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dc.creatorHolkem, Alice Penteado
dc.date.accessioned2022-04-19T19:59:53Z
dc.date.available2022-04-19T19:59:53Z
dc.date.issued2020-09-24
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/24108
dc.description.abstractIn this work, a colorimetric method was developed for the determination of chloride in crude oil using a portable device based on digital images obtained with an endoscopic camera and data processing using the PhotoMetrix PRO application. The colorimetric determination followed the precipitation equilibrium between chloride, silver, and chromate ions, based on the Mohr method. Two miniaturized methods were developed for the quantitative extraction of chloride from crude oil (one using ethyl acetate as solvent and the other using demulsifier) taking to account their feasibility to the detection technique. The determination of chloride in the aqueous extract was performed inside a 2 mL microtube and the resulting color (brick-red) was captured by the endoscopic camera attached to the portable device. The data were processed in the PhotoMetrix PRO application and a multivariate calibration model of analysis was constructed using the partial least squares (PLS) method. In order to develop a simple extraction method and in agreement with green analytical chemistry (in univariate and multivariate analysis) parameters such as the type of extraction vessel (vials of 15 and 50 mL), the sample mass, the extraction time, the temperature, the use and type of solvent, in addition to the use of demulsifier and its concentration were optimized, using a shaker with orbital agitation. The parameters of the colorimetric measurement were also optimized considering the variables related to the equilibrium of the precipitation reaction (such as the molar ratio, the reaction time and the influence of pH), as well as the instrumental variables, such as the lighting, the volume of solution, the focal length and the region of interest. The optimization of the colorimetric method was performed using aqueous reference solutions and, later, the model was applied to the determination of chloride in the extracts obtained by those extraction methods that were developed (method A and method B). Quantitative chloride recoveries were obtained using 0.7 g of crude oil, with 1.05 mL of ethyl acetate and 5 mL of H2O as extracting solution, with 30 min of extraction at 55 °C (method A) or with 0.5 g of sample, 1.90% m m-¹ of demulsifier (without organic solvent) and 5 mL of H2O, with 30 min of extraction at 50 °C (method B). Methods A and B were applied to 5 samples of in natura oil with distinct characteristics and chloride determination was performed by colorimetric detection and potentiometric titration. Results were compared with reference values obtained by ASTM D 6470 or by ion chromatography (IC) after microwave-induced combustion (MIC) decomposition and no statistical difference (ANOVA) was observed. To evaluate the accuracy of the colorimetric detection, the chloride content was determined in both extracts (from method A and method B) by colorimetric detection and by potentiometric titration. Finally, the green analytical chemistry aspects for the developed protocols (extraction and colorimetric determination) were evaluated using the AGREEnness calculator metric. It was found that with the developed methods, the generation of waste was reduced by about 250%, the analytical frequency was increased by about 6 times and the generation of toxic waste was reduced by more than 1,500 times (using methods A or B), compared to the reference standard (ASTM D 6470). The protocol proved to be simple, robust and easy-to-adapt for routine analysis, adding portability and low-cost, with an instrumental limit of quantification (LOQ) of 186 mg L-¹ and method LOQ of 93 μg g-¹ (using 10 g of crude oil and final volume of 5 mL).eng
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPESpor
dc.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectExtração miniaturizadapor
dc.subjectDeterminação de cloretopor
dc.subjectPré-salpor
dc.subjectCalibração multivariadapor
dc.subjectQuímica analítica verdepor
dc.subjectMiniaturized extractioneng
dc.subjectChloride determinationeng
dc.subjectPre-salteng
dc.subjectMultivariate calibrationeng
dc.subjectGreen analytical chemistryeng
dc.titleDesenvolvimento de método colorimétrico utilizando dispositivo portátil para a determinação de cloreto em petróleopor
dc.title.alternativeDevelopment of a colorimetric method for the determination of chloride in crude oil using a portable deviceeng
dc.typeDissertaçãopor
dc.description.resumoNesse trabalho foi desenvolvido um método colorimétrico para a determinação de cloreto em petróleo com uso de um dispositivo portátil baseado na captura de imagens com câmera endoscópica e processamento de dados usando o aplicativo PhotoMetrix PRO. A determinação colorimétrica explorou os equilíbrios de precipitação entre os íons cloreto, prata e cromato, com base no método de Mohr. Para adequar-se à técnica de determinação, foram desenvolvidos dois métodos miniaturizados para a extração quantitativa de cloreto do petróleo (um utilizando o acetato de etila como solvente e o outro utilizando desemulsificante). A determinação de cloreto no extrato aquoso foi feita no interior de um microtubo de 2 mL e a coloração resultante (vermelho-tijolo) foi capturada pela câmera endoscópica acoplada ao dispositivo portátil. Os dados foram processados no aplicativo PhotoMetrix PRO e foi construído um modelo de calibração multivariado de análise utilizando o método dos mínimos quadrados parciais (PLS). Buscando o desenvolvimento de um método de extração simples e em consonância com a química analítica verde foram investigados (em modo univariado e multivariado) parâmetros como o tipo de frasco extrator (frascos de polipropileno de 15 e 50 mL), a massa de amostra, o tempo e a temperatura de extração, o uso e o tipo de solvente, além do uso de desemulsificante e sua concentração, usando uma mesa agitadora com agitação orbital. Os parâmetros da medição colorimétrica também foram otimizados considerando as variáveis intrínsecas ao equilíbrio das reações de precipitação envolvidas (tais como a proporção molar, o tempo de reação e a influência do pH), bem como as variáveis instrumentais, como a iluminação, o volume de solução, a distância focal e a região de interesse. As otimizações do método colorimétrico foram feitas utilizando soluções aquosas de referência e, posteriormente, o modelo foi aplicado para a determinação de cloreto nos extratos obtidos por dois métodos de extração que também foram desenvolvidos nesse trabalho (método A e método B). Foram obtidas recuperações quantitativas de cloreto utilizando 0,7 g de petróleo, com 1,05 mL de acetato de etila e 5 mL de H2O como solução extratora, com 30 min de extração a 55 °C (método A) ou com 0,5 g de amostra, 1,90% m m-¹ de desemulsificante (sem solvente orgânico) e 5 mL de H2O, com 30 min de extração a 50 °C (método B). Os métodos A e B foram aplicados para 5 amostras de petróleo in natura com características distintas e a determinação de cloreto foi feita por detecção colorimétrica e por titulação potenciométrica. Os resultados foram comparados com os valores de referência obtidos pela ASTM D 6470 ou por cromatografia de íons (IC) após decomposição por combustão iniciada por micro-ondas (MIC) e nenhuma diferença estatística significativa (ANOVA) foi observada. Para avaliar a exatidão da detecção colorimétrica, o teor de cloreto foi determinado em ambos os extratos (oriundos do método A e do método B) por detecção colorimétrica e por titulação potenciométrica. Por fim, os aspectos relacionados à química analítica verde para os protocolos desenvolvidos (extração e determinação colorimétrica) foram avaliados utilizando a métrica AGREEnness calculator. Foi constatado que com os métodos desenvolvidos, a geração de resíduos foi reduzida em cerca de 250%, a frequência analítica foi aumentada cerca de 6 vezes e a geração de resíduos tóxicos foi reduzida em mais de 1.500 vezes (utilizando os métodos A ou B), em comparação com a norma de referência (ASTM D 6470). O protocolo se mostrou simples, robusto e de fácil adaptação para análise de rotina, agregando portabilidade e baixo custo, com limite de quantificação (LOQ) instrumental de 186 mg L-¹ e LOQ do método de 93 μg g-¹ (para 10 g de petróleo e volume final de 5 mL).por
dc.contributor.advisor1Mello, Paola de Azevedo
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/2189500441942469por
dc.contributor.advisor-co1Barin, Juliano Smanioto
dc.contributor.referee1Duarte, Fábio Andrei
dc.contributor.referee2Müller, Edson Irineu
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/2602914825465622por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentQuímicapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Químicapor
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICApor
dc.publisher.unidadeCentro de Ciências Naturais e Exataspor


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