ÁREA: Físico-Química
TÍTULO: ACOMPANHAMENTO DO PROCESSO DE DIÁLISE POR ESPECTROSCOPIA DE IMPEDÂNCIA
AUTORES: SILVA E SILVA, A. F. (UFPI) ; NETO, J. M. G. (UFPI) ; MOITA NETO, J. M. (UFPI)
RESUMO: A diálise do látex de poliestireno é uma parte importante no processo de purificação, principalmente para uso de suporte para um antígeno ou anticorpo. Acompanhar o processo de diálise de um látex de poliestireno por espectroscopia de impedância permitiu a criação de um modelo teórico do processo de diálise do látex, útil para caracterização das espécies químicas presentes. O modelo, RC paralelo com elemento de constante de fase em série, mostrou o gradativo aumento na resistência e a influência na interface do eletrodo, caracterizando assim, as mudanças estruturais existentes na dispersão complexa.
PALAVRAS CHAVES: diálise, látex de poliestireno, modelo teórico
INTRODUÇÃO: O látex de poliestireno produzido por polimerização em emulsão precisa ser purificado para algumas de suas aplicações. A diálise, processo que emprega membrana para separar partículas com dimensões coloidais, tem como força motriz um gradiente de concentração e como mecanismo de ação a difusão (SHAW, 1992). Hemodiálise, dessalinização e concentração de biomoléculas são algumas das mais corriqueiras aplicações do processo de separação por membrana (DÉSORMEAUX et al., 2008).
A técnica de espectroscopia de impedância (EI) tem potencial para caracterização de látex de poliestireno, pois os mesmos são dispersões coloidais carregadas ou carregáveis (BARSOUKOV E MACDONALD, 2005).
Neste trabalho utilizamos a espectroscopia de impedância para acompanhar o processo de diálise de um látex de poliestireno construindo um modelo de comportamento elétrico a partir destes dados. A coerência do modelo com os aspectos físico-químicos conhecidos do processo de diálise indica as possibilidades de monitoramento, por espectroscopia de impedância, de futuras aplicações tais como a adsorção de proteínas na superfície de látex polimérico.
MATERIAL E MÉTODOS: Partículas esféricas monodispersas de látex foram preparadas através de uma reação de polimerização em emulsão utilizando persulfato de sódio 0,5 g, dodecilsulfato de sódio 2,5 g, estireno 10 mL e água destilada 200 mL. O procedimento de referência de síntese foi o mesmo utilizado por Moita Neto (1994).
O polímero obtido na síntese foi filtrado separando látex do coágulo. Cerca de 50 mL do látex foi colocado em saco de diálise previamente tratado. O látex passou por diálise de 24, 48 e 72 horas. Medidas de espectroscopia de impedância (EI) foram feitas: no látex sem diálise (SD), látex dialisado por 24 horas (D24), látex dialisado por 48 horas (D48) e látex dialisado por 72 horas. Cada amostra foi submetida a um campo elétrico gerado pela tensão de 100 mV. Foram registrados 50 medidas dentro do intervalo de frequências 1 a 1 x 107 Hz.
O modelo proposto contendo quatro parâmetros foi ajustado dos dados experimentais utilizando o software origin 5.0.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A Figura 1 mostra o inverso da componente real (Z’-1) versus a frequência para os látex SD, D24, D48 e D72. Os pontos são os valores medidos e as linhas representam os ajustes feitos através de um modelo que inclui um circuito RC em paralelo e os efeitos de interface em série. O parâmetro mais afetado pelos processos de diálise foi à resistência de volume. Isto mostra que a diálise elimina os íons contidos no meio de dispersão. A pouca variação da capacitância de volume indica que as partículas de látex, que por serem grandes e portarem cargas, contribuem fortemente para os efeitos dielétricos. Evidencias destes fatos são mostradas na Figura 1, onde observamos que as curvas têm formas muito parecidas, diferindo somente nos valores dos patamares.
A Figura 2 apresenta o inverso da componente imaginária (Z’’-1) em função da frequência para os látex SD, D24, D48 e D72. Em baixas frequências as medidas das quatro amostras coincidem, deferindo de alta frequência, pois as medidas com látex dialisado apresentaram picos. O pico ausente na medida do látex sem diálise é mascarado pelos íons que tornam o meio disperso.
CONCLUSÕES: A espectroscopia de impedância mostrou-se uma técnica adequada de caracterização de dispersões complexas de látex de poliestireno obtido por polimerização em emulsão. As decorrências qualitativas do processo de diálise são bem conhecidas e medidas de espectroscopia de impedância, além de confirmar a tendência esperada da diálise. Permitiu à criação de um modelo quantitativo do processo, tal modelo poderá ser útil na investigação de sistemas análogos.
AGRADECIMENTOS: UFPI, Prof. Dr. Regina Célia de Assis, Prof. Dr. Kátia Bonfim Leite de Moura Sérvulo, CAPES
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BARSOUKOV, E.; MACDONALD, J. R. 2005. Impedance spectroscopy: theory, experiment, and applications. John Wiley and Sons.
SHAW, D. J. 1992. Introduction to colloid and surface chemistry. 4 ed. Burlington. Butterworth-Heinemann.
DÉSORMEAUX, A., M. E. MOREAU, et al. 2008. The effect of electronegativity and angiotensin-converting enzyme inhibition on the kinin-forming capacity of polyacrylonitrile dialysis membranes.Biomaterials, 29(9): 1139-1146.
