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Tese de Doutorado
DOI
10.11606/T.46.1987.tde-17082011-122233
Documento
Autor
Nome completo
Lucio Angnes
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 1987
Orientador
Título em português
Estudos de adsorção e equilíbrio nos sistemas Cd(II) / SCN-/ C6H12N4 e Cd(II)/I-/SCN-. aperfeiçoamento de métodos e eletrodo
Palavras-chave em português
Adsorção
Complexos binários
Complexos ternários
Construção de eletrodo de gota pendente de mercúrio
Eletrodo (Desenvolimento)
Estudos de adsorção de complexos
Processos sinérgicos de adsorção
Resumo em português
Na presente tese investigou-se a adsorção induzida de um cátion metálico (cádmio(II)) na presença simultânea de dois ligantes (um pseudo-haleto e uma amina ou haleto) na interface eletrodo de mercúrio/solução aquosa, com vistas a uma melhor compreensão desse processo. Os estudos de adsorção foram precedidos por estudos de equilíbrio dos compostos de coordenação formados em solução aquosa. Medidas experimentais foram feitas por potenciometria com eletrodo de amálgama, em força iônica 1,00 M, ajustada com NaCl04. Análise dos dados por programas computacionais adequados levou à quantificação das constantes de estabilidade de 7 espécies binárias e 9 espécies mistas para o sistema Cd(II)/ SCN-/C6H12N4 e de 8 espécies binárias e 6 mistas para o sistema Cd(II)/I-/SCN-, sendo todas estas espécies mononucleares. Para possibilitar um maior grau de automação das medidas cronocoulométricas de adsorção, o eletrodo de gota pendente de mercúrio, anteriormente desenvolvido no IQ-USP, teve seu sistema mecânico aperfeiçoado e passou a ser controlado por computador. O "software" se incumbe de calcular e comandar o tempo de abertura da micro-válvula do eletrodo para gerar gotas com a área solicitada. Aproveitando a possibilidade de realizar aquisição (de dados de carga durante e após a formação das gotas de mercúrio, introduziu-se um novo método para corrigir a componente faradaica que interfere nos experimentos de determinação da carga absoluta do eletrodo por extrusão. Após provar o bom funcionamento do método, conseguiu-se a combinação inédita do método de extrusão de gotas com acronocoulometria num único experimento automatizado feito com a mesma gota de mercúrio. Com as informações assim geradas, torna-se possível conhecer e optar entre o potencial e a carga absoluta como parâmetro que define o estado elétrico da interface eletrodo/solução. Com esta combinação de técnicas, foi investigada a adsorção de cádmio induzida por tiocianato e hexametilenotetramina. Este sistema apresentou um interessante comportamento: a hexametilenotetramina, ao contrário do tiocianato, não induz a adsorção de ions cádmio, mas na presença desse pseudo-haleto provoca um intenso reforço na adsorção induzida que pode alcançar um fator de 50 vezes. Também foi possível realizar estimativas sobre as espécies que adsorvem preferencialmente, e da área média ocupada pelos complexos na condição de máxima adsorção. A energia livre de adsorção pode ser estimada pela isoterma de Henry, para baixas concentrações de ligantes. A adsorção de cádmio induzida por iodeto e tiocianato foi investigada de maneira preliminar. Nos estudos deste sistema ficou bem evidenciada a importância da utilização da carga como variável independente, ao invés do potencial.
Título em inglês
Adsorption and equilibrium studies of the systems Cd(II)/SCN-/C6N12H14 and Cd(II)/I-/SCN-. Improvement of methods and of the electrode
Palavras-chave em inglês
Adsorption
Binary complexes
Construction of hanging mercury drop electrodes
Electrode (Development)
Ternary complexes
Resumo em inglês
The induced adsorption of a metallic cation (cadmium (II)) in the presence of two ligands, simultaneously (a pseudo-halide and an amine or halide), has been investigated at the mercury electrode/aqueous solution interface with the purpose of gaining a better understanding about such kind of process. The adsorption studies have been preceded by studies of the equilibria of the coordination compounds formed in aqueous solutions. Experimental measurements have been made by potentiometry with an amalgam electrode with 1,00 M ionic strength adjusted with NaClO4. Analysis of the data with adequated software allowed the quantification of the stability constants of 7 binary and 8 mixed species for the system Cd(II)/ SCN-/C6H12N4-/SCN-, all species being mononuclear. To provide a greater degree of automation of the chronocoulometric measurements of adsorption, the hanging drop mercury electrode, formely developed at the Chemistry Institute-USP, has had its mechanical parts perfectioned and wasput under computer control. A software was written to calculate and control the opening and closure of the micro-solenoid valve of the electrode to generate drops with the required area. A new method for the correction of the faradaic component that interferes with the absolute electrode charge during extrusion experiments was introduced and applied to charge measurements obtained making data aquisition during and shortly after the drop formation. Once proved that the method works, efforts were directed to combine the extrusion with the chronocoulometric measurements in one automated experiment dane with the same mercury drop. As a result, it is now a simple matter to make a choice between potential or charge on the electrode to define the electric state of the electrode/solution interface. With this combination of techniques, the adsorption of cadmium(II) induced by thiocyanate and hexamethylenetetramine has been investigated. An interesting behavior whas observed: the hexamethylenetetramine alone, doesn't induce adsorption of cadmium (II) as does the thiocyanate but provides a strong reinforcement (up to a factor of 50) of the induced adsorption when it is present simultaneously with the pseudo-halide. Some estimatives about the species that can adsorb preferentially has been made, as well as an evaluation of the mean area ocupied by the complexes at the maximum adsorption condition. The free energy of adsorption has been calculated, considering an Henry isotherm for the lowest concentration range. Preliminary studies of the induced adsorption of the Cd(II)/I-/SCN- system revealed a slight reinforcement of the adsorption, when both ligands are presente. The iodide always controls the process. The advantage of using the charge in place of potential as the independent variable is evident for this system.
 
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Data de Publicação
2011-08-26
 
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