IX. Quelques propos insolites du Dr. Al-Qardâwi
3- Le Dr. Al-Qardâwi, les chants et la musique
Os resultados obtidos sugerem alguns aspetos de interesse para a continuação deste trabalho. Algumas considerações deverão ser melhor estudadas, como por exemplo os mecanismos de estabilização da zircónia, as suas aplicações, bem como técnicas de síntese existentes. O mecanismo de estabilização da zircónia em microcristais deve ser melhor entedido, de forma a poder efetuar a escolha da técnica de síntese mais adequada.
Por outro lado, a procura de técnicas de síntese de materiais nanométricos, menos poluentes, com a possibilidade de operação a nível industrial deve continuar, dando ênfase ao estudo da técnica de combustão com acetatos e peróxido de hidrogénio (H2O2), abordada neste trabalho.
Com base nos resultados obtidos neste trabalho, a possibilidade de alteração dos precursores da síntese por detonação de emulsões (EDS), da INNOVNANO, deve ser estudada, nomeadamente a mudança de nitratos para acetatos, com o objetivo de tornar o processo menos poluente e ambientalmente amigável.
Por fim, a possibilidade de produzir facilmente pó de t-ZrO2 metaestável, à
temperatura ambiente, com elevada pureza e com deficiência de oxigénio, pode permitir o desenvolvimento de novas aplicações para a zircónia pura, baseadas nas propriedades óticas e catalíticas deste material.
83
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91
93
94
ANEXO C
Cálculo do grau de hidratação carbonato de zircónio hidratado
O cálculo do grau de hidratação do carbonato de zircónio hidratado (ZrO2CO2.xH2O) foi efetuado recorrendo à técnica de ATG que monitorizou a sua
perda de massa, desde a temperatura ambiente até à temperatura de 1000 ºC. Uma vez que foi usada esta gama de temperaturas, o carbonato de zircónio hidratado converteu-se em zircónia (ZrO2), ocorrendo a libertação de H2O e CO2, como prevê a
queação c.1.
ZrO2CO2. xH2O →ΔT2ZrO2+ 9H2O
Através das equações c.2 e c.3 foi calculado o número de moles de água do carbonato de zircónio. Δw 100= [ mf−mi mi ] = [ 2M(𝑍𝑟𝑂2)−M (𝑍𝑟𝑂2𝐶𝑂2.𝑥𝐻2𝑂) M (𝑍𝑟𝑂2𝐶𝑂2𝑥𝐻2𝑂) ] x = [2M(𝑍𝑟𝑂2)−2.9044Δw−290.44 0.18Δw+18 ]
onde ∆w corresponde à perda de peso do carbonato de zircónio, em %, verificada através da análise ATG, mi e mf correspondem, respetivamente, à massa inicial e final
do carbonato de zircónio antes e após do tratamento térmico e MZrO2 e MZrO2CO2.xH2O
correspondem à massa molécular de zircónia e do carbonato de zircónio hidratado. Cálculo:
M(ZrO2)= 123.22 g/mol ∆w=-45 %
x = [2×123.22−2.9044×(−45)−290.44
0.18(−45)+18 ]~9moles
O carbonato de zircónio hidratado possui 8.7 moles de H2O (ZrO2CO2.9H2O)
Equação c.2
Equação c.3
Equação c.4 Equação c.1
95
ANEXO D
Cálculos efetuados para a combustão GNP
Cálculo da quantidade de ácido nítrico para a conversão do
carbonato para nitrato de zircónio
Inicialmente efetuou-se o cálculo da quantidade de nitrato de zircónio necessário para a produção de 5 g de zircónia:
Zr(NO3)4+ xNH2CH2COOH → ZrO2+ Compostos voláteis
1 2(𝑍𝑟𝑂2)2CO2. 9H2O + 4HNO3→ Zr(NO3)4+ 1 2CO2+ 13 2 H2O
Como ρ(HNO3)=1.39 g/cm3, então, v(HNO3)=17.9 ml
Cálculo da quantidade de carbonato de zircónio necessária
1 2(𝑍𝑟𝑂2)2CO2. 9H2O + 4HNO3→ Zr(NO3)4+ 1 2CO2+ 13 2 H2O Equação d.1
Mr(Zr(NO3)4)=339.22 g/mol---Mr(ZrO2)=123.22 g/mol
m (Zr(NO3)4)= x g---m(ZrO2)=5 g
m (Zr(NO3)4)=13.76 g
Mr(HNO3)=612 g/mol---Mr(Zr(NO3)4)=339.22 g/mol
m (HNO3)= x g---m(Zr(NO3)4)=13.76 g
m(HNO3)=24.82 g
Mr((ZrO2)2CO2.9H2O)=226.22 g/mol---Mr((ZrNO3)4)=339.22 g/mol
m((ZrO2)2CO2.9H2O)= x g---m(ZrO2)=13.76 g
m((ZrO2)2CO2.9H2O)=9.176 g
Equação d.2
96
Cálculo da quantidade de glicina (NH
2CH
2COOH) necessária de
acordo com o balanço de oxigénio global do sistema
A equação d.4 descreve a reação de combustão quando a glicina foi adicionada à solução de nitrato de zircónia.
Zr(NO3)4+ xNH2CH2COOH → ZrO2+ Compostos voláteis
O balanço de oxigénio global do sistema pode ser expresso pelo produto entre a fração do composto e o seu balanço de oxigénio:
BO = fZr(NO3)4BOZr(NO3)4+ fNH2CH2COOHBONH2CH2COOH
onde fZr(NO3)4 e fNH2CH2COOH designam as frações de nitrato de zircónio e glicina,
respetivamente e BOZr(NO3)4 e BONH2CH2COOH designam os balanços de oxigénio do
nitrato de zircónio e da glicina: 0.47 e -0.96 goxigénio/gsubstância, respetivamente.
A equação B.5 pode reescrever-se como: BOtotal=
mZr(NO3)4
mZr(NO3)4+mNH2CH2COOHBOZr(NO3)4+
mNH2CH2COOH
mZr(NO3)4+mNH2CH2COOHBONH2CH2COOH
onde mZr(NO3)4 emNH2CH2COOH correspodem à massa de nitrato de zircónio e glícina
respetivamente.
Simplificando, a equação d.6 na equação d.7, pode calcular-se a massa de glicina a adicionar, para o balanço de oxigénio global (BOglobal) pretendido.
m
NH2CH2COOH=
mZr(NO3)4(BOtotal−BOZr(NO3)4)
BONH2CH2COOH−BOtotal
A tabela d.1 resume as quantidades de glicina necessárias para cada balanço de oxigénio usado, para produzir 5 g de óxido de zircónio.
Tabela d.1-Quantidade de glicina necessária para atingir o balanço de oxigénio pretendido, para produzir 5 g de óxido de zircónio.
Massa de ZrO2 (g) BO (goxigénio/gsubstância) Massa de glicina (g) 5 -0.021 7.22 0 6.77 +0.021 6.33 Equação d.5 Equação d.6 Equação d.7 Equação d.4
97
ANEXO E
Cálculos efetuados para a combustão com acetatos e H
2O
2 Cálculo da quantidade de ácido acético para a conversão do
carbonato para acetato de zircónio
Inicialmente efetuou-se o cálculo da quantidade de acetato de zircónio necessário para a produção de 5 g de zircónia:
C8H12O8Zr + xH2O2 → ZrO2+ Compostos voláteis
1 2(ZrO2)2CO2. 9H2O + 4CH3COOH → C8H12O8Zr + 1 2CO2+ 13 2 H2O
Como ρ(CH3COOH)=1.05 g/cm3, então, v(CH3COOH)=9.26 ml
Cálculo da quantidade de carbonato de zircónio necessária
1 2(ZrO2)2CO2. 9H2O + 4CH3COOH → C8H12O8Zr + 1 2CO2+ 13 2 H2O
Mr((ZrO2)2CO2.9H2O)=226.22 g/mol---Mr(CH3COOH)=240 g/mol
m((ZrO2)2CO2.9H2O)= x g---m(CH3COOH)= 9.73 g
m((ZrO2)2CO2.9H2O)=9.171 g
Mr(C8H12O8Zr)=327.22 g/mol---Mr(ZrO2)=123.22 g/mol
m(C8H12O8Zr)= x g---m(ZrO2)= 5 g
m(C8H12O8Zr)=13.28 g
Mr(CH3COOH)=240 g/mol---Mr(C8H12O8Zr)=327.22 g/mol
m(CH3COOH)= x g---m(C8H12O8Zr)= 13.27 g
m(CH3COOH)= 9.73 g
Equação e.1
Equação e.2
98
Cálculo da quantidade de peróxido de hidrogénio (H
2O
2) necessária
de acordo com o balanço de oxigénio global do sistema
A equação e.4 descreve a reação de combustão quando a peróxido de hidrogénio (H2O2) foi adicionado à solução de acetato de zircónio.
C8H12O8Zr + xH2O2 → ZrO2+ Compostos voláteis
O balanço de oxigénio global do sistema pode ser expresso pelo produto entre a fração do composto e o seu balanço de oxigénio:
BO = f𝐶8𝐻12𝑂8𝑍𝑟BO𝐶8𝐻12𝑂8𝑍𝑟+ f𝐻2𝑂2BO𝐻2𝑂2
onde f𝐶8𝐻12𝑂8𝑍𝑟 e f𝐻2𝑂2 designam as frações de acetato de zircónio e peróxido de
hidrogénio, respetivamente e BO𝐶8𝐻12𝑂8𝑍𝑟 e BO𝐻2𝑂2 designam os balanços de oxigénio
do acetato de zircónio e do peróxido de hidrogénio: -0.78 e 0.47 goxigénio/gsubstância,
respetivamente.
A equação e.5 pode reescrever-se como: BOtotal=
mC8H12O8Zr
mC8H12O8Zr+mH2O2BOC8H12O8Zr+
mH2O2
mC8H12O8Zr+mH2O2BOH2O2
onde mC8H12O8Zre mH2O2 correspodem à massa de acetato de zircónio e peróxido de
hidrogénio, respetivamente.
Simplificando, a equação e.6 na equação e.7, pode calcular-se a massa de glicina a adicionar, para o balanço de oxigénio global (BOglobal) pretendido.
mH2O2 =
mC8H12O8Zr(BOtotal−BOC8H12O8Zr)
BOH2O2−BOtotal
A tabela e.1 resume as quantidades de glicina necessárias para cada balanço de oxigénio usado, para produzir 5 g de óxido de zircónio.
Como ρ(H2O2)=1.11 g/cm3, o volume de H2O2 é dado por: vH2O2 = mH2O2 ρH2O2 Equação e.4 Equação e.6 Equação e.7 Equação e.5 Equação e.8
99
Tabela e.1- Quantidade de peróxido de hidrogénio necessária para atingir o balanço de oxigénio pretendido, para produzir 5 g de óxido de zircónio.
Massa de zircónia (g) BO Volume de peróxido de hidrogénio (ml) 5 -0.031 17.9 -0.021 18.5 0 20 +0.021 21.4 +0.031 22.1
100
ANEXO F
Ficha técnica do ácido nítrico
Fórmula química: HNO
3101
ANEXO G
Ficha técnica do Ácido acético
Fórmula química: CH
3COOH
102