O Planejamento Experimental
Por: Alan Gomes • 14/4/2017 • Trabalho acadêmico • 803 Palavras (4 Páginas) • 258 Visualizações
1-Planejamento Experimental
O planejamento experimental tem por objetivo a representação de uma série de ensaios estabelecidos com critérios definidos, que visa determinar a influência de distintas variáveis nos resultados de um dado processo.
1.1-Planejamento experimental com dois fatores e duas variáveis (22)
Com o objetivo de avaliar a influência da concentração do ferro(X1) e da concentração do peróxido de hidrogênio(X2), na remoção de fenol(Y em %), será proposto então um planejamento experimental, em que a resposta da retirada, (através do Foto-Fenton), do fenol será dada da seguinte maneira:
[pic 1]
Primeiramente, foram definidos os níveis dos fatores para que fossem então feitos os experimentos.
Considerando a relação estequiométrica da reação oxidava entre fenol e peróxido, tem-se:
C6H6O + 14H2O2 → 6CO2 +17 H2O (1)
A partir da reação térmica do Fenton:
Fe(ll) + H2O2 → Fe(lll) + OH- + .OH (2)
Com base na reação (2) pode-se observar que há uma relação molar de 1:1 em termos de íon de peróxido e ferroso.
Porém, de acordo com Bigda(1995), em virtude do ferro atuar em condições catalíticas no processo de Foto-Fenton, as quantidades acima não são necessárias, pois existe uma relação molar excelente entre a concentração de íons de ferroso e a concentração de peróxido de hidrogênio de 1:5, ou seja a concentração molar de íons de ferro será:
[pic 2]
Com isso as relações estequiométricas para as reações de degradação serão expressadas na tabela 01:
Tabela 01: Relações estequiométricas molares de oxidação para o fenol.
H2O2 Fe(ll) |
FENOL 14 2,8 |
Como o rendimento reacional Fenton é desconhecido, será proposto então fazer os níveis variarem de uma maneira ampla, de modo a ter uma avaliação inicial das melhores condições reacionais. Com isso será escolhidos como níveis mínimos de degradação duas vezes o valor estequiométrico (base molar) e como níveis máximos dezoito vezes o valor estequiométrico (base molar).
Uma maneira de avaliar todas as possibilidades de combinações dos fatores e suas interações em uma menor quantidade de experimentos é por meio de um planejamento fatorial completo (Barros Neto; Scarminio, Bruns, 2007).
Para que se possa varrer mais níveis, podendo-se observar melhor a falta de ajuste (ou não) dos níveis dos fatores, será proposto então três repetições no ponto central.
- Nível mínimo (-1) = duas vezes a concentração estequiométrica;
- Nível máximo (+1) = dezoito vezes a concentração estequiométrica;
- Nível central (0) = média entre o nível mínimo e máximo = 10 vezes a concentração estequiométrica;
Tabela 02: Variação molar dos níveis de fatores para oxidação de fenol.
FATORES | ||||||
[H2O2](mols) |
[Fe(ll)](mols) | |||||
Níveis normalizados | ||||||
-1 | 0 | +1 | -1 | 0 | +1 | |
Níveis em valores absolutos(mols) | ||||||
FENOL
| 28 | 140 | 252 | 5,6 | 28 | 50,4 |
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