Oxidação eletroquímica de cromo (III)
| Ano de defesa: | 1992 |
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| Tipo de documento: | Dissertação |
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Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
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| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/54/54133/tde-02102025-163231/ |
Resumo: | A oxidação eletroquímica do Cr(III) foi estudada em H2SO4 3 M sobre PbO2 depositado sobre Pt e Au, e crescido sobre Pb. Os resultados obtidos a partir de experimentos de voltametria cíclica revelam que a oxidação ocorre por um mecanismo complexo, com uma reação eletroquímica rápida precedida e sucedida por etapas químicas rápidas, e uma reação em solução. Os voltamogramas revelaram que a presença de Cr3+ na solução inibe fortemente a oxidação do PbSO4 a PbO. Os resultados obtidos com o PbO2 depositado sobre os substratos de Pt e Au e gerado sobre Pb foram muito semelhantes, indicando que o substrato influi muito pouco na reação. As curvas de polarização mostraram uma relação Ln(i) vs η não linear, tendendo a um patamar independente do potencial. Este dado sugere que a etapa determinante da velocidade é uma das etapas químicas. Finalmente, foi montada uma eletrólise a corrente constante de 300 mA/cm², utilizando como ânodo o PbO2 gerado sobre Pb (eletrodo com área geométrica de 69 cm²) e como cátodo o Pb metálico. Em uma célula contendo 180 mL de uma solução 0,1M de Cr(III), todo o Cr(III) foi oxidado para Cr(VI) em aproximadamente 6 horas. As concentrações foram acompanhadas por espectrofotometria de absorção no UV-Vis., sendo que ambas as espécies de cromo apresentam dois picos de absorção: o Cr(III) em 412 e 585 nm e o Cr(VI) em 349 e 448 nm. Os dois picos do Cr(III) apresentaram um pequeno desvio da lei de Beer, enquanto os dois picos do Cr(VI) seguiram perfeitamente esta lei. Curvas de calibração serviram para determinar as respectivas concentrações, em intervalos de tempo discretos, durante a eletrólise. Com estes experimentos, mostrou-se que é possível regenerar banhos de cromatização esgotados, com importância para aplicação industrial. depositado sobre os substratos de Pt e Au e gerado sobre Pb foram muito semelhantes, indicando que o substrato influi muito pouco na reação.As curvas de polarização mostraram uma relação Ln(i) vs não linear, tendendo a um patamar independente do potencial. Este dado sugere que a etapa determinante da velocidade é uma das etapas químicas.Finalmente, foi montada uma eletrólise a corrente constante de 300 mA/cm², utilizando como ânodo o PbO2 gerado sobre Pb (eletrodo com área geométrica de 69 cm²) e como cátodo o Pb metálico. Em uma célula contendo 180 mL de uma solução 0,1M de Cr(III), todo o Cr(III) foi oxidado para Cr(VI) em aproximadamente 6 horas.As concentrações foram acompanhadas por espectrofotometria de absorção no UV-Vis., sendo que ambas as espécies de cromo apresentam dois picos de absorção: o Cr(III) em 412 e 585 nm e o Cr(VI) em 349 e 448 nm. Os dois picos do Cr(III) apresentaram um pequeno desvio da lei de Beer, enquanto os dois picos do Cr(VI) seguiram perfeitamente esta lei. Curvas de calibração serviram para determinar as respectivas concentrações, em intervalos de tempo discretos, durante a eletrólise.Com estes experimentos, mostrou-se que é possível regenerar banhos de cromatização esgotados, com importância para aplicação industrial. |
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Oxidação eletroquímica de cromo (III)Electrochemical oxidation of chromium (III)chromium (III)cromo (III)electrochemical oxidationelectrochemistryeletroquímicaoxidação eletroquímicaA oxidação eletroquímica do Cr(III) foi estudada em H2SO4 3 M sobre PbO2 depositado sobre Pt e Au, e crescido sobre Pb. Os resultados obtidos a partir de experimentos de voltametria cíclica revelam que a oxidação ocorre por um mecanismo complexo, com uma reação eletroquímica rápida precedida e sucedida por etapas químicas rápidas, e uma reação em solução. Os voltamogramas revelaram que a presença de Cr3+ na solução inibe fortemente a oxidação do PbSO4 a PbO. Os resultados obtidos com o PbO2 depositado sobre os substratos de Pt e Au e gerado sobre Pb foram muito semelhantes, indicando que o substrato influi muito pouco na reação. As curvas de polarização mostraram uma relação Ln(i) vs η não linear, tendendo a um patamar independente do potencial. Este dado sugere que a etapa determinante da velocidade é uma das etapas químicas. Finalmente, foi montada uma eletrólise a corrente constante de 300 mA/cm², utilizando como ânodo o PbO2 gerado sobre Pb (eletrodo com área geométrica de 69 cm²) e como cátodo o Pb metálico. Em uma célula contendo 180 mL de uma solução 0,1M de Cr(III), todo o Cr(III) foi oxidado para Cr(VI) em aproximadamente 6 horas. As concentrações foram acompanhadas por espectrofotometria de absorção no UV-Vis., sendo que ambas as espécies de cromo apresentam dois picos de absorção: o Cr(III) em 412 e 585 nm e o Cr(VI) em 349 e 448 nm. Os dois picos do Cr(III) apresentaram um pequeno desvio da lei de Beer, enquanto os dois picos do Cr(VI) seguiram perfeitamente esta lei. Curvas de calibração serviram para determinar as respectivas concentrações, em intervalos de tempo discretos, durante a eletrólise. Com estes experimentos, mostrou-se que é possível regenerar banhos de cromatização esgotados, com importância para aplicação industrial. depositado sobre os substratos de Pt e Au e gerado sobre Pb foram muito semelhantes, indicando que o substrato influi muito pouco na reação.As curvas de polarização mostraram uma relação Ln(i) vs não linear, tendendo a um patamar independente do potencial. Este dado sugere que a etapa determinante da velocidade é uma das etapas químicas.Finalmente, foi montada uma eletrólise a corrente constante de 300 mA/cm², utilizando como ânodo o PbO2 gerado sobre Pb (eletrodo com área geométrica de 69 cm²) e como cátodo o Pb metálico. Em uma célula contendo 180 mL de uma solução 0,1M de Cr(III), todo o Cr(III) foi oxidado para Cr(VI) em aproximadamente 6 horas.As concentrações foram acompanhadas por espectrofotometria de absorção no UV-Vis., sendo que ambas as espécies de cromo apresentam dois picos de absorção: o Cr(III) em 412 e 585 nm e o Cr(VI) em 349 e 448 nm. Os dois picos do Cr(III) apresentaram um pequeno desvio da lei de Beer, enquanto os dois picos do Cr(VI) seguiram perfeitamente esta lei. Curvas de calibração serviram para determinar as respectivas concentrações, em intervalos de tempo discretos, durante a eletrólise.Com estes experimentos, mostrou-se que é possível regenerar banhos de cromatização esgotados, com importância para aplicação industrial.The electrochemical oxidation of Cr(III) was studied in 3 M H2SO4 on PbO2 deposited on Pt and Au substrates and on PbO2 grown on Pb. The results from cyclic voltammetry experiments reveal that the oxidation occurs through a complex mechanism, composed of a fast electrochemical reaction that is preceded and followed by chemical steps, one of which is the rate-determining step (rds), and a reaction in solution. The voltammograms showed that the addition of Cr(III) to the H2SO4 solution strongly inhibits the PbSO4 oxidation current. The data for the three different substrates were very similar, indicating that the influence of the substrate was negligible. The steady-state polarization curves showed a non-linear ln(i) vs η relationship, which tended toward a plateau independent of the potential. This behavior suggests that the rate-determining step (rds) is a chemical step. Finally, a constant current electrolysis cell operating at 300 mA/cm2 was constructed, using a PbO2 anode (geometric area of 69 cm2) and a Pb cathode. In a 180 mL cell, a 0.1 M Cr(III) solution was completely oxidized in 6 hours, yielding only Cr(VI). The concentration profiles were monitored using ultraviolet-visible (UV-Vis) absorption spectroscopy, where both chromium species showed two absorption peaks: Cr(III) at 412 nm and 585 nm, and Cr(VI) at 349 nm and 448 nm. The Cr(VI) peaks followed Beers law in a straightforward manner, while the Cr(III) peaks exhibited a small deviation. Calibration curves were constructed and used to calculate the concentration vs. time dependence during the electrolysis. These experiments demonstrated that it is possible to regenerate depleted chromate baths, which is important for industrial applications.Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USPMazo, Luiz HenriqueSouza, Claudio Eduardo de1992-05-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttps://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/54/54133/tde-02102025-163231/reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USPinstname:Universidade de São Paulo (USP)instacron:USPLiberar o conteúdo para acesso público.info:eu-repo/semantics/openAccesspor2025-10-03T15:51:02Zoai:teses.usp.br:tde-02102025-163231Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://www.teses.usp.br/PUBhttp://www.teses.usp.br/cgi-bin/mtd2br.plvirginia@if.usp.br|| atendimento@aguia.usp.br||virginia@if.usp.bropendoar:27212025-10-03T15:51:02Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP - Universidade de São Paulo (USP)false |
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A oxidação eletroquímica do Cr(III) foi estudada em H2SO4 3 M sobre PbO2 depositado sobre Pt e Au, e crescido sobre Pb. Os resultados obtidos a partir de experimentos de voltametria cíclica revelam que a oxidação ocorre por um mecanismo complexo, com uma reação eletroquímica rápida precedida e sucedida por etapas químicas rápidas, e uma reação em solução. Os voltamogramas revelaram que a presença de Cr3+ na solução inibe fortemente a oxidação do PbSO4 a PbO. Os resultados obtidos com o PbO2 depositado sobre os substratos de Pt e Au e gerado sobre Pb foram muito semelhantes, indicando que o substrato influi muito pouco na reação. As curvas de polarização mostraram uma relação Ln(i) vs η não linear, tendendo a um patamar independente do potencial. Este dado sugere que a etapa determinante da velocidade é uma das etapas químicas. Finalmente, foi montada uma eletrólise a corrente constante de 300 mA/cm², utilizando como ânodo o PbO2 gerado sobre Pb (eletrodo com área geométrica de 69 cm²) e como cátodo o Pb metálico. Em uma célula contendo 180 mL de uma solução 0,1M de Cr(III), todo o Cr(III) foi oxidado para Cr(VI) em aproximadamente 6 horas. As concentrações foram acompanhadas por espectrofotometria de absorção no UV-Vis., sendo que ambas as espécies de cromo apresentam dois picos de absorção: o Cr(III) em 412 e 585 nm e o Cr(VI) em 349 e 448 nm. Os dois picos do Cr(III) apresentaram um pequeno desvio da lei de Beer, enquanto os dois picos do Cr(VI) seguiram perfeitamente esta lei. Curvas de calibração serviram para determinar as respectivas concentrações, em intervalos de tempo discretos, durante a eletrólise. Com estes experimentos, mostrou-se que é possível regenerar banhos de cromatização esgotados, com importância para aplicação industrial. depositado sobre os substratos de Pt e Au e gerado sobre Pb foram muito semelhantes, indicando que o substrato influi muito pouco na reação.As curvas de polarização mostraram uma relação Ln(i) vs não linear, tendendo a um patamar independente do potencial. Este dado sugere que a etapa determinante da velocidade é uma das etapas químicas.Finalmente, foi montada uma eletrólise a corrente constante de 300 mA/cm², utilizando como ânodo o PbO2 gerado sobre Pb (eletrodo com área geométrica de 69 cm²) e como cátodo o Pb metálico. Em uma célula contendo 180 mL de uma solução 0,1M de Cr(III), todo o Cr(III) foi oxidado para Cr(VI) em aproximadamente 6 horas.As concentrações foram acompanhadas por espectrofotometria de absorção no UV-Vis., sendo que ambas as espécies de cromo apresentam dois picos de absorção: o Cr(III) em 412 e 585 nm e o Cr(VI) em 349 e 448 nm. Os dois picos do Cr(III) apresentaram um pequeno desvio da lei de Beer, enquanto os dois picos do Cr(VI) seguiram perfeitamente esta lei. Curvas de calibração serviram para determinar as respectivas concentrações, em intervalos de tempo discretos, durante a eletrólise.Com estes experimentos, mostrou-se que é possível regenerar banhos de cromatização esgotados, com importância para aplicação industrial. |
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