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Tipo: Dissertação
Título: Separação e especiação de ferro utilizando sistema aquoso bifásico
Separation and speciation of iron using aqueous two-phase system
Autor(es): Campos, Raquel Araújo
Abstract: O propósito deste trabalho foi estudar a partição dos íons Fe(II), Fe(III) e Zn(II) em sistema aquoso bifásico (SAB) a fim de separar Fe(III) e Zn(II) e especiar Fe. A separação de Fe(III) e Zn(II) foi estudada utilizando os SABs constituídos pelo copolímero tribloco L64 e os eletrólitos citrato de sódio (Na3C6H5O7) ou citrato de amônio ((NH4)2HC6H5O7) e água na presença do extratante 1-(2-piridilazo)-2-naftol (PAN). Foi estudada a influência da quantidade de extratante adicionada, do pH do sistema, da natureza do eletrólito formador do SAB e do comprimento da linha de amarração (CLA) na porcentagem de extração (%E) dos íons. Ao empregar o SAB L64 + Na3C6H5O7 + H2O, em pH = 12,0, no CLA = 45,58 % (m/m) e com [PAN] = 1,00 mmol kg-1, a melhor eficiência de separação foi obtida, com fator de separação (S) de Fe(III) e Zn(II) igual a 118. Para esse SAB e com [PAN] = 0,500 mmol kg-1, estudamos a re-extração de Fe(III) e Zn(II) para a fase inferior em diversas concentrações de ácido (H2SO4 ou HNO3). Utilizando H2SO4 na concentração de 0,130 mol kg-1, recuperamos 84,2% de Zn(II). Para a especiação de Fe foram estudados os SABs PEO 1500 + Na3C6H5O7 + H2O, L64 + Na3C6H5O7 + H2O e PEO 1500 + Na2SO4 + H2O utilizando o extratante 1,10-fenantrolina (Fen) para separar as espécies a fim de determina-las via espectrometria de absorção atômica com chama (EAAC). A extração dos íons Fe(II) e Fe(III) é afetada pela quantidade de extratante adicionada, pelo pH, e pela natureza do eletrólito e do polímero formadores do SAB. No SAB PEO 1500 + Na3C6H5O7 + H2O com [Fen] = 10,0 mmol kg-1 e pH = 6,00 o Fe(II) foi extraído para a fase superior e o Fe(III) permaneceu na fase inferior, obtendo um fator de separação de Fe(II) e Fe(III) de 357. O SAB demonstrou ser uma boa alternativa para substituir a extração com solvente, que é muito utilizada para a separação de Fe(III) e Zn(II) e também para a especiação de Fe, pois o SAB utiliza componentes atóxicos, biodegradáveis e recicláveis, é fácil de usar, possui baixo custo e é eficiente.
The purpose of this work was to study the partition of ions Fe(II), Fe(III) and Zn(II) in aqueous two-phase system (ATPS) to separate Fe(III) and Zn(II) and to speciate Fe. The separation of Fe(III) e Zn(II) was studied using ATPS formed by triblock copolymer L64, electrolytes sodium citrate (Na3C6H5O7) or ammonium citrate ((NH4)2HC6H5O7) and water in the presence of the extractor 1-(2-piridilazo)-2-naftol (PAN). We studied the influence of the quantity of extractor added, the pH of the system, the nature of ATPS electrolyte and the tie line length (TLL) on the percentage extraction (%E) of ions. Using the selected ATPS L64 + Na3C6H5O7 + H2O at pH = 12,0, TLL = 45,58 % (m/m) and [PAN] = 1,00 mmol kg-1, the best separation efficiency was obtained, with a separation factor (S) between Fe(III) and Zn(II) equal to 118. For this ATPS system and at [PAN] = 0,500 mmol kg-1, we studied the Fe(III) and Zn(II) stripping to the bottom phase in different concentrations of acid (H2SO4 or HNO3). Using H2SO4 at 0,130 mol kg-1, we recover 84,2% of Zn(II). For iron speciation, we studied the ATPS systems PEO 1500 + Na3C6H5O7 + H2O, L64 + Na3C6H5O7 + H2O and PEO 1500 + Na2SO4 + H2O using the extractor 1,10-phenanthroline (Phen) to separate iron species in order to determine them via flame atomic absorption spectrometry (FAAS). The extraction of Fe(II) and Fe(III) is affected by the quantity of extractor added, the pH of the system and the nature of the ATPS polymer and electrolyte. In PEO 1500 + Na3C6H5O7 + H2O ATPS at [Fen] = 10,0 mmol kg-1 and pH = 6,00, Fe(II) was extracted to the top phase, while Fe(III) stayed in the bottom phase, obtaining a separation factor between Fe(II) and Fe(III) of 357. ATPS has proved to be a good alternative to replace solvent extraction, which is widely used for the separation of Fe(III) and Zn(II) and also for iron speciation, because ATPS uses non-toxic, biodegradable and recyclable components, is easy to use, has low cost and is efficient.
Palavras-chave: Ferro
Especiação (Química)
Sistemas aquosos bifásicos
CNPq: Química Analítica
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Citação: CAMPOS, Raquel Araújo. Separação e especiação de ferro utilizando sistema aquoso bifásico. 2014. 60 f. Dissertação (Mestrado em Agroquímica) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2014.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/6861
Data do documento: 25-Fev-2014
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