ÁREA: Química Inorgânica
TÍTULO: CARACTERIZAÇÃO FÍSICO-QUÍMICA DE ARGILA ESMECTÍTICA DA PORÇÃO SUL DA AMAZÔNIA LEGAL (BRASIL) VISANDO SEU EMPREGO COMO CATALISADOR
AUTORES: MORAES, D. S. (ICEN/UFPA) ; ROCHA, K. K. N. (IG/UFPA) ; FILHO, G. N. R. (ICEN/UFPA) ; ANGELICA, R. S. (IG/UFPA) ; ZAMIAN, J. R. (ICEN/UFPA)
RESUMO: RESUMO: Os argilominerais esmectiticos vem a cada momento ganhando muita atenção em virtude de sua diversificada aplicabilidade, e hoje com a pilarização que é a modificação de sua estrutura original, foi ampliada às possibilidades de pesquisas com estes materiais, justificando a busca por novas fontes deste insumo pelo mundo. Assim, o objetivo deste trabalho é caracterizar esmectitas da Amazônia apontando novas fontes deste material. A argila investigada foi caracterizada por métodos físico-químicos, os resultados apontaram o material como uma montmorilonita dioctaédrica rica em ferro.
PALAVRAS CHAVES: argilominerais, esmectitas, montmorilonita
INTRODUÇÃO: INTRODUÇÃO: Esmectita é um grupo de argilominerais que possuem suas estruturas em forma de camadas, formadas por folhas (arranjos) de silicatos tetraédricos em volta de uma folha octaédrica central unidas entre si por oxigênios comuns às folhas, resultando em um filossilicato 2:1. Essas camadas apresentam ainda uma deficiência de carga positiva devido a substituições isomórficas nas folhas tetraédricas (Si+4 por Al+3) ou nas octaédricas (Al+3 por Mg+2) que são balanceadas por cátions hidratados trocáveis tais como Na+, K+ ou Ca+2 que se localizam entre as camadas. A deficiência de carga gerada resulta em diferentes propriedades químicas e físicas como estabilidade térmica e efeito expansivo (KLOPROGGE et al., 2005). Suas características específicas como alta área superficial, CTC e hidratação tornam as esmectitas alvo de interesse industrial além de uma variedade de outras aplicações como na ciência dos nanocompósitos, na cerâmica, na cosmetologia, entre outras. A possibilidade de modificações de sua estrutura por processos de pilarização, resulta em materiais com propriedades superiores às originais, ampliando as possibilidades de aplicações destas argilas modificadas, como na área da catálise (CENTINI e PERATHONER, 2007). Desta forma, a descoberta de reservas de argilominerais esmectíticos gera novas possibilidades de pesquisas e aplicações industriais. Assim, o principal objetivo deste trabalho é o de investigar e caracterizar ocorrências deste argilomineral oriundos da Amazônia legal brasileira, pois com sua vasta extensão territorial e histórico geológico, esta surge como berço de uma enorme quantidade de depósitos argilosos o que permite ampliar os ramos de pesquisas além das já realizadas com estes materiais naturais da Amazônia (GUERRA et al., 2006).
MATERIAL E MÉTODOS: MATERIAL E MÉTODOS: O material foi coletado em um sítio a base da formação Pedra de Fogo, na bacia sedimentar do Parnaíba noroeste da cidade de Balsas, sul do estado do Maranhão. A área de coleta localiza-se na latitude 0382115E e longitude 9174900N. A fração argila a ser caracterizada foi separada da areia e do silt através de triturações, peneiramentos, lavagens com água destilada e posterior concentração da suspensão por centrifugação. A composição mineralógica foi conduzida através da difração de raios-x da amostra orientada, glicolada e aquecida a 550º C, além da análise padrão da amostra in natura (método do pó), usando um difratômetro de raios-x modelo X’Pert Pro MPD (PW 3040/60) da PANalytical , usando radiação Cu no intervalo de 2teta = 3 a 35º. A estabilidade térmica foi monitorada em um termoanalisador Thermal Sciences modelo PL-STA. As curvas TG foram obtidas em rampa de aquecimento de 20º/min a partir da temperatura ambiente até 1100º C. A composição química foi determinada por ICP-ES, com abertura por ataque ácido após sua fusão alcalina. A espectroscopia no infravermelho foi realizada na região de 4000 a 400 cm-1 em um espectrofoômetro FT-IR Perkin-Elmer modelo 1760 X utilizando-se a técnica da pastilha de KBr. A área superficial específica, foi tomada através da adsorção física de nitrogênio em um analisador Quantachome modelo NOVA 1200 pelo método Multi Point BET. A capacidade de troca catiônica foi determinada pela troca dos íons com uma solução de acetato de amônio por um período de 5 dias, onde a cada dia, 50 mL da solução extratora era trocada por nova solução de acetato. Os cátions totais trocados (Na, K, Ca e Mg) expressos em meq/100g de argila foram determinados em um absorção atômica Perkin Elmer modelo 3300 (SALERNO e MENDIOROZ, 2002).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: RESULTADOS E DISCUSSÃO: A fração argila corresponde a 21,68%. O difratograma de raios-x na amostra in natura (método do pó) indicou a presença de esmectita, ilita e quartzo (CHAKCHOUK et al., 2006). Os difratogramas da fração após sua (a) orientação, (b) glicolação e (c) aquecimento (figura 1), mostrou a ausência do pico em 2teta = 12,4º, característico de caulinita (CHANDRASEKHAR et al., 2007). A ausência deste mineral não é comum, e está presente até em argilas referenciais (CHIPERA & BISH, 2001). Na análise térmica, a primeira perda de massa de aprox. 12% a 120º C com evento endotérmico associado, é atribuído à saída de água adsorvida a superfície e/ou na intercamada (WOLTERS & EMMERICH, 2007). Este fato é amparado pelas bandas no IV a 3435 e 1633 cm-1, atribuídas às vibrações de estiramento e deformação angular de H-O-H da água (PAN et al., 2008). A segunda perda de massa, de aprox. 3%, à 550º C corresponde à perda de hidroxilas estruturais em esmectitas ricas em ferro, fato coerente com a literatura que aponta um intervalo entre 400 e 600º C para o evento (BRIGATTI, 1983). Este fato é reforçado pela presença da banda no IV em torno de 3625 cm-1 atribuída ao estiramento OH de Al2OH (PAN et al., 2008). Um pico duplo endo–exotérmico a 879º C observado na curva DTG pode estar associado a um rearranjo estrutural, pois a difração de raios-x do resíduo da TG mostrou a formação de quartzo alfa (WOLTERS e EMMERICH, 2007). A tabela 1 apresenta os resultados das análises físico-químicas realizadas e sua comparação com uma argila referencial. Esses dados aliados à difração de raios-x (pico 060) e a análise térmica permitiu o cálculo da fórmula estrutural e a identificação do sub-grupo o qual pertence o argilomineral caracterizado.
CONCLUSÕES: CONCLUSÃO: Com base nas análises realizadas na fração argila, pode-se relatar: 1. Presença dominante de Montmorilonita dioctaédrica como argilomineral esmectítico com fórmula estrutural K0,33Ca0,05Na0,03(Al1,34Mg0,41Fe0,26Ti0,03)[(OH)2/Al0,19Si3,81O10] e completa ausência de caulinita; 2. Amostra termicamente estável à mudança de fase até aproximadamente 850º C; 3. Pode ser considerado como material de referência com respeito aos dados clássicos na DRX, TG/DTG e IV; 4. Propriedades texturais superiores as muitas encontradas na literatura, tendo potencial uso como catalisador.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: REFERÊNCIAS
BRIGATTI, M. F. 1983. Relationship between composition and structure in Fe-rich smectites. Clay Minerals, 18: 177 – 186.
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