UTILIZAÇÃO DE CÂMERAS POR INFRAVERMELHO COMO SENSOR DE TEMPERATURA PARA ANÁLISE ENTALPIMÉTRICA E DETERMINAÇÃO DO PODER DE NEUTRALIZAÇÃO DE CORRETIVOS

Resumo

As medições de temperatura são fundamentais em numerosos processos industriais, os sensores de temperatura infravermelhos executam medições até então impossíveis para os termômetros de contato, além de apresentarem durabilidade, são considerados sensores não invasivos. Neste contexto, o objetivo do presente projeto é desenvolver um sistema de titulação termométrica, para aplicação da câmera de infravermelho no monitoramento de reações de neutralização, e também no desenvolvimento de metodologia para aplicação do sistema na determinação do poder de neutralização (PN) de corretivos. Nos estudos desenvolvidos avaliou-se a eficiência da câmera de infravermelho modelo FLIR A35 em relação a sensores de temperatura do tipo PT-100 e termômetro de mercÚrio. Determinou-se também entalpia de neutralização da reação entre HCl e NaOH comparando a eficiência da FLIR A35 ao PT-100. Nestes testes foram utilizadas soluções de NaOH com concentrações de 0,25; 0,50; 0,75 e 1,00 mgL^-1, e HCl 1,0 mgL^-1 para construção da curva de correlação, em que foram medidas a temperatura inicial da soluções de NaOH e final após a adição do HCl, obtendo-se assim a variação de temperatura (ΔT °C) em cada concentração de NaOH, trabalhou-se com volumes de 50 mL e a determinação da capacidade calorífica do sistema foi realizada utilizando o sensor que apresentou melhor desempenho. Após os testes para comprovação da eficiência da câmera de infravermelho, a mesma foi utilizada para realização de ensaios para a determinação do PN de corretivos do solo. Pesou-se diferentes massas de CaCO₃ de 0,2; 0,3; 0,4; 0,5 gramas, com a FLIR A35 mediu-se a temperatura inicial do sistema, considerada a solução de HCl 0,5 moll^-1, adicionou-se 10 mL da mesma ao corretivo e mediu-se a temperatura final do sistema, o mesmo procedimento foi realizado com a amostra de corretivo, os ensaios foram realizados em recipiente de polipropileno de 30 mL. Plotou-se uma curva de correlação de concentração (molL^-1) versus ΔT°C, usando os resultados obtidos para ambos os sensores de medida, para comparação da eficiência. O sensor que apresentou melhor desempenho foi a câmera de infravermelho FLIR A35 (r=0,9999), que os sensores PT-100 (r = 0,941), termômetro de mercÚrio (r = 0,9933), e termômetro + FLIR A35 (r = 0,989), devido ao termômetro atuar como um corpo invasivo na reação. Os valores de entalpia de neutralização obtidos a partir das análises (n =3) com a câmera de infravermelho e o PT-100 foram de 11,24 kcal mol^-1 e 6,57 kcal mol^-1, respectivamente. Comparando-se ao valor teórico de entalpia de neutralização desta reação (13,7 kcal mol^-1), observou-se que a câmera de infravermelho apresentou um erro de -17,96%, enquanto que para o PT-100 foi de -52,04%. Determinou-se um valor médio de capacidade calorifica do sistema de 52,46 ±1,74 J ºC^-1 e de entalpia de neutralização de - 58,34 ±1,96 kJ mol^-1, no qual apresentando um erro de - 2,5 kJ mol¹ em relação ao valor teórico, de - 55,84 kJ mol^-1 utilizando como sensor a FLIR A35. Obteve-se na calibração do sistema para determinação do PN de corretivos uma curva de correlação de CaCO₃ com r = 0,8257, já para o poder de neutralização do corretivo encontrou-se um valor de 72,22% enquanto que a padrão é de 98%. Este fator pode ser explicado pela perda de calor da reação para o sistema, como por exemplo, para o recipiente reacional que não era composto de material isolante, e para o pino magnético utilizado para agitar a reação.