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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autora: May, Gyda Marie
Título: Otimização Multivariada para a Determinação Direta de Ni Utilizando Voltametria de Redissolução Anódica em um Sistema Homogêneo de Solventes
Ano: 2006
Orientador: Prof. Dr. João Carlos de Andrade
Departamento: Química Analítica
Palavras-chave: Voltametria, Níquel, Sistema ternário, Planejamento split-splot
Resumo: A busca por alternativas práticas para a análise de amostras de controle de efluentes industriais resultou na modelagem e otimização de um sistema ternário homogêneo de solventes (STHS), composto por N,N-dimetilformamida (DMF), etanol e água, para a determinação de Ni por voltametria de varredura anódica com pulso diferencial (DPASV), usando acetato de amônio e HCI como eletrólitos de suporte. Como o Ni apresenta sinais DPASV nulos ou quase nulos em soluções aquosas e em misturas binárias etanol-água, foi necessário modelar e otimizar o sistema de análise como um todo, usando o planejamento estatístico multivariado "split-plot". Com a adição de N,N-dimetilformamida à mistura, observou-se um pico voltamétrico bem definido para o níquel em 250 mV. Por esses estudos, o sistema de mistura mais favorável para a determinação de níquel é composto por 80% m/m DMF, 10% m/m etanol e 10% m/m água. Sob essas condições, obteve-se uma faixa linear de resposta para a concentração entre 30 e 1000 mg L de íons níquel, com um limite de detecção calculado de 4,0 mg L, e limite de quantificação de 40 mg L. Estudos univariados adicionais mostraram que apenas cobalto e cobre interferem de maneira significativa na determinação de níquel por DPASV-STHS, quando as razões de Co / Ni e de Cu / Ni estiverem acima de 0,5 e 7, respectivamente. Níveis elevados de ferro e zinco em relação ao níquel (Fe / Ni e Zn / Ni maiores que 1000) também podem afetar o pico do Ni. Dos quatro elementos investigados para a determinação simultânea com o níquel por DPASV-STHS (cobre, chumbo, cádmio e zinco), o cádmio foi o que apresentou uma sensibilidade mais próxima a do níquel, além dos picos associados aos dois elementos serem bem definidos e separados. O método DPASV-STHS foi aplicado na determinação de cobre e de níquel em amostras de águas resíduárias (efluentes) industriais, verificando-se que o procedimento proposto pode ser usado em rotina, para o controle do nível desses elementos ("screening") em processos de tratamentos de efluentes industriais. Os resultados das medidas voltamétricas foram comparados com os obtidos por absorção atômica, mostrando que o método voltamétrico proposto pode ser usado em controle ambiental, com um custo bem menor.
Abstract: The search for alternative practices for the analysis of control samples of industrial wastewater resulted in the modeling and optimization of a Homogeneous Ternary Solvent System (HTSS), composed of N,N-dimethylformamide (DMF), ethanol and water, for the determination of Ni by Differential Pulse Anodic Stripping Voltammetry (DPASV), using ammonium acetate and HCI as supporting electrolytes. As Ni presents no or low DPASV signals in aqueous solutions and in binary mixtures of ethanol-water, it was necessary to model and optimize the system of analysis as a whole, using the multivariate "split-plot" statistical designo With the addition of N,N-dimethylformamide to the mixture, a well defined voltammetric peak for nickel at 250 mV was observed. By these studies, the most favorable mixture system for the determination of nickel is composed of 80% m/m DMF, 10% m/m ethanol and 10% m/m water. Under these conditions, a linear response range for the concentrations between 30 and 1000 mg L of nickel ions, with a calculated detection limit of 4,0 mg L, and quantification limit of 40 mg L was obtained. Additional univariate studies showed that only cobalt and copper interfere in a significant way in the determination of nickel by DPASV-STHS, when the ratios of Co / Ni and of Cu / Ni are above 0,5 and 7, respectively. Elevated levels of iron and zinc in relation to nickel (Fe / Ni and Zn / Ni larger than 1000) may also affect the peak of Ni. Of the four elements investigated for simultaneous determination with nickel by DPASV-STHS (copper, iron, cadmium and zinc), cadmium presented a sensibility closest to that of nickel, besides the peaks associated with both elements being well defined and separate. The DPASV-STHS method was applied to the determination of copper and of nickel in industrial wastewater samples, verifying that the proposed procedure can be used in screening processes of industrial wastewater. The results of the voltammetric measurements were compared with those obtained by atomic absorption, showing that the proposed voltammetric method can be used in environmental management control, with a much lower cost.
Arquivo (Texto Completo): vtls000411711.pdf ( tamanho: 1,06MB )

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