INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA NA MASSA ESPECÍFICA DE SOLUÇÕES AQUOSAS DE FENILHIDRAZINA

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1 INFLUÊNCIA DA TEMPERATURA NA MASSA ESPECÍFICA DE SOLUÇÕES AQUOSAS DE FENILHIDRAZINA Césr Augusto CANCIAM * * Mestre em Egehri Químic, professor lotdo o Deprtmeto Acdêmico de Egehri Químic d Uiversidde Tecológic Federl do Prá Câmpus Pot Gross, ccim@utfpr.edu.br Recebido em: 30/05/014 - Aprovdo em: 30/09/014 - Dispoibilizdo em: 15/1/014 RESUMO: Mudçs tempertur e pressão fetm mss específic de um mteril. O presete trblho teve por objetivo vlir o efeito d tempertur sobre mss específic de soluções quoss de feilhidrzi, pressão tmosféric. A metodologi utilizd cosistiu plicção d álise de regressão lier sobre ddos experimetis d mss específic em fução d tempertur. Esses vlores ecotrm-se em outro trblho. Os vlores ecotrdos pr eergi de tivção vrirm de 301,71 J.mol -1 (solução com frção molr 0,10) 656,47 J.mol -1 (solução com frção molr 0,50), em um itervlo de tempertur de K. Costtou-se, tmbém, que mss específic ds soluções decresce liermete em relção o umeto d tempertur. N litertur, ão form ecotrdos vlores d eergi de tivção pr mss específic, o que dificultou álise. PALAVRAS-CHAVE: Efeito. Tempertur. Mss específic. Feilhidrzi. Eergi de tivção. INFLUENCE OF TEMPERATURE ON SPECIFIC WEIGHT OF AQUEOUS SOLUTIONS OF PHENYLHYDRAZINE ABSTRACT: The chges i temperture d pressure ffect the specific weight of mteril. This study imed to evlute the effect of temperture o the specific weight of queous solutios of pheylhydrzie i tmospheric pressure. The methodology cosisted i the pplictio of lier regressio lysis of the experimetl dt of specific weight s fuctio of temperture. These vlues foud i other study. The vlues foud for the ctivtio eergy rged from J.mol -1 (solutio with molr frctio 0.10) to J.mol -1 (solutio with molr frctio 0.50), i rge of temperture from 93 K to 353 K. It ws foud lso tht the specific weight of the solutios decreses lierly with respect to icresig temperture. I the literture, it ws ot foud vlues of ctivtio eergy for the specific weigh, difficultig the lysis KEYWORDS: Effect. Temperture. Specific weight. Pheylhydrzie. Activtio eergy. 695 Revist d Uiversidde Vle do Rio Verde, Três Corções, v. 1,., p , go./dez. 014

2 INTRODUÇÃO Compostos à bse de hidrzi presetm elevd toxicidde. A feilhidrzi é cosiderd um dos mis potetes getes ccerígeos pertecete ess fmíli (EJHIEH e CHERMAHINI, 014). Mesmo sedo muito tóxic, feilhidrzi vem sedo usd corrosão de peçs de lumíio em meio ácido (HALEEM et l., 013), em síteses orgâics e idetificção de ldeídos e cetos (YU et l., 010). A feilhidrzi é usd como produto itermediário s idústris químics (como por exemplo, getes químicos de sopro e produtos químicos fotográficos), groquímics (pesticids, por exemplo) e frmcêutics (GHOLOMIAN; MOHSENI e NAEIMI, 01; SATO et l., 013). De cordo com Cvlcte (010), ddos d mss específic são importtes pr iúmers uiddes de Egehri Químic. A mss específic está itimmete relciod com tempertur e com pressão, sedo cosiderd como um ds mis fudmetis proprieddes d mtéri. A mss específic, segudo Chug, Thiesse e Rhim (1996), está itrisicmete relciod com outrs proprieddes termofísics. Equções do tipo Arrheius permitem modelr mtemticmete um determido prâmetro físico-químico, bem como vlir o efeito d tempertur sobre esse prâmetro. A Equção 1 é exemplo de um equção do tipo Arrheius e express mss específic ( ρ ) em termos d tempertur bsolut (T ) (TSEN e KING; 00). Em que ρ E = ρ exp R T (1) E correspode à eergi de tivção pr mss específic; R, à costte uiversl dos gses ideis e ρ, à mss específic qudo tempertur tede o ifiito. Cosiderdo Equção 1, Tse e Kig (00) cometm que o umeto d tempertur bsolut tem efeito de dimiuir mss específic do mteril. Já ordem de grdez d eergi de tivção pr mss específic ( E ) idic depedêci d mss específic com tempertur bsolut. Dess form, mteriis com lt eergi de tivção pr mss específic presetm grde vrição mss específic em fução d tempertur bsolut e vice-vers. 696 Revist d Uiversidde Vle do Rio Verde, Três Corções, v. 1,., p , go./dez. 014

3 Segudo Rodebush, Hsieh e Viswth (1999), pr óleos vegetis, mss específic dimiui liermete com o umeto d tempertur. Ess correlção é forecid pel Equção. ρ = b + m T () Em que m correspode o coeficiete gulr d ret obtid pelo gráfico d mss específic versus tempertur e b, o coeficiete lier dess ret. O objetivo deste trblho foi vlir o efeito d tempertur sobre mss específic de soluções quoss de feilhidrzi, pressão tmosféric, sob dus forms: trvés do prâmetro d eergi de tivção pr mss específic ( E ) e verificdo correlção etre mss específic e tempertur. MATERIAIS E MÉTODOS A Tbel 1 relcio os ddos experimetis d mss específic em fução d tempertur pr soluções quoss de feilhidrzi com frções molres 0,10, 0,0 e 0,30. Equto que Tbel relcio os ddos experimetis d mss específic em fução d tempertur pr soluções quoss de feilhidrzi com frções molres 0,40, 0,50 e 0,60. Tbel 1. Efeito d tempertur sobre mss específic ds soluções quoss de feilhidrzi (frções molres 0,10, 0,0 e 0,30) Tempertur (K) Mss específic frção molr 0,10 Mss específic frção molr 0,0 Mss específic frção molr 0, ,6 1009,3 105, ,3 1005,6 1018, ,7 1001, 1013, ,1 998,3 1010, ,7 993,4 1006, ,3 988,9 1001, ,5 984, 998, Fote: Sfrov, Krtvcheko e Zripov (1995). Tbel. Efeito d tempertur sobre mss específic ds soluções quoss de feilhidrzi (frções molres 0,40, 0,50 e 0,60) Tempertur (K) Mss específic frção molr 0,40 Mss específic frção molr 0,50 Mss específic frção molr 0, , 1056,5 1057, ,5 105,3 1054, ,8 1043,7 1045, ,3 1035, 1038, ,7 106,4 109, ,3 1019,3 104, ,3 1010,3 1015,4 Fote: Sfrov, Krtvcheko e Zripov (1995). A Tbel 3 relcio os ddos experimetis d mss específic em fução d tempertur pr soluções quoss de feilhidrzi com frções molres 0,70, 0,80 e 0, Revist d Uiversidde Vle do Rio Verde, Três Corções, v. 1,., p , go./dez. 014

4 Tbel 3. Efeito d tempertur sobre mss específic ds soluções quoss de feilhidrzi (frções molres 0,70, 0,80 e 0,90) Tempertur (K) Mss específic frção molr 0,70 Mss específic frção molr 0,80 Mss específic frção molr 0, ,7 1069, ,9 106, , 1056, ,5 1049, ,6 1044, ,9 1037, ,3 1030, Fote: Sfrov, Krtvcheko e Zripov (1995). Pr obteção dos vlores d eergi de tivção pr mss específic ( E ) e d mss específic qudo tempertur tede o ifiito ( ρ ) foi plicdo o método de lierizção de curvs proposto por Freud (004), qul Equção 1 é covertid em: E 1 l ρ = l ρ + R T O gráfico de l ρ versus 1 T (3) forece um ret, em que o coeficiete gulr correspode à rzão à l ρ E R e o coeficiete lier, Com bse os ddos experimetis idicdos s Tbels 1, e 3, os vlores d rzão E R e l ρ form obtidos prtir d álise de regressão lier dos vlores de l ρ em fução de 1 T soluções quoss de feilhidrzi. pr cd um ds As Equções 4, 5 e 6 fzem prte d álise de regressão lier dos vlores de l ρ em fução de 1 T e são equções dptds do trblho de Triol (008). E R 1 1 l ρ l i 1 T ρ = i= 1 T i= 1 = 1 1 i= 1 T i= 1 T E 1 l ρ i= 1 R i= 1 T l ρ = (4) (5) 1 1 ( l ρ ) l i 1 T i 1 T ρ = = i= 1 r = ( l ρ ) l ρ i= 1 T i= 1 T i= 1 i= 1 (6) A Equção 6 determi o coeficiete de correlção ( r ) d álise de regressão lier dos ddos emprelhdos de l ρ em fução 1 T. Ns Equções 4, 5 e 6, correspode o úmero de ddos emprelhdos de l ρ em 698 Revist d Uiversidde Vle do Rio Verde, Três Corções, v. 1,., p , go./dez. 014

5 fução de 1, que de cordo com s Tbels T 1, e 3, equivle 7. Cosiderdo Equção, os prâmetros m e b form obtidos prtir d álise de regressão lier dos vlores de ρ em fução de T. As Equções 7, 8 e 9 fzem prte dess álise de regressão lier e são equções dptds do trblho de Triol (008). ( T ρ ) T ρ i= 1 i= 1 i= 1 m = T T i= 1 i= 1 (7) prâmetros m e b form obtidos prtir d álise de regressão lier dos vlores de ρ em fução de T pr cd um ds soluções quoss de feilhidrzi. Ns Equções 7, 8 e 9, correspode o úmero de ddos emprelhdos de ρ em fução de T, que de cordo com s Tbels 1, e 3, equivle 7. No cálculo pr determição dos vlores d eergi de tivção pr mss específic ( E ), cosiderou-se que o vlor d costte uiversl dos gses ideis ( R ) equivle 8,314 J.mol -1.K -1 (NETZ e ORTEGA, 008). r = ρ m T i= 1 i= 1 b = (8) ( T ρ ) T ρ i= 1 i= 1 i= T T ρ ρ i= 1 i= 1 i= 1 i= 1 O prâmetro r (9) correspode o coeficiete de correlção d álise de regressão lier dos ddos emprelhdos de ρ em fução de T. Com bse os ddos experimetis idicdos s Tbels 1, e 3, os vlores dos RESULTADOS E DISCUSSÃO A Tbel 4 idic os resultdos obtidos trvés ds Equções 4, 5 e 6 pr s soluções quoss de feilhidrzi estudds. Tbel 4. Resultdos ds álises de regressão lier dos vlores de l ρ em fução de 1 T Solução quos de feilhidrzi E l ρ r R (K) 0,10 36,9 6,79 0,9670 0,0 43,01 6,77 0,9939 0,30 44,68 6,78 0,9971 0,40 68,59 6,7 0,9991 0,50 78,96 6,70 0,9930 0,60 71,89 6,7 0,9908 0,70 66,87 6,74 0,9967 0,80 6,70 6,76 0,9980 0,90 63,60 6,77 0,9970 Fote: Autor. 699 Revist d Uiversidde Vle do Rio Verde, Três Corções, v. 1,., p , go./dez. 014

6 Observ-se Tbel 4 que os vlores do coeficiete de correlção 0,9670 0,9991. r vrirm de Segudo Triol (008), esse coeficiete mede o gru de relciometo lier etre os vlores emprelhdos ds vriáveis depedete e idepedete. Ou sej, quto mis próximo for esse coeficiete d uidde, melhor é qulidde do juste d fução em relção os potos do digrm de dispersão. Lir (004) crescet que pr vlores do coeficiete de correlção miores ou iguis 0,90 e meores que 1, correlção lier é clssificd como muito forte. Com bse Tbel 4, pode-se verificr que pr tods s soluções quoss de feilhidrzi estudds, correlção lier é clssificd como muito forte. versus A Figur 1 ilustr o gráfico de l ρ 1 T pr s soluções quoss de feilhidrzi com frções molres 0,10, 0,0, 0,30 e 0,40. Figur 1: Gráfico de l ρ versus 1 T pr s soluções quoss de feilhidrzi (frções molres 0,10, 0,0, 0,30 e 0,40) Fote: Autor. versus A Figur ilustr o gráfico de l ρ 1 T pr s soluções quoss de feilhidrzi com frções molres 0,50, 0,60, 0,70, 0,80 e 0,90. Figur : Gráfico de l ρ versus 1 T pr s soluções quoss de feilhidrzi (frções molres 0,50, 0,60, 0,70, 0,80 e 0,90) Fote: Autor. 700 Revist d Uiversidde Vle do Rio Verde, Três Corções, v. 1,., p , go./dez. 014

7 A Tbel 5 idic os vlores d eergi de tivção pr mss específic ( E ) e d mss específic qudo tempertur tede o ifiito ( ρ ). Solução quos de feilhidrzi Tbel 5. Vlores de E e ρ E (J.mol -1 ) ρ (kg.m -3) 0,10 301,7 888,91 0,0 357,59 871,31 0,30 371,47 880,07 0,40 570,6 88,8 0,50 656,47 81,41 0,60 597,69 88,8 0,70 555,96 845,56 0,80 51,9 86,64 0,90 58,77 845,56 Fote: Autor. Pode-se observr Tbel 5 que os vlores d mss específic qudo tempertur tede o ifiito ( ρ ) vrirm de 81,41 kg.m -3 (solução quos de feilhidrzi com frção molr 0,50) 888,91 kg.m -3 (solução quos de feilhidrzi com frção molr 0,10). Quto à eergi de tivção pr mss específic ( E ), est vriou de 301,71 J.mol -1 (solução quos de feilhidrzi com frção molr 0,10) 656,47 J.mol -1 (solução quos de feilhidrzi com frção molr 0,50). Dess form, com bse os vlores d eergi de tivção pr mss específic ( E ), os resultdos sugerem, que pr molr 0,50, é mior vrição d mss específic em relção o umeto d tempertur; comprdo com s demis soluções quoss de feilhidrzi. Os resultdos tmbém sugerem, que pr solução quos de feilhidrzi com frção molr 0,10, é meor vrição d mss específic em relção o umeto d tempertur Em um pesquis litertur, costtou-se usêci de trblhos voltdos pr determição d eergi de tivção pr mss específic ( E ) de soluções quoss de feilhidrzi, o que dificultou comprção com o presete trblho. A Figur 3 ilustr o gráfico de dispersão dos vlores de E em fução d frção molr ds soluções quoss de feilhidrzi. Observ-se ess figur, que pr frções molres de 0,10 0,30 ocorre um umeto d eergi de tivção. Etre frções molres de 0,30 0,50, esse umeto é mis cetudo. A prtir d frção molr 0,50, existe um decréscimo d eergi de tivção com o umeto d frção molr. solução quos de feilhidrzi com frção 701 Revist d Uiversidde Vle do Rio Verde, Três Corções, v. 1,., p , go./dez. 014

8 Figur 3: Gráfico de dispersão de E em fução d frção molr ds soluções quoss de feilhidrzi Figur 5: Gráfico de ρ versus T pr s soluções quoss de feilhidrzi (frções molres 0,50, 0,60, 0,70, 0,80 e 0,90) A Figur 4 ilustr o gráfico de ρ versus T pr s soluções quoss de feilhidrzi com frções molres 0,10, 0,0, 0,30 e 0,40. Equto que Figur 5 ilustr o gráfico de ρ versus T pr s soluções quoss de feilhidrzi com frções molres 0,50, 0,60, 0,70, 0,80 e 0,90. Figur 4: Gráfico de ρ versus T pr s soluções quoss de feilhidrzi (frções molres 0,10, 0,0, 0,30 e 0,40) Fote: Autor. A Tbel 6 idic os resultdos obtidos trvés ds Equções 7, 8 e 9 pr s soluções quoss de feilhidrzi estudds. Tbel 6. Resultdos ds álises de regressão lier Solução quos de feilhidrzi dos vlores de ρ em fução de T m (kg.m -3.K -1 ) b r 0,10-0, ,9793 0,0-0,4 1131,66-0,998 0,30-0, ,34-0,9950 0,40-0,68 144,4-0,998 0,50-0,79 190,79-0,9975 0,60-0,7 171,57-0,9950 0,70-0,67 158,81-0,9995 0,80-0,64 155,75-0,9996 0,90-0,65 171,96-0,9997 Fote: Autor. Com bse Tbel 6, pode-se verificr que pr tods s soluções quoss de feilhidrzi estudds, o vlor do Fote: Autor. módulo do coeficiete de correlção r ecotr-se etre 0,90 e 1, sugerido que 70 Revist d Uiversidde Vle do Rio Verde, Três Corções, v. 1,., p , go./dez. 014

9 correlção lier é muito forte. O vlor egtivo de r idic um decréscimo d mss específic com o umeto d tempertur. Dess form, os resultdos d álise de regressão lier dos vlores de mss específic em fução d tempertur sugerem que mss específic dimiui liermete com o umeto d tempertur. umeto d tempertur, ssim como os óleos vegetis. Ns álises de regressão lier, os vlores do coeficiete de correlção são próximos d uidde, idicdo qulidde do juste d fução em relção os potos do digrm de dispersão. Pode-se verificr que pr tods s soluções quoss de feilhidrzi estudds, correlção lier é clssificd como muito forte. CONCLUSÃO A eergi de tivção pr mss específic ( E ) vriou de 301,71 J.mol -1 (solução quos de feilhidrzi com frção molr 0,10) 656,47 J.mol -1 (solução quos de feilhidrzi com frção molr 0,50). Idicdo que pr solução quos de feilhidrzi com frção molr 0,50 é mior vrição d mss específic em relção o umeto d tempertur. D mesm form, pr solução quos de feilhidrzi com frção molr 0,10 é meor vrição d mss específic em relção o umeto d tempertur. Os resultdos d álise de regressão lier dos vlores de mss específic em fução d tempertur sugerem que mss específic dimiui liermete com o REFERÊNCIAS CAVALCANTE, R. M. Predição d desidde de biodiesel proveiete de diferetes mtéris-prims. Dissertção de Mestrdo em Tecologi de Processos Químicos e Bioquímicos d Uiversidde Federl do Rio de Jeiro, p. CHUNG, S. K.; THIESSEN, D. B.; RHIM, D. B. A o cotct mesuremet techique for the desity d the therml expsio coefficiet of solids d liquid mteril. Review of Scietific Istrumets, v. 67,. 6, p , EJHIEH, A.N.; CHERMAHINI, F.K. Icorported ZO oto o clioptilolite prticles s the ctive ceters i the 703 Revist d Uiversidde Vle do Rio Verde, Três Corções, v. 1,., p , go./dez. 014

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