Comportamento redox de metais de valência zero (Mg°, Al°, Fe°, Ni°, Cu° e Zn°) na redução de nitrato e p-nitrofenol

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Matias, Alexsandro Antônio
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; Agroquímica
• Palavras-chave em Português: Análise eletroquímica; Potencial elétrico; Nitratos; Química Analítica
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/29485

O presente trabalho descreve o comportamento redox dos metais de valência zero (Mg°, Al°, Fe°, Ni°, Cu° e Zn°) na redução de nitrato e p-nitrofenol e na ausência dessas espécies. Foram avaliados o pH, a diferença de potencial redox (E H ) na solução e nos metais de valência zero. O comportamento do pH durante os processos foram explicados pela função tamponante, assim como a formação de hidróxidos nas superfícies, passivando-as. Apenas no sistema envolvendo Mg o não houve passivação e houve uma elevação mais acentuada do pH, uma vez que esse metal não tem característica tamponantes em valores de pH menores que 10. O Ni o e Cu o não sofreram oxidação em nenhuma das condições estudadas. Entre os demais metais somente Mg°, Zn° e Al°, foram eficientes na redução do ânion NO 3 ‾ a NO 2 ‾. Um método analítico para determinação de nitrato foi desenvolvido utilizando alumínio como agente redutor, e cobre como mediador redox. A presença do filme de cobre à superfície do Al° permitiu um aumento na eficiência de redução de nitrato a nitrito de 2,5% para 16%. A redução do nitrato foi mais eficiente em valor de pH 12,00, sendo utilizado no desenvolvimento do método. O método de análise apresentou uma faixa analítica de 2,0 a 100 µmol L -1 , com um coeficiente de determinação de 0,9996 e um desvio padrão dos resíduos (s res ) de 7,59 10 -4 µmol L -1 . Os limites de detecção e quantificação foram de 0,59 e 2,0 µmol L - 1 , respectivamente. Este método permite a substituição do cádmio coperizado como redutor do nitrato, com vantagens ambientais, em custo, e em frequência analítica, uma vez que várias amostras podem ser processadas em paralelo.. A degradação da molécula modelo de p-nitrofenol foi estudada com esse metais. Observou-se a grande influência do pH e as alterações nos potenciais dos metais de valência zero e da solução. O monitoramento da concentração dos íons metálicos em solução permitiu discernir entre os efeitos de redução da água e oxigênio daqueles associados aos processos de degradação do p-nitrofenol. Os potenciais padrões de redução dos metais não foram suficientes para explicar a degradação do p-nitrofenol sobre as superfícies metálicas. As áreas de exposição dos metais somente foram limitantes ao processo envolvendo o Fe° e Zn°, que também apresentaram os melhores resultado de degradação (61,3% e 68,3% de degradação, respectivamente), quando o pH foi mantido em 3,0. O presente trabalho permitiu uma melhor compreensão dos processos envolvidos na degradação de compostos por metais de valência zero e será importante na comparação e explicação de processos em escala nanométrica. O monitoramento da diferença de potencial elétrico da superfície metálica de dimensões macroscópicas em relação a um eletrodo de referência de Ag/AgCl, assim como da solução, com uma eletrodo de platina combinado, aliado ao monitoramento do pH, da concentração dos compostos de interesse e do íon metálico de interesse. Este estudo permitirá, a posteriori, modelar e explicar os comportamentos de todas as variáveis observadas a partir de uma visão holística envolvendo a cinética química, química das soluções, eletródica e eletroquímica termodinâmica. Palavras-chave: Diferença de potencial elétrico. Nitrato. p-Nitrofenol.