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PPGQ
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM QUÍMICA
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Notícias

CARACTERIZAÇÃO DE SISTEMAS LÍQUIDO-LÍQUIDO AMBIENTALMENTE SEGUROS PARA APLICAÇÕES EM SEPARAÇÕES

Discente de Mestrado
KEYCIANNE DA CRUZ SILVA
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Titulado(a)
Defesa
Data: 29/03/2019
Horário: 08:30
Local: Auditório da Pós Graduação em Química (Bloco V)
Status: Aprovada
Resumo
A extração com solvente é uma técnica amplamente utilizada tanto em aplicações industriais como em escala laboratorial, sendo que a Extração Líquido-Líquido (ELL) é uma das principais, e consiste na partição desigual do soluto entre suas fases imiscíveis ou parcialmente miscíveis. Porém, a ELL tradicional utiliza solventes orgânicos que são tóxicos, cancerígenos e inflamáveis, não sendo uma técnica que está aliada com os princípios da Química Analítica Verde. Diante disso, o Sistema Aquoso Bifásico (SAB) é uma alternativa à ELL sendo que é uma técnica de extração líquido-líquido que não utiliza solventes orgânicos e suas fases são formadas por majoritariamente por água. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo caracterizar novos SAB’s formados por Triton X – 100 + Sulfato de Lítio (Li2SO4) + H2O; Polivinilpirrolidona MM = 10.000 g mol-1 (PVP 10) + Li2SO4 + H2O e Triton X – 100 + PVP 10 + H2O, avaliando o efeito da temperatura (278,15, 288,15 e 298,15 K) e da macromolécula (PVP 10 ou Triton X – 100) sobre a região bifásica. Para todos os SAB’s estudados, a temperatura teve um pequeno efeito sobre a região bifásica, mostrando que a entropia foi o fator preponderante para separação espontânea das fases. Além disso, observou-se que as interações polímero/eletrólito ou surfactante/eletrólitos são mais propensas a segregação de fases do que as interações polímero/surfactante, sendo que nos SAB’s formados por Li2SO4 o Triton X-100 mostrou uma maior eficiência em segregar fase frente ao PVP 10, devido ao seu maior caráter hidrofóbico. Os dados foram ajustados através da Equação de Merchuk para as curvas binodais e de Guan para as linhas de amarração com bons valores de coeficiente de correlação. Para um melhor entendimento do ambiente químico das fases e mostrar a potencialidade de aplicação destes sistemas, foi realizado um estudo de partição do corante Amarelo Reativo HE4R. Para todos os sistemas ocorreu um particionamento desigual do corante Amarelo HE4R, sendo que com o aumento do CLA há um incremento na tendência do corante em particionar para a fase na qual interage mais fortemente. Para os SAB’s formados por Li2SO4, o corante transferiu-se preferencialmente para a fase rica em macromolécula, enquanto para o sistema formado Triton X – 100 + PVP 10 particionou-se para a fase rica em PVP 10. Com as equações de Johansson pode-se determinar que a força motriz do particionamento nos SAB’s compostos por sal foi entálpica, e para o SAB formado por polímero/surfactante foi a entrópica.
Palavras-chave
Triton X – 100; Polivinilpirrolidona 10.000; Sulfato de Lítio; Sistema aquoso bifásico;
Abstract
Solvent extraction is a widely used technique in both industrial and laboratory applications, and Liquid-Liquid Extraction (LLE) is one of the main ones and consists of uneven partitioning of the solute between its immiscible or partially miscible phases. However, traditional LLE uses organic solvents that are toxic, carcinogenic and flammable, not being a technique that is allied with the principles of Green Analytical Chemistry. Therefore, the Aqueous Two-Phase Systems (ATPS) are an alternative to LLE, being a liquid-liquid extraction technique that does not use organic solvents and its phases are formed by water. In this context, the present work aimed to characterize new ATPS formed by Triton X - 100 + Lithium Sulphate (Li2SO4) + H2O; Polyvinylpyrrolidone MW = 10,000 g.mol-1 (PVP 10) + Li2SO4 + H2O and Triton X-100 + PVP 10 + H2O, evaluating the effect of temperature (278,15, 288,15 and 298,15 K) and macromolecule ( PVP 10 or Triton X-100) on the biphasic region. For all ATPS studied, the temperature had a small effect on the biphasic region, showing that entropy was the preponderant factor for spontaneous phase separation. In addition, it was observed that polymer/electrolyte or surfactant/electrolyte interactions are more effective to phase segregation than polymer/surfactant interactions, and in ATPS formed by Li2SO4 the Triton X-100 showed a higher efficiency in segregating phase compared to PVP 10 due to its greater hydrophobic character. The data were adjusted through the Merchuk Equation for the binodal curves and Guan for the tie-lines with good correlation. For a better understanding of the chemical environment of the phases and to show the potentiality of application of these systems, a study of the Reactive Yellow HE4R dye was performed. For all the systems there was an uneven partitioning of the Reactive Yellow HE4R dye, and with the increase of the TLL there is an increase in the tendency of the dye to partition to the phase in which it interacts most strongly. For the ATPS formed by Li2SO4, the dye was preferentially transferred to the macromolecule-rich phase, whereas for the system formed Triton X-100 + PVP 10 was partitioned to the PVP 10 rich phase. With Johansson's equations, it is determined that the driving force of partitioning in ATPS composed of salt was enthalpic, and for ATPS formed by polymer/surfactant it is a mixture of the enthalpic and entropic contributions.
Keywords
Triton X-100; Polyvinylpyrrolidone 10.000; Lithium Sulphate; Aqueous Two-Phase Systems;
Banca: 3 integrantes
leandro-rodrigues-de-lemos
Presidente
LEANDRO RODRIGUES DE LEMOS
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Participante interno
HENRIQUE APARECIDO DE JESUS LOURES MOURÃO
Participante externo
Tonimar Dominicano Arrighi Senra