantém constante a cada conjunto de experimentos é considerado como main-plot e o outro sub-plot. A técnica de extração por fase única empregada nesta tese foi o sistema de solvente ternário composto de água, etanol e metil-isobutil-cetona (MIC), com uso de tenoiltrifluoroacetona (TTA) como agente complexante para a extração de ferro e cobre. O grupo de variáveis main-plot consiste da concentração de TTA e a presença de ácido ou base, com os valores correspondendo a: 0,01 ou 0,001 mol kg em TTA e 0,05 mol kg em HNO3 ou 0,04 mol kg em NH4OH. Onze diferentes composições de água, etanol ou MIC formaram o grupo de variáveis sub-plot. Os experimentos foram executados em ordem aleatória. Cada conjunto sub-plot, em cada condição main-plot, também escolhida aleatoriamente, foi diariamente estudado nas diferentes composições. Então, onze extrações foram executadas diariamente, uma com cada composição de mistura, e uma segunda replicata dos experimentos de cada sub-plot foram executadas em outro dia, quando os experimentos sub-plot foram repetidos. As onze composições de mistura continham de 5 a 37,5% m/m em água, de 42,5% a 65% m/m em etanol e de 20 a 52,5% m/m em MIC. Após as extrações, as fases orgânica e aquosa foram analisadas por espectrometria de absorção atômica para determinar a quantidade de ferro e cobre. A metodologia proposta por Cornell para o planejamento split-plot foi aplicada aos resultados de extração de ferro e cobre e os efeitos das variáveis main e sub-plot foram significativas, bem como os efeitos de interação entre as variáveis main e sub-plot, demonstrando a importância do planejamento utilizado.
Abstract: The single phase extraction technique has been studied by of way the multivariate approach, where the influence of the process and the mixture variables on the extraction percent was determined. The split-plot design, employed to study this technique, is distinguished by its lack of complete randomization of the variables. Randomness is lost when one the groups of variables chosen is held constant at a determined level while the other group varies. Conditions are then reversed as the second group of variables is held constant while the first group is being studied. The constant group is considered as main-plot variables and the other group as sub-plot variables. The single phase technique used in this thesis was a ternary solvent system composed of water, ethanol and methylisobutylketone (MIBK), used together with thenoiltrifluoroacetone (TIA) as a complexing agent for the extraction of iron and copper. The group of main-plot variables consists of the concentration of TTA and the presence of acid or base, with the following values corresponding to each: 0,01 or 0.001 mol kg of the TTA and 0.05 mol kg of HNO3 or 0.04 mol kg of NH4OH. Eleven different compositions of water, ethanol and MIBK make up the sub-plot group of variables. The experiments were carried out in random order within each sub plot, and each main plot, also chosen at random, was set daily at a different leveI. Thus eleven extractions were carried out daily, one with each mixture composition, and a second replicate of the experiments of each sub-plot was carried out on another day, when the sub-plot experiments were repeated. The eleven mixture compositions contained between 5 and 37.5% w/w water, from 42.5% to 65% w/w ethanol and from 20 to 52.5% w/w MIBK. After the extractions, the organic and aqueous phases were analyzed by flame atomic absorption spectrometry to determine the amount of iron and copper. The methodology of Cornell for the split-plot design was applied to the results from extraction of Fe(lll) and Cu(lI) and the effects from the main and sub-plot variables were significant, as was the effect of the interaction between the main and sub-plot variables, demonstrating the importance of the design used.
Arquivo (Texto Completo): vtls000359993.pdf ( tamanho: 865 KB )

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