ESTUDO DO COMPORTAMENTO DOS METAIS CHUMBO E MERCÚRIO NA PRESENÇA DO 1-DODECANOTIOL E DO ÁCIDO HEXANÓICO EM MATRIZ DE HIDROCARBONETOS / STUDY OF THE BEHAVIOR OF THE METALS LEAD AND MERCURY IN THE PRESENCE OF 1-DODECANETHIOL AND HEXANOIC ACID IN HYDROCARBONS MATRIX

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DATA DE PUBLICAÇÃO

2005

RESUMO

Os combustíveis constituem um grupo de extrema importância para a economia de cada país. Alterações nas suas propriedades químicas e físicoquímicas podem ocorrer devido a reações químicas no meio, comprometendo assim, a qualidade do produto, o que não é desejável. Um dos fatores que influenciam na estabilidade desses combustíveis é a presença de metais, provenientes do contato com os componentes metálicos de todo o sistema de produção, distribuição e estocagem, que agem como catalisadores dessas reações. Como os mecanismos de degradação são complexos, o estudo dessas reações é de grande importância, para um melhor entendimento das causas de instabilidade dos combustíveis. Por isso este trabalho tem como objetivo estudar o comportamento dos metais chumbo e mercúrio, em seus diversos estados de oxidação, juntamente com compostos heteroatômicos presentes nos combustíveis utilizando o óleo mineral como matriz de hidrocarbonetos com alto teor de pureza. Para realização deste trabalho foram escolhidos o 1-dodecanotiol e o ácido hexanóico como referência dos principais compostos de enxofre - mercaptans - e ácidos carboxílicos existentes nos combustíveis. Os metais foram adicionados na forma elementar (Pb°/Hg°) e como óxidos (PbO e PbO2/HgO). Inicialmente foram realizados testes combinando os metais e seus óxidos com cada um desses dois compostos puros e com a mistura dos dois. Depois amostras foram preparadas adicionando-se ao óleo mineral essas combinações, utilizando uma concentração suficiente de mercaptan e uma acidez correspondente a dos combustíveis. Essas amostras foram monitoradas durante 1 ano (Pb) e 6 meses (Hg) para observar qualquer alteração nas concentrações inicialmente adicionadas. Todos os métodos analíticos utilizados no monitoramento, com exceção do de acidez forte, já estavam validados. Devido à sua importância, o método de acidez forte foi validado neste trabalho, para assim confirmar estatisticamente, a confiabilidade do método. Os resultados obtidos na validação do método de acidez forte confirmam que as condições indicadas são as melhores. No caso do Pb, os testes iniciais mostraram que este metal reage com os compostos adicionados, com exceção do PbO2, que não mostrou nenhuma alteração quando em contato com o ácido. Já nas amostras de óleo mineral foram observados, em alguns casos, alterações nas concentrações de mercaptan, dissulfeto e acidez total na solução durante o período monitorado. Também foram constatadas a presença de chumbo na solução e a formação de precipitados na maioria das amostras. Avaliando cada amostra separadamente pode-se observar os processo de oxi-redução ocorridos em cada uma delas e concluir que o estado de oxidação do chumbo influencia diretamente na velocidade da reação. Entre as amostras de óleo mineral o caso mais crítico ocorre quando o Pb4+ entra em contato com a mercaptan e o ácido hexanóico, pois nestas condições a mercaptan (1-dodecanotiol) se oxida a dissulfeto, que por sua vez se oxida formando ácido sulfônico correspondente. Neste caso, a presença de acidez forte foi constatada através do deslocamento do potencial inicial da amostra no sentido positivo e nas demais alterações ocorridas na solução. No caso do mercúrio, pode-se dizer que em todos os testes preliminares a reação ocorreu tanto com o mercúrio metálico (Hg0) como com o óxido (HgO). O único caso que não reagiu neste período foi o HgO com o ácido. Em todas as amostras de óleo mineral, a presença de mercúrio foi detectada, devido à solubilidade do mercúrio neste meio. As alterações que ocorreram no caso do Hg2+ indicam que este íon reage com os compostos heteroatômicos de enxofre e oxigênio que estão presentes nos combustíveis, formando produtos de degradação que afetam a qualidade do produto destinado ao consumo.

ASSUNTO(S)

hexanoic acid heteroatomic compounds compostos heteroatomicos degradacao de combustiveis mercury acido hexanoico mercurio fuel degradation

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