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Type: TESE DIGITAL
Title: Análises de etanol : medidas de pH e de acidez total
Title Alternative: Ethanol analysis : measurement of pH and total acidity
Author: Simões, Eduardo Henrique, 1976-
Advisor: Tubino, Matthieu, 1947-
Abstract: Resumo: Este trabalho teve como objetivo principal o desenvolvimento de métodos analíticos para determinação do índice de acidez total de etanol combustível, como alternativas confiáveis em relação ao método de titulação visual oficial presentemente em uso. A especificação atual prevê limite máximo de acidez de 30 mg L-1 (5,2 × 10-4 mol L-1), expresso em massa de ácido acético (componente ácido majoritário) por litro de etanol. Esta faixa está próxima ao limite inferior da técnica titulométrica visual atualmente utilizada. Foram avaliadas as detecções potenciométrica, fotométrica e visual utilizando, nestes dois últimos casos, o indicador colorimétrico alfa-naftolftaleína. Em relação à detecção potenciométrica, foram utilizados eletrodos combinados comuns de vidro e eletrodos com membrana especialmente desenvolvida para etanol, preenchidos com eletrólitos KCl 3 mol L-1 aquoso e LiCl 3 mol L-1 em etanol, conectados a pHmetros e tituladores automáticos. Outro parâmetro análogo à acidez é a determinação do pH do etanol. Estudos foram realizados na construção de escalas acéticas de pH em etanol, adicionando concentrações conhecidas deste ácido em etanol isento de acidez, com pH etanólico 7. Isto foi feito com o objetivo de predizer o índice de acidez total através da medição do pH. Ao todo, foram geradas seis escalas acéticas, utilizando três conjuntos de eletrodos cujas soluções padrão foram preparadas nos solventes etanol anidro e etanol hidratado. Amostras de etanol anidro (máx. 0,7% água m/m) e etanol hidratado (máx. 7,5% água m/m) com diferentes índices de acidez foram obtidas de usinas e postos de combustível do estado de São Paulo. Na avaliação da repetibilidade e da reprodutibilidade do método titulométrico, levando em conta a titulação potenciométrica automática em relação à titulação visual, se obteve respectivamente 0,9 e 1,4 mg L-1 para eletrodo de vidro comum e 1,3 e 1,9 mg L-1 para eletrodo de vidro com membrana especial para etanol. Estes valores são inferiores aos obtidos pelo método de titulação visual normatizado, de 1,5 e 6,0 mg L-1. Paras as titulações descritas, o mesmo conjunto de amostras foi analisado em três laboratórios diferentes, por três analistas diferentes, utilizando instrumentação equivalente. De acordo com os resultados obtidos neste estudo, o método de titulação potenciométrica automática apresentou desempenho superior ao método da titulação visual. Na comparação da titulação potenciométrica automática considerando o desempenho de eletrodo comum versus aquele com membrana especial para etanol, não foram observadas diferenças estatísticas significativas em nível de 95% de confiança, pois o meio misto etanol-água usado fornece a hidratação necessária para o adequado desempenho das distintas membranas de vidro. Dentre as escalas de pH acéticas, tanto em etanol anidro como em hidratado, as que apresentaram melhor desempenho estatístico, em comparação aos métodos de titulação visual e titulação potenciométrica automática, foram a escala de pH acética em etanol hidratado utilizando eletrodo de vidro comum e a escala de pH acética em etanol hidratado utilizando eletrodo de vidro especial em etanol. Esta observação vale tanto para predizer o índice de acidez total em amostras de etanol anidro quanto para etanol hidratado. Portanto, as escalas de pH acéticas podem ser consideradas ferramentas analíticas adequadas para rápida avaliação do índice de acidez total em etanol

Abstract: This work had as main objective the development of analytical methods for total acid index determination of fuel ethanol, as a reliable alternative, in comparison to the official visual titration method currently in use. The ongoing specification states for a maximum acidity limit of 30 mg L-1 (5.2 × 10-4 mol L-1), expressed as weight of acetic acid (major acid component). This range is close to the lower limit of visual titrimetric technique. Potentiometric, photometric and visual detection were evaluated using, in the lattes two cases, the colorimetric alfa-naftolphthalein indicator. For potentiometric detection, combined standard glass electrodes and combined electrodes with membrane specially developed for ethanol, filled with aqueous KCl 3 mol L-1 and ethanolic LiCl 3 mol L-1 electrolytes, connected to pHmeters and automatic titrators were used. Another parameter analogous to index of acidity is the pH determination of ethanol. Studies were carried out plotting acetic pH scales in ethanol by adding known concentrations of this acid in ethanol free of acidity, with ethanolic pH 7. This was done with the objective of predicting the total acidity index through the pH measurement. In all, six acetic scales were generated, using three sets of electrodes whose standard solutions were prepared in the solvents ethanol anhydrous and hydrated ethanol. Samples of anhydrous ethanol (max. 0.7% water m/m) and hydrous ethanol (max. 7.5% water m/m) with different acidity indexes were obtained from alcohol mills and fuel stations in the state of São Paulo. In statistic evaluation of repeatability and reproducibility of the titration method, considering the automatic potentiometric titration in relation to the visual titration, it was obtained respectively 0.9 and 1.4 mg L-1 for common glass electrode and 1.3 and 1.9 mg L-1 for glass electrode with special membrane for ethanol. These values are lower than those obtained by the normalized visual titration method of 1.5 and 6.0 mg L-1. For the titrations described, the same set of samples was analyzed in three different laboratories, by three different analysts, using equivalent instrumentation. According to the results obtained in this study, the automatic potentiometric titration method presented superior performance to the visual titration method. In the comparison of the automatic potentiometric titration considering the common electrode performance versus the one with special membrane for ethanol, no statistically significant differences were observed at the 95% confidence level, since the ethanol-water mixed medium used provides the necessary hydration for the adequate performance of the different glass membranes. Among the acetic pH scales, both in anhydrous and hydrated ethanol, the ones that presented better statistical performance, compared to the visual titration and automatic potentiometric titration methods, were the acetic pH scale in hydrated ethanol using a common glass electrode and acetic pH scale in hydrated ethanol using special glass electrode. This observation is valid both to predict the total acidity index of anhydrous ethanol samples and total acidity index of hydrated ethanol samples. Therefore, the acetic pH scales can be considered suitable analytical tools for rapid evaluation of the total acidity index in ethanol
Subject: Etanol
Acidez
pH
Potenciometria
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2017
Appears in Collections:IQ - Tese e Dissertação

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