ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: REFINAMENTO PELO MÉTODO DE RIETVELD DE UMA AMOSTRA DE REJEITO DE CAULIM DA REGIÃO DO RIO CAPIM
AUTORES: TAVARES, L. C. (UFPA) ; VILAR, D.A.N. (UFPA) ; PEREIRA, P. M. (UFPA) ; BATALHA, F.N. (UFPA) ; MOREIRA, R. F. (UFPA) ; MARINHO, V. H. S. (UFPA) ; LEMOS,V.P. (UFPA)
RESUMO: O objetivo deste presente trabalho consiste na abordagem sobre o refinamento de uma
amostra de rejeito de caulim da região do Rio Capim, Noroeste do estado do Pará,
através do Método de Rietveld. O princípio deste método é aproveitar todos os pontos de
um difratograma para determinar os parâmetros procurados com o método de mínimos
quadrados, a fim de tornar o difratograma calculado mais próximo do observado. O
difratograma foi gerado através do difratômetro no laboratório de difração de raios-x
do Instituto de Geociências na UFPA.
PALAVRAS CHAVES: difração de raios-x, método de rietveld, caulim.
INTRODUÇÃO: Os raios-x são ondas eletromagnéticas que possuem um comprimento de onda muito pequeno, na ordem de 10-8 cm e eles se formam quando um átomo é bombardeado por um feixe de elétrons capazes de expulsar um elétron da camada mais interna deste átomo. A difração de raios-x é um método de análise baseado na utilização de raios-x para determinar a estrutura cristalina dos minerais(MORAIS,2008). Ao incidir um feixe de raios-x em um cristal, este interage com os átomos do cristal gerando o fenômeno da difração que acontece segundo a Lei de Bragg, e esta relaciona o comprimento de onda do feixe de raios-x, o ângulo de difração e a distância entre os planos atômicos da rede cristalina, conforme a equação abaixo:
nλ = 2d.senθ
n = número inteiro
λ = comprimento de onda dos raios-x
d = distância interplanar
θ = ângulo de difração
Quando fixamos o λ, medimos o θ, obtemos os valores de d relacionados à estrutura do material analisado. A cada plano interno de um cristal, identificado por seus índices de Miller, corresponde um ponto ou reflexão no difratograma, sendo que cada substância cristalina tem um difratograma único, sendo este considerado a “impressão digital” dos compostos cristalinos, pois oferece dados estruturais da cela unitária (SENS,2005).
Os difratogramas dos minerais são catalogados, e sua identificação é feita por computador. A estrutura cristalina dos minerais pode ser refinada através do método de Rietveld. O princípio deste método é aproveitar todos os pontos de um difratograma para determinar os parâmetros procurados com o método de mínimos quadrados, a fim de tornar o difratograma calculado mais próximo do observado (SANTOS, 2009).
MATERIAL E MÉTODOS: A difração de raios-x foi realisada no laboratório de difração de raios-x do Instituto de Geociências (IG) da UFPA. A amostra de rejeito de caulim da região do Rio Capim (RC) foi colocada em um porta amostra com capacidade para receber em torno de 1g de material. Ele foi preenchido e prensado manualmente até a superfície adquirir uma consistência lisa e uniforme.
As análises de difração de raios-x foram realizadas no difratômetro de raios-X de marca Panalytical XPERT-PRO (PW 3050/60), com goniômetro (Theta/Theta), com fonte de radiação de Cu (Kα) = 1,540598 °A. O método utilizado consistiu no método do pó e foi realizada uma varredura de 5° a 75° em 2θ.
O refinamento da amostra foi feito pelo Método de Rietveld através do Fullprof que é um programa gratuito e em sua instalação está incluída uma interface que controla todos os seus recursos. A amostra foi refinada com a realização de ajustes de valores analisados com uma ficha padrão de caulinita triclínica presente nas fichas CIFs do aplicativo.
Após a criação do arquivo controle o seletor radiação foi automaticamente ajustado, posteriormente o campo parâmetros instrumentais foi acionado para selecionar o arquivo com os parâmetros de perfil do difratômetro. Foram refinados o fator de escala e os parâmetros da cela unitária (a, b, c, α, β, γ). O cálculo selecionado para o ajuste foi o Profile Matching S constante, e foi adicionado o conteúdo da cela unitária (Al4Si4O18H8). A partir desses ajustes foram obtidos baixos valores de R. Bragg e de Gof .
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A partir do refinamento realizado através do método de Rietveld o valor gerado para o
R. Bragg foi de 1,56 e o valor para o Gof foi de 2,8. A figura-1 abaixo mostra o
gráfico obtido pelo método, ele apresenta linhas vermelhas (valores observados) e
linhas pretas (valores calculados) que não estão em total concordância, mas que se
aproximam.
Abaixo estão apresentados os valores obtidos para os parâmetros da cela unitária antes
e após o refinamento incluindo o volume de cela(figura-2).
CONCLUSÕES: O método de Rietveld é de grande importância para o refinamento de amostras,
principalmente para tratamentos de quantificação e síntese de zeólitas. Embora os
valores obtidos para a amostra RC não tenham se ajustado fielmente a ficha CIF da um
padrão da caulinita triclínica, pode-se aferir que os resultados obtidos para o
refinamento foram consideravelmente favoráveis.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: MORAES, M. C. de. Adsorção de cromato em materiais sintetizados a partir de rejeito de caulim do Rio Capim. Dissertação de Mestrado em Geologia e Geoquímica apresentado no Instituto de Geociências da Universidade Federal do Para. Belém, 2008
SANTOS, C., O., P. – Aplicação do Método de Rietveld – Instituto de Química UNESP. Disponível em < http://labcacc.iq.unesp.br/publicacoes/aplic/Aplicacoes_do_Metodo_de_Rietveld.pdf> Acessado em 08/06/2011, 2009.
SENA, L. F. de. Adsorção de Pb por caulinita tratada com ácidos acético e círico. Dissertação de Mestrado em Geologia e Geoquímica apresentado no Instituto de Geociências da Universidade Federal do Para. Belem, 2005.
