Aplicação e otimização de métodos eletroquímicos combinados para remoção e determinação de cromo hexavalente em efluentes simulados

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Moura, Elaine Cristina Martins de
• Orientador(a): Huitle, Carlos Alberto Martinez
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Eletrocoagulação; Cromo hexavalente; Eletroanálise; Planejamento fatorial; Metodologia de superfície de resposta
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/20754

O cromo hexavalente é um dos metais pesados presente em diversos efluentes industriais, e dependendo de sua concentração pode causar danos irreparáveis ao meio ambiente e aos seres humanos. Diante deste contexto, este trabalho objetivou-se na aplicação de métodos eletroquímicos 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 traço de grafite (trabalho), Ag/AgCl (referência) e platina (contra-eletrodo), as amostras coletadas foram complexadas com a 1,5-difenilcarbazida e em seguida submetidas à análise. Na remoção de Cr6+ foi aplicado o processo de eletrocoagulação (EC), utilizando eletrodos de Fe e Al. As variáveis que constituíram o planejamento fatorial 24, aplicado para otimização do processo de EC, foram: densidade de corrente (5 e 10 mA.cm-2), temperatura (25 e 60ºC), concentração (50 e 100 ppm) e velocidade de agitação (400 e 600 RPM). Através dos testes preliminares foi possível a adequação da aplicação da VPD para o monitoramento de Cr6+, removido durante a o processo de EC. Os eletrodos de Fe e Al, como ânodos de sacrifício, mostraram resultados satisfatórios no processo de EC, entretanto o Fe favoreceu uma remoção completa em 30 min, enquanto que, com Al ocorreu em 240 min. Na aplicação do planejamento fatorial 24 e análise da Metodologia de Superfície de Resposta foi possível a otimização do processo de EC para remoção de Cr6+ em H2SO4 0,5 mol.L-1, na qual a temperatura, com efeito positivo, foi a variável que apresentou maior significância estatística em relação às demais variáveis e interações, enquanto que na otimização do processo de EC para remoção de Cr6+ em NaCl 0,1 mol.L-1 a densidade de corrente, com efeito positivo, e a concentração, com efeito negativo, foram as variáveis que apresentaram maior significância estatística em relação à temperatura, velocidade de agitação e as demais interações. A utilização dos eletrólitos suportes NaCl e Na2SO4 não apresentaram diferenças significativas, entretanto o NaCl apresentou uma rápida melhora na cinética de remoção de Cr6+, e o aumento da concentração de NaCl proporcionou um aumento na condutividade da solução, o que resultou em menor consumo energético. Os desgastes dos eletrodos avaliados em todos os processo de EC mostraram que o Al em H2SO4 0,5 mol.L-1, sofre anodização durante o processo de EC, logo a perda de massa experimental é menor que a perda de massa teórica, entretanto Fe, no mesmo meio, mostrou uma perda de massa experimental maior que a estimada teoricamente, porque ocorre uma reação espontânea 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 teórica. E ainda foi verificado o consumo energético de todos os processos aplicados neste estudo, os quais apresentaram um baixo custo operacional, viabilizando desta forma a aplicação do processo de EC para o tratamento de efluentes industriais. Os resultados obtidos foram satisfatórios, pois foi alcançada a remoção completa do Cr6+ em todos os processos aplicados neste estudo.