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palavras-chave: eletrooxidação, explosivos nitroamínicos, fenóis

Um dos principais problemas ambientais que são causados pelas indústrias de armamentos é a presença de explosivos em locais onde as munições foram manufaturadas, estocadas, usadas ou desmilitarizadas. A preocupação ambiental sobre a contaminação do solo, água e sedimento por explosivos tem resultado em determinações destes compostos no solo, nas águas subterrâneas e superficiais nas vizinhanças das fábricas de armamentos, locais onde são realizados testes militares e onde ocorreram guerras. O hexahidro-1,3,5-trinitro-1,3,5-s-triazina (RDX) é um dos explosivos mais comumente encontrados em locais contaminados por munições, pelo fato de que este composto foi e ainda está sendo extensivamente manufaturado e utilizado. O RDX é muito lentamente decomposto no ambiente, podendo assim contaminar o solo e as águas subterrâneas.

Os compostos fenólicos, por sua vez, são resíduos de indústrias têxteis, tintas e vernizes entre outras, sendo que o descarte ao meio ambiente também está sendo controlado. Assim, são necessários métodos de tratamento para estas duas classes de compostos. Uma alternativa para ambos os casos é a degradação via eletroquímica. A eletrooxidação dos compostos fenólicos tem sido extensamente estudada^1,2, porém nada foi encontrado na literatura sobre a oxidação eletroquímica do RDX.

A oxidação dos compostos orgânicos via eletroquímica depende de vários fatores, tais como concentração inicial do composto orgânico, pH, potencial aplicado, material eletródico, entre outros.

Neste trabalho estudou-se a oxidação eletroquímica do fenol, 2,5 dimetilfenol e RDX, utilizando a platina como eletrodo de trabalho.

A degradação dos compostos orgânicos foi estudada em solução de H₂SO₄ 0,05M e a concentração dos compostos fenólicos foi de 1 mM e a do explosivo foi de 0,01mM. A diferença de concentração entre os fenóis e o RDX é devido à solubilidade do explosivo ser bem menor do que a dos compostos fenólicos. O eletrodo de trabalho utilizado para todos os experimentos foi a Pt, como eletrodo auxiliar empregou-se uma folha de Pt ou uma placa de carbono vítreo. O eletrodo de referência foi do tipo Hg/Hg₂SO₄/K₂SO₄ (sat.). O tempo de eletrólise foi de 8 horas e o potencial aplicado foi de 1,65 V para a degradação dos compostos fenólicos e 1,45 V para o RDX.

Foi utilizada uma célula de vidro pyrex de dois compartimentos, separados por uma membrana de Nafion para não permitir a mistura das soluções dos compartimentos anódico e catódico. Esta célula é dotada de capilar de Luggin.

As técnicas eletroquímicas empregadas foram a voltametria cíclica e a eletrólise a potencial controlado e as análises químicas das soluções eletrolisadas foram feitas por HPLC, utilizando uma coluna C18 e diferentes comprimentos de onda, l = 254 nm (para os fenóis) e 280 nm (para o RDX).

Todos os estudos foram realizados na temperatura ambiente.

Os resultados obtidos para a degradação dos compostos fenólicos mostraram que após o término das eletrólises foram oxidados aproximadamente 63 % de fenol e 62 % de 2,5 dimetilfenol. As análises cromatográficas indicaram que o principal produto formado durante a oxidação do fenol foi a benzoquinona, com rendimento de 33% e para o 2,5-dimetilfenol formou-se predominantemente a 2,5 dimetilbenzoquinona, com rendimento de 20%. As análises também indicaram a formação de ácidos maleico, málico, oxálico, 2,5 dimetilmalônico, etc, além de CO₂.

Os resultados obtidos na eletrooxidação do RDX, indicaram que em 4 horas de eletrólise foi oxidado cerca de 89% deste e a partir de 6 horas não foi mais verificada a presença deste no compartimento anódico. Ou seja, o pico cromatográfico referente desapareceu completamente, indicando assim, sua completa degradação. Adicionalmente, foi verificado dos cromatogramas a formação de dois produtos, que posteriormente sofreram oxidações, visto que após 8 horas a área relativa a estes picos diminuiram até quase desaparecimento total. Deve ser ressaltado que as análises foram realizadas em um comprimento de onda fixo e que outros possíveis produtos podem ter sido formados, porém não foram feitas análises cromatográficas específicas com o objetivo de detectá-los devido a falta de padrões. Isto será enfocado em estudos futuros.

A oxidação eletroquímica tem-se apresentado viável para a oxidação dos orgânicos estudados, porém estes estudos ainda são básicos e para uma aplicação tecnológica será necessário otimizar experimentos e realizar testes em reatores a nível de bancada de laboratório.

Adicionalmente, a eletrooxidação dos compostos orgânicos mostrou uma melhor eficiência na degradação do RDX, indicando que a concentração é um fator determinante para a eficiência do processo.

1- A. Perret, W. Haeni, N. Skinner, X. M. Tang, D. Gandini, Ch. Comninellis, B. Correa, G. Foti, Diamond and Related Materials, 8, 820 (1999).

2- M. Ferreira e G. Tremiliosi Filho, anais do 196^th Meeting of the Electrochemical Society, realizado no Hawaii, 17-22 de outubro de 1999.