Dissertação/Tese do PPGQ
SISTEMAS AQUOSOS BIFÁSICOS FORMADOS POR SAIS DE COLINA: UMA ALTERNATIVA AMBIENTALMENTE SEGURA APLICADA À PARTIÇÃO DE CORANTES
ResumoPalavras-chave:
Sistemas aquosos bifásicos (SAB) têm sido propostos como plataformas poderosas para a
separação e purificação de analitos estratégicos. Eles são formados quando no mínimo dois
componentes solúveis em água são misturados acima de determinadas concentrações que levam
à formação de um sistema bifásico (líquido-líquido). Atualmente os líquidos iônicos (LI) à base
de colina se tornaram candidatos promissores na formação dos SAB, devido as suas
características ambientalmente amigáveis. Assim, o objetivo desse trabalho foi a caracterização
de novos SAB formados por LI à base de sais de colina (cloreto de colina (ChCl), bitartarato
de colina (ChBi) e dihidrogenocitrato de colina (ChDHC)) + polietilenoglicol (PEG400 e
PEG1500) + H2O e aplicá-los na partição de corantes. Os diagramas de fases foram obtidos nas
temperaturas de 298,15; 308,15, 318,15 ou 328,15 K. A quantificação dos componentes em
cada fase foi realizada por meio das técnicas de condutivimetria, índice de refração e
gravimetria. Os resultados evidenciaram que a temperatura e a massa molar do polímero
exerceram influência direta sobre a região bifásica. A expansão foi proporcional ao aumento da
massa molar e elevação da temperatura. Nos SAB formados por PEG400 + ChCl + H2O e
PEG400 + ChBi + H2O, observou-se um aumento sutil da região bifásica, enquanto os sistemas
formados com PEG1500 + ChCl + H2O, PEG1500 + ChBi + H2O e PEG1500 + ChDHC + H2O
observou-se um aumentou expressivo da região bifásica. O efeito dos ânions no processo de
indução à separação de fases, adotou a ordem: bitartarato > dihidrogenocitrato > cloreto. O
resultado é atribuído à habilidade dos diferentes ânions em formar complexos de hidratação e
induzir o efeito salting-out no polímero. Os dados experimentais tiveram validação satisfatória
através da Equação de Merchuk para as curvas binodais e Equação de Guan para as linhas de
amarração. Na aplicação dos SAB na partição dos corantes, Amarelo Reativo e Índigo de
carmim, a partição ocorreu preferencialmente para a fase superior (FS) de todos os SAB que
têm características inversas nesse estudo. Aqueles formados por ChCl, a FS é rica no mesmo,
enquanto que os formados por ChBi esta fase é enriquecida com polímero. Para os sistemas
formados com o ChCl a partição mostrou-se dirigida por fatores entrópicos enquanto para
aqueles formados com o ChBi a partição apresentou-se entalpicamente dirigida (proveniente da
grande capacidade salting out do bitartarato). Constatou-se influência direta do CLA e
temperatura na partição dos corantes. Os novos SAB com propriedades ainda “mais verdes”
contribui com as metodologias analíticas para concentração, enriquecimento, recuperação e
purificação de analitos diversos em conformidade com as demandas ecológicas da atualidade.
equilíbrio líquido-líquido, líquidos iônicos, partição de corantes.
AbstractKeywords:
Aqueous two-phase systems (ATPS) have been proposed as powerful platforms for the
separation and purification of strategic analytes. They are formed when at least two watersoluble components are mixed above certain concentrations that lead to the formation of a twophase (liquid-liquid) system. Currently, choline-based ionic liquids (IL) have become
promising candidates in the formation of SAB, due to their environmentally friendly
characteristics. Thus, the objective of this work was the characterization of new SAB formed
by IL based on choline salts (choline chloride (ChCl), choline bitartrate (ChBi) and choline
dihydrogen citrate (ChDHC)) + polyethylene glycol (PEG400 and PEG1500) + H2O and
applied them in the partitioning of dyes. Phase diagrams were obtained at temperatures of
298.15; 308.15, 318.15 and 328.15 K. The quantification of the components in each phase was
performed using conductivimetry, refractive index and gravimetry techniques. The results
showed that the temperature and molar mass of the polymer exerted a direct influence on the
biphasic region. The expansion was proportional to the increase in molar mass and increase in
temperature. In the SAB formed by PEG400 + ChCl + H2O e PEG400 + ChBi + H2O, a subtle
increase in the biphasic region was observed, while the systems formed with PEG1500 + ChCl
+ H2O, PEG1500 + ChBi + H2O and PEG1500 + ChDHC + H2O showed a significant increase
in the biphasic region. The effect of anions in the phase separation induction process adopted
the order: bitartrate > dihydrogen citrate > chloride. The result is attributed to the ability of the
different anions to form hydration complexes and induce the salting-out effect in the polymer.
The experimental data had satisfactory validation through Merchuk's Equation for the binodal
curves and Guan's Equation for the tie lines. In the application of the SAB in the partition of
the dyes, Reactive Yellow and Carmine Indigo, it was observed that the partition occurs
preferentially for the superior phase (FS) that have inverse characteristics in the SAB of this
study. Those formed by ChCl, the FS is rich in it, while those formed by ChBi this phase is
enriched with polymer. For the systems formed with ChCl, the partition was directed by
entropic factors, while for those formed with ChBi, the partition was enthalpically directed (due
to the great salting out capacity of the bitartrate). There was a direct influence of CLA and
temperature on the partition of dyes. The new SABs with even “greener” properties contribute
to analytical methodologies for concentration, enrichment, recovery and purification of various
analytes in line with today's ecological demands.
liquid-liquid equilibrium, ionic liquids, dye partition
Banca de defesa
PresidenteNacionalidade: Brasileira Ver currículo Lattes Ver ORCID Ver página pessoal
LEANDRO RODRIGUES DE LEMOS
Participante internoNacionalidade: Brasileira Ver currículo Lattes Ver página pessoal
ANDRÉ SANTIAGO AFONSO
Participante externoNacionalidade: Brasileira
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