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Title: Determinação da alcalinidade de águas de alta salinidade e alta força iônica a 25ºc.
Other Titles: Determination of alkalinity of high salinity waters and high ionic strength at 25ºc.
???metadata.dc.creator???: OLIVEIRA, José Florencio de.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: CAVALCANTI, Bernadete Feitosa.
???metadata.dc.contributor.referee1???: PRASAD, Shiva.
Keywords: Alcalinidade - Determinação;Água - Salinidade;Águas de Alta Forca Iônica;Efeito do Residual de Potencial de Juncão Liquida (RPJL);Células Eletroquímicas - Uso;Juncão Líquida;Eletrodo de Referência;Solução Saturada de Cloreto de Potássio;Titulação de Gran - Método;Sistema de Modelagem;Alkalinity - Determination;Water - Salinity;High Ionic Strength Waters;Effect of Residual Net Junction Potential (RPJL);Electrochemical Cells - Use;Net Junction;Reference Electrode;Saturated Potassium Chloride Solution;Gran Titration - Method;Modeling System
Issue Date: 7-Oct-1988
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: OLIVEIRA, José Florêncio de. Determinação da alcalinidade de águas de alta salinidade e alta força iônica a 25ºc. 1988. 207f. (Dissertação de Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental), Curso de Pós-Graduação em Engenharia Civil, Centro de Ciências e Tecnologia, Universidade Federal da Paraíba – Campus II - Campina Grande - PB - Brasil, 1988.
???metadata.dc.description.resumo???: 0 objetivo principal deste trabalho e o de apresentar um método bastante preciso para a determinação da Alcalinidade Total ou simplesmente Alcalinidade de águas de alta salinidade e de alta força iônica. Este método e denominado de Titulação de Gran (1952) e apresenta inúmeras vantagens em relação as demais titulações empregadas na prática ( "verbi gratia": os Métodos Convencionais Colorimétrico e Eletrométrico). Estas vantagens se reportam a inclusão de vários efeitos além dos normalmente conhecidos (influência da Temperatura, Força Iônica e Concentração Total das Espécies em solução) nas equações que definem as funções de Gran bem como na metodologia experimental desta titulação. Estes efeitos que são difíceis de ser contornados pelas demais titulações são: ( i ) a formação de pares iônicos ou complexos devido a presença de espécies suficientemente concentradas que também afetam a atividade das espécies da água de alta salinidade sob estudo; (ii) a influência de efeitos de hidratação e volume iônico na atividade das espécies de águas de alta força iônica e alta salinidade e (iii) a interpretação do pH com relação ao efeito do Residual de Potencial de Junção Liquida, RPJL. Este residual se deve ao uso de célula eletroquímica com junção líquida; ou seja, com eletrodo de referência com solução saturada de cloreto de potássio, KC1. A água de alta salinidade e de alta força ionica utilizada nas experiências realizadas foi definida pelo sistema H2C03 + C02 (aq) + H20 + Sais Dissolvidos ou H2CO*3 + H2O + SD. Isto significa que esta água, além de incorporar o sistema carbônico, leva em consideração os sais definidos pelos cloretos uni univalentes KC1 e NaCl e alcalino-terrosos CaCl2 e Mg Cl2. A temperatura para as soluções investigadas foi mantida constante a 25°C. Entretanto, a concentração dos sais dissolvidos foi propositalmente aumentada a fim de se verificar a sua influência nos resultados experimentais obtidos de Alcalinidade e do coeficiente de atividade operacional do ion hidrôgenio (resultante do emprego da Titulação de Gran). Inicialmente, foi mostrada a modelagem do sistema sob estudo, tendo por base aquela desenvolvida por Loewenthal & Marais (1976) para o sistema carbônico. Depois, além de se mostrar a determinação teórica da Alcalinidade, foram incluídos nesta tese os seguintes itens: (1) a determinação da Primeira Função de Gran, F1, que serve para o cálculo da Alcalinidade experimental ; (2) o desenvolvimento teórico das titulações empregadas na prática ; (3) a metodologia experimental empregada para cada método utilizado e, finalmente (4) os resultados obtidos da Alcalinidade segundo cada método aplicado e a discussão destes resultados. No caso particular dos resultados experimentais do coeficiente de atividade operacional do ion hidrogênio, f H +op, pode-se dizer que foram obtidos valores crescentes com o aumento da força iônica nas faixas utilizadas para cada tipo de água de alta salinidade analisada. Relações semelhantes foram obtidas por Cavalcanti, B. & Loewenthal, R. (1981) e por Guimarães, P. & Cavalcanti, B. (1983) a 25°C na mesma faixa iônica desta pesquisa. Entretanto, os valores experimentais da Alcalinidade se mantiveram praticamente constantes com o aumento da forca iônica em todos os três métodos utilizados (Colorimétrico, Eletrométrico e Titulação de Gran). Tal observação também foi verificada no trabalho de Guimarães & Cavalcanti (1983). A discussão final desta pesquisa mostrou que realmente a Titulação de Gran é o método que permite a obtenção mais precisa da Alcalinidade de águas de alta salinidade e alta força iônica. Isto se deve ao fato de que ela contorna todos os efeitos adversos a obtenção este parâmetro. Espera-se que este trabalho seja de utilidade para pesquisas posteriores tanto envolvendo águas de alta salinidade e alta força iônica como naqueles que necessitam de uma determinação mais precisa da Alcalinidade de H2CO*3 ou simplesmente Alcalinidade.
Abstract: The main objective of this work is to present a very precise method for the determination of Total Alkalinity or simply Alkalinity of high salinity and high ionic water. This method is called Gran Titration (1952) and has numerous advantages over the other titrations employed in practice ("verbi gratia": the Conventional Colorimetric and Electrometric Methods). These advantages are related to the inclusion of several effects beyond those commonly known (influence of Temperature, Ionic Force and Total Concentration of Species in solution) in the equations that define the Gran functions as well as in the experimental methodology of this titration. These effects that are difficult to circumvent by other titrations are: (i) the formation of ionic or complex pairs due to the presence of sufficiently concentrated species that also affect the activity of the high salinity water species under study; (ii) the influence of hydration effects and ionic volume on the activity of high ionic strength and high salinity water species; and (iii) the pH interpretation regarding the effect of the Liquid Junction Potential Residual, RPJL. This residual is due to the use of electrochemical cell with liquid junction; ie with reference electrode with saturated potassium chloride solution, KCl. The high salinity water and high ionic strength used in the experiments performed was defined by the system H2C03 + CO2 (aq) + H2O + Dissolved Salts or H2CO * 3 + H2O + SD. This means that this water, in addition to incorporating the carbon system, takes into account the salts defined by the univalent chlorides KCl and NaCl and alkaline earth CaCl2 and Mg Cl2. The temperature for the investigated solutions was kept constant at 25 ° C. However, the concentration of dissolved salts was purposely increased in order to verify their influence on the experimental results obtained from alkalinity and the operational activity coefficient of ion hydrogen (resulting from the use of Gran Titration). Initially, the modeling of the system under study was shown, based on that developed by Loewenthal & Marais (1976) for the carbonic system. Then, besides showing the theoretical determination of Alkalinity, the following items were included in this thesis: (1) the determination of the First Function of Gran, F1, which serves to calculate the experimental Alkalinity; (2) the theoretical development of the titles employed in practice; (3) the experimental methodology employed for each method used and finally (4) the results obtained from the alkalinity according to each method applied and the discussion of these results. In the particular case of the experimental results of the hydrogen ion operational activity coefficient, f H + op, it can be said that increasing values ​​were obtained with increasing ionic strength in the ranges used for each type of high salinity water analyzed. Similar relationships were obtained by Cavalcanti, B. & Loewenthal, R. (1981) and Guimarães, P. & Cavalcanti, B. (1983) at 25 ° C in the same ionic range of this research. However, the experimental Alkalinity values ​​remained practically constant with the increase of ionic strength in all three methods used (Colorimetric, Electrometric and Gran Titration). Such observation was also verified in the work of Guimarães & Cavalcanti (1983). The final discussion of this research showed that Gran Titration is actually the method that allows the most accurate alkalinity of high salinity and high ionic strength waters. This is due to the fact that it circumvents all adverse effects by obtaining this parameter. This work is expected to be of use for further research involving both high salinity and high ionic water as well as those requiring a more accurate determination of H2CO * 3 Alkalinity or simply Alkalinity.
Keywords: Alcalinidade - Determinação
Água - Salinidade
Águas de Alta Forca Iônica
Efeito do Residual de Potencial de Juncão Liquida (RPJL)
Células Eletroquímicas - Uso
Juncão Líquida
Eletrodo de Referência
Solução Saturada de Cloreto de Potássio
Titulação de Gran - Método
Sistema de Modelagem
Alkalinity - Determination
Water - Salinity
High Ionic Strength Waters
Effect of Residual Net Junction Potential (RPJL)
Electrochemical Cells - Use
Net Junction
Reference Electrode
Saturated Potassium Chloride Solution
Gran Titration - Method
Modeling System
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia de Recursos Hídricos
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/8918
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental.

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