Desenvolvimento de método voltamétrico para quantificação de quinonas ativas em processo industrial de peróxido de hidrogênio

Abstract

Resumo: O peróxido de hidrogênio é um composto bastante versátil, sendo considerado um dos insumos inorgânicos de produção em massa mais importantes no mundo. Ele é aplicado em diversos segmentos da indústria química, como a síntese de compostos orgânicos, tratamento de efluentes, branqueamento de polpas e tecidos, desinfecção em processos farmacêuticos e a extração e purificação de metais. Sua produção industrial é feita predominantemente a partir do processo de auto-oxidação, no qual as alquil-antraquinonas - denominadas quinonas ativas - são os catalisadores responsáveis por promover a reação entre o O2 e o H2, sendo regeneradas continuamente. Contudo, como há formação de subprodutos indesejáveis ao longo do processo, o monitoramento da concentração das quinonas ativas é fundamental para o controle do processo produtivo. No presente trabalho foi desenvolvido um método para quantificação das quinonas ativas 2-etilantraquinona (EQ) e 2-etiltetraidroantraquinona (ETQ) em amostras de processo de peróxido de hidrogênio por voltametria de varredura linear (LSV). Os resultados apresentaram boa linearidade, exatidão e precisão, com coeficientes de variação de 1,48% e 9,66% para a EQ e ETQ, respectivamente, e não demonstrando tendências em relação aos resultados obtidos por LC. Além disso, a rapidez, simplicidade e baixo custo demonstraram que o método desenvolvido traz várias vantagens para o uso no acompanhamento do processo industrial. Palavras-chave: voltametria, peróxido de hidrogênio, processo AO antraquinona, grafite vítreo

Abstract: Hydrogen peroxide is a very versatile substance, and it is considered one of the most important mass production inorganic chemical in the world. It is applied in many industrial segments such as organic synthesis, wastewater treatment, pulp and textiles bleaching, disinfection in pharmaceutical processes, extraction and refining of metals. Its worldwide production is predominantly based on the auto-oxidation process, on which alkyl-anthraquinones - denominated active quinones - are the catalysts responsible for promoting the reaction between O2 and H2, being continuously regenerated as they do so. However, there is a build-up of undesirable byproducts throughout the process, so that is fundamental to constantly monitor the concentration of active quinones in the peroxide production process. In the present work, a method for quantification of active quinones 2-ethylanthraquinone (EQ) and 2- ethyltetrahydroanthraquinone (ETQ) in hydrogen peroxide production process samples by linear sweep voltammetry (LSV) was developed. The results showed good linearity, trueness and precision, with coefficients of variation of 1.48% and 9.66% for EQ and ETQ, respectively, and no bias in relation to the results obtained by LC. Besides, the fast analysis times, simplicity and low cost of the developed method bring many advantages, making it ideal for routine process monitoring. Keywords: voltammetry, hydrogen peroxide, AO process, anthraquinone, glassy carbon