Autores

Gomes, V.A. (UFVJM) ; Lemos, L.R. (UFVJM)

Resumo

O presente trabalho teve como objetivo caracterizar novos Sistemas Aquosos Bifásicos formados pelos copolímeros L64 (MM = 2900 g mol-1) e F68 (MM = 8400 g mol-1) e os sais Sulfito de Sódio (Na2SO3), Ditionito de Sódio (Na2S2O4) e Tiossulfato de Sódio (Na2S2O3). Todos os sistemas estudados tiveram o comportamento esperado na literatura para esse tipo de sistema: fase superior rica em polímero e fase inferior rica em sal, sendo a água o componente majoritário. Os diagramas de fase obtiveram boa correlação linear entre os pontos globais e suas composições de fase, indicando assim um bom balanço de massa e a eficiencia da metodologia aplicada. O desenvolvimento de novos SAB's permite a modulação de sistemas cada vez mais específicos para processos de separação, extração e préconcentação.

Palavras chaves

Sistema Aquoso Bifásico; Copolímero; Sais de Sódio

Introdução

A extração líquido-líquido (ELL) é uma técnica versátil e com grande aplicação nas mais diversas indústrias (CUSACK et al, 1991). É um processo que consiste basicamente na partição desigual de analitos de interesse entre duas fases imiscíveis ou parcialmente miscíveis. Todavia, buscando um maior alinhamento com os preceitos da Química Verde, a ELL vem abandonando o uso dos usuais solventes orgânicos, tóxicos e cancerígenos, por alternativas menos prejudiciais à natureza e saúde (KISLIK, 2012). Nesse ponto, os Sistemas Aquosos Bifásicos (SAB’s) vêm surgindo como alternativa viável tendo em vista que são sistemas de baixo custo, alta seletividade e com um potencial poluidor muito inferior já que são compostos majoritariamente por água (DA SILVA & LOH, 2006). Dentre os diversos tipos de SAB’s, os mais utilizados são os sistemas formados por um polímero e um sal devido ao seu baixo custo e a rápida e eficiente separação de fases. Essa separação resulta usualmente em uma fase superior rica em polímero e pobre em sal e uma fase inferior enriquecida em sal e pobre em polímero (ALVARENGA et al, 2014). Neste contexto, este trabalho visa a obtenção de novos dados de equilíbrio líquido-líquido para SAB’s formados por copolímeros tribloco L64 ou F68 e sais de sódio, ainda não relatados na literatura para esses copolímeros, (Na2S2O4, Na2SO3, Na2S2O3) mais água nas temperaturas de: 278,15, 288,15 e 298,15 K.

Material e métodos

Os copolímeros triblocos L64 (MM = 2900 g mol-1) e F68 (MM = 8400 g mol-1) foram adquiridos da Sigma – Aldrich (USA). Os sais Ditionito de Sódio (Na2S2O4), Sulfito de Sódio (Na2SO3) e Tiossulfato de Sódio Pentahidratado (Na2S2O3.5H2O) foram adquiridos da ACS Científica (Brasil). Utilizou-se água deionizada (Deionizador Gehaka) em todos os experimentos. Para determinar as regiões monofásica e bifásica realizou-se uma titulação turbidimétrica para obtenção de uma curva binodal estimada. Para isso, foi adicionado a um tubo, 1,0 grama de solução dos polímeros L64 (40% m/m) ou F68 (36% m/m) e titulou-se com auxílio de uma micropipeta automática, adicionando-se alíquotas de 30 μl das soluções de Na2S2O4, (15% m/m), Na2SO3 (25% m/m) ou Na2S2O3 (25% m/m). As alíquotas foram adicionadas até a observação da turvação da solução. A turvação é um indicativo que o sistema se tornou heterogêneo. Após estabelecer o equilíbrio, adicionou-se alíquotas de 30 μl de água destilada até observar a desturvação da solução, indicando a volta para o estado homogêneo. Repetiu-se este procedimento até a obtenção de vinte pontos e eventual construção da curva binodal e do diagrama de fases. A concentração de sal nas fases foi determinada por condutimetria utilizando o Condutivímetro SI Analytics Handylab 200. Para a determinação das concentrações do copolímero em cada fase, utilizou-se a técnica de refratometria (Refratômetro AR1000S, Megabrix).

Resultado e discussão

A Figura 1 mostra os dados de equilíbrio líquido-líquido para os sistemas formados por L64 + Na2S2O4 + H2O nas temperaturas de 278,15, 288,15 e 298,15 K. Os pontos globais se referem às concentrações globais preparadas e as composições de fases foram determinadas instrumentalmente. Observa-se na tabela os pontos globais, que são as concentrações totais de sal, polímero e água do sistema, e as composições de fase superior e inferior que são as quantidades medidas dos componentes em cada fase. Todos os pontos globais são compostos majoritariamente por água e apresentam uma fase superior rica em polímero e uma fase inferior rica em sal. Podemos observar também o comportamento dos valores de comprimento de linha de amarração (CLA), um importante parâmetro desse tipo de sistema que indica a tendência e ou comportamento dos componentes dentro do sistema. O aumento do CLA aliado ao aumento na concentração dos componentes do SAB indica que há uma maior segregação entre o polímero e o sal entre as fases do sistema, criando assim uma maior diferença de ambiente químico. Este comportamento é comum entre SAB’s formado por polímero e sal. Os demais sistemas apresentaram valores com tendências semelhantes ao sistema da Figura 1. A Figura 2 apresenta o diagrama de fases para o sistema exemplo e podemos observar que o sistema apresentou uma boa correlação linear entre os pontos globais e suas respectivas composições de fase, indicando um bom balanço de massa. Isso mostra que a metodologia empregada na quantificação dos componentes nas fases recuperou as quantidades adicionadas dos reagentes (O mesmo foi observado nos demais sistemas).

Dados do equilíbrio líquido-líquido para sistemas formados por L64 + Na2S2O4 + H2O nas temperaturas de 278,15, 288,15 e 298,15 K.


Diagramas de fases dos SAB’s formados por: L64 + Na2S2O4 + H2O, nas temperaturas de (A) 278,15, (B) 288,15 e (C) 295,15 K.

Conclusões

Novos dados do equilíbrio líquido-líquido para os SAB’s L64 + Na2SO3 + H2O, L64 + Na2S2O4 + H2O, L64 + Na2S2O3 + H2O nas temperaturas de 278,15, 288,15 e 298,15 K, foram obtidos neste trabalho. Todos os sistemas apresentaram resultados condizentes com a literatura para esse tipo de sistema. Os resultados abrem margem para o desenvolvimento de diversos outros sistemas aumentando assim a gama de SAB's disponíveis possibilitando uma modulação fina, permitindo assim a aplicação em diversos processos de separação, extração e preconcentração.

Agradecimentos

Referências

CUSACK, R.W.; FREMAUX, P.; GLATZ, D. A fresh look at liquid-liquid extraction. Chemical Eng, New York, v. 98, p.66-76, 1991.
KISLIK, V. S. Advances in Development of Solvents for Liquid–Liquid Extraction. Solvent Extraction, p. 451-481, 2012.
DA SILVA, L.H.M.; LOH, W. Sistemas Aquosos Bifásicos: Fundamentos e aplicações para partição/purificação de proteínas. Química nova, São Paulo, v. 29, 2006.
ALVARENGA, B. G. et al. Measurement and correlation of the phase equilibrium of aqueous two-phase systems composed of polyethylene (glycol) 1500 or 4000+ sodium sulfite+ water at different temperatures. Journal of Chemical & Engineering Data, v. 59, n. 2, p. 382-390, 2014.