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Document type: Dissertação
Access type: Acesso Aberto
Title: Determinação de manganês em etanol combustível por voltametria de redissolução
Author: Lima, Fernanda Ferraz
First Advisor: Muñoz, Rodrigo Alejandro Abarza
First member of the Committee: Santos, Wallans Torres Pio dos
Second member of the Committee: Santos, André Luiz dos
Summary: A ANP (Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis) monitora os níveis de ferro e cobre no etanol combustível, porém a determinação de manganês é necessária devido aos efeitos negativos de metais que aceleram a formação de gomas e sedimentos no interior de motores e tanques de armazenamento. As ligas metálicas utilizadas desde a fabricação até a distribuição deste combustível são compostas por aço-carbono e/ou aço inoxidável que possuem em sua composição química consideráveis teores de manganês. Este trabalho propõe um método simples e de baixo custo para a determinação de manganês por voltametria de redissolução catódica de onda quadrada utilizando eletrodo de carbono vítreo como detector. A caracterização voltamétrica foi realizada de -1,0 a +1,5 V para a verificação de seu perfil eletroquímico do manganês. Para sua quantificação, as seguintes condições foram empregadas: potencial de deposição de +1,2 V durante 180 segundos, potencial de condicionamento de -0,5 V durante 30 segundos, eletrólito tampão Britton-Robinson 0,04 mol L-1 ajustado em pH 4, proporção de etanol na célula eletroquímica de 2,5% (v/v), amplitude de 100 mV, frequência de 30 Hz, degrau de potencial de 10 mV e velocidade de agitação 2250 rpm. Foram avaliados alguns parâmetros para a validação de método, como repetitividade, linearidade, recuperações, limites de detecção e quantificação. Os seguintes resultados foram obtidos: repetitividade com desvio padrão de 5,58% para 10 leituras, frequência analítica de 16 análises h-1, valores de recuperação de 91% a 111%, faixa linear de 3 a 175 μg L-1, limite de detecção de 0,9 μg L-1 e limite de quantificação de 3 μg L-1. O teor de manganês nas amostras de etanol combustível analisadas situou-se abaixo do limite de detecção do método. Buscando o desenvolvimento de método alternativo para a determinação de manganês, as amostras de etanol combustível passaram por um prétratamento que consistiu na evaporação completa do etanol seguida pela digestão ácida do resíduo orgânico com uma mistura oxidante (H2O2 + HNO3). No entanto, este método não produziu valores aceitáveis de adição e recuperação (111 a 160%) empregando as mesmas condições otimizadas de uso do carbono vítreo nas análises diretas de etanol combustível, indicando possível efeito de matriz resultante do tratamento da amostra.
Abstract: The ANP (National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels) inspects only the levels of iron and copper in fuel ethanol, however the determination of manganese is also necessary due to the negative effects of metals that accelerate the formation of gums and sediments inside engines and storage tanks. The metal alloys employed since the manufacturing until to distribution of this fuel are composed of carbon steel and / or stainless steel which contain considerable amounts of manganese in their chemical composition. This work proposed the determination of manganese by square-wave cathodic stripping voltammetry employing a glassy-carbon electrode as detector. The voltammetric characterization was accomplished between -1,0 and +1,5 to verify the electrochemical behavior oh manganese. For its determination, the following conditions were employed: deposition potential of 1.2 V for 180 seconds, conditioning potential of -0.5 V for 30 seconds, 0.04 mol L-1 Britton-Robinson buffer solution at pH 4, ethanol ratio in the electrochemical cell of 2.5% (v/v), amplitude of 100 mV, frequency of 30 Hz, a step of 10 mV and stirring speed of 2250 rpm. Some parameters for the validation of method were evaluated, such as repeatability, linearity, recovery test, limits of detection and quantification. The following results were obtained: repeatability with standard deviation of 5.58 % for 10 readings, analytical frequency of 16 analysis h-1, recovery values between 90.8 % and 110.9 %, linear range between 3 and 175 μg L-1, detection limit of 0.9 μg L-1 and quantification limit of 3 μg L-1. The content of manganese in the analyzed fuel ethanol samples were below the detection limit of the proposed method. Searching for the development of an alternative method for the determination of manganese, the fuel ethanol samples were pretreated by complete evaporation followed by acid digestion of the organic residue with an oxidant mixture (H2O2 + HNO3). However, this method did not provide acceptable recovery values (111 160%) employing the same optimized conditions to the use of glassy carbon for the direct analyses of fuel ethanol, which indicates a possible matrix effect resulting from the sample pretreatment.
Keywords: Etanol combustível
Manganês
Voltametria de redissolução catódica
Eletrodo de carbono vítreo
Fuel ethanol
Manganese
Cathodic stripping voltammetry
A glassy carbon electrode
Álcool
Voltametria
Eletrodo de carbono
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Language: por
Country: BR
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Institution Acronym: UFU
Department: Ciências Exatas e da Terra
Program: Programa de Pós-graduação em Química
Quote: LIMA, Fernanda Ferraz. Determinação de manganês em etanol combustível por voltametria de redissolução. 2014. 78 f. Dissertação (Mestrado em Ciências Exatas e da Terra) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2014.
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/17418
Date of defense: 26-Jun-2014
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