Sociedade Brasileira de Química (SBQ)
33a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química
Estudo cinético da adsorção do par iônico SPADNS-CTAB em sílica gel.
Luciene Dias Fernandes Cafer* (PG), Ivanise Gaubeur (PQ) *luciene.fernandes@ufabc.edu.br Universidade Federal do ABC, CEP 09210-170, Santo André, SP, Brasil.
Palavras Chave: Adsorção, SPADNS, sílica gel, CTAB, SPE.
Introdução
A extração em fase sólida (SPE) é um dos procedimentos realizados para a pré-concentração de analitos e apresenta como vantagens a recuperação da fase sólida, pré-concentração in situ, seletividade, entre outras. O analito pode ser retido na fase sólida através da complexação com um reagente previamente imobilização na mesma1. O SPADNS [sal trissódico do ácido 1,8 - dihidróxi 2- (4-sulfofenilazol)-3,6-naftalenodisulfônico] é um reagente complexante, solúvel em água, disponível comercialmente, utilizado para a determinação espectrofotométrica de alguns íons metálicos e que apresenta características desejáveis na imobilização em fase sólida. O trabalho proposto apresenta o estudo cinético da adsorção do par iônico formado entre SPADNS e o tensoativo CTAB (brometo de cetil-trimetilamônio) em sílica gel com o objetivo de avaliar o mecanismo de adsorção. Os dados experimentais de adsorção em função do tempo foram aplicados aos três modelos cinéticos: pseudo- primeira ordem (PPO), pseudo-segunda ordem (PSO) e difusão intra-partícula (DIP).
Resultados e Discussão
Inicialmente foi obtida a curva analítica do SPADNS (0,40 a 8,0 x 10-5 mol L-1), em pH = 7 e meio de CTAB cujos parâmetros calculados foram: A508 = 1,84 x 104 CSPADNS-CTAB + 0,0223 (r2 = 0,9984).
Avaliou-se a cinética de adsorção de uma solução de SPADNS 4,0 x 10-5 mol L-1 em pH = 7 em contato com 0,25 g de sílica gel e em diferentes concentrações de CTAB (1,0, 2,0 e 4,0) x10-4 mol L-1 Na razão (SPADNS:CTAB) 1:2,5, o equilíbrio foi atingido em 10 min, na razão 1:5 em 30min e na razão 1:10 após 50 min de contato não foi observada a saturação da fase sólida, Figura 1.
Como observou-se cinética rápida e porcentagem de adsorção significativa (87%) na presença de CTAB 1,0 x10-4 mol L-1, optou-se em manter essa concentração nos estudos posteriores. Com objetivo de verificar a influência do pH na adsorção do par iônico, variou-se o valor de pH em 2, 7 e 11. As retenções de SPADNS-CTAB em sílica gel foram de 96% em pH = 2, 87% em pH = 7 e 19% em pH = 11.
Mantendo o valor de pH em 7, avaliou-se a cinética de adsorção em função da concentração de SPADNS 2,0, 4,0 e 8,0x10-5 mol L-1. Observou-se um tempo mínimo de 35 min para a máxima
adsorção de SPADNS na maior concentração estudada. Os dados experimentais da adsorção vs tempo em função: da concentração de CTAB, valor de pH e concentração de SPADNS foram aplicados aos modelos cinéticos PPO, PSO e DIP. O melhor ajuste ocorreu ao modelo de PSO cujo coeficiente de correlação foi igual a 0,9999 e a diferença entre os valores de qmáx.calculado e qmáx.experimental foi < 1%.
0 10 20 30 40 50
0,0 1,0x10-4 2,0x10-4 3,0x10-4 4,0x10-4 5,0x10-4 6,0x10-4 7,0x10-4 8,0x10-4 9,0x10-4 1,0x10-3
1 SPADNS : 2,5 CTAB 1 SPADNS : 5 CTAB 1 SPADNS : 10 CTAB
m m m mS PA DN S SP AD NS SP AD NS SP AD NS / m / m / m / mS ÍLIC A G EL SÍL ICA GE L
SÍL ICA GE L SÍL ICA G EL ( ( (( g g g g g g g g -1-1-1 -1))))
Tempo (min) Tempo (min) Tempo (min) Tempo (min)
0 5 10 15 20 25 30
0,0 1,0x10-4 2,0x10-4 3,0x10-4 4,0x10-4 5,0x10-4 6,0x10-4 7,0x10-4 8,0x10-4 9,0x10-4
pH = 7 pH = 2 pH = 11
m m m mS PA DN S SP AD NS SP AD NS SP AD NS / m / m / m / mS ÍLIC A G EL SÍL ICA GE L
SÍL ICA GE L
SÍL ICA GE (L ( ( (g gg gg gg -1g -1-1-1 ))))
Tempo (min)
0 10 20 30 40 50
0,0 2,0x10-4 4,0x10-4 6,0x10-4 8,0x10-4 1,0x10-3 1,2x10-3 1,4x10-3 1,6x10-3 1,8x10-3 2,0x10-3
2 x 10-5 mol L-1 SPADNS 4 x 10-5 mol L-1 SPADNS 8 x 10-5 mol L-1 SPADNS
mm mmS PA DN S SP AD NS SP AD NS SP AD NS / m / m / m / mS ÍLIC A G EL SÍL ICA GE L
SÍL ICA GE L
SÍL ICA GE (L ( ( (g gg gg gg -1g -1-1 -1))))
Tempo (min) Tempo (min)Tempo (min) Tempo (min)
Figura 1. Variação da massa de SPADNS por grama de sílica gel (0,25g) em função do tempo. (a) para diferentes concentrações de CTAB; (b) diferentes valores de pH e (c) diferentes concentrações de SPADNS.
Conclusões
Apesar da adsorção do SPADNS em meio de CTAB 2,0x10-4 mol L-1 e em pH = 2 ter sido respectivamente, 12% e 9% maior em comparação a menor concentração do CTAB em pH = 7, optou- se em manter a concentração do tensoativo em 1,0x10-4 mol L-1 e o valor de pH = 7. Assim, diminui- se o consumo de reagentes na imobilização do par- iônico da sílica gel para futura aplicação da mesma.
O ajuste dos dados experimentais ao modelo de pseudo-segunda ordem demonstra que para cada dois sítios de adsorção há uma molécula do par iônico adsorvida.
Agradecimentos
Universidade Federal do ABC e à FAPESP (2008/09545-1).
___________________
1 Camel, V. Spectrochimica Acta (B). 2003, 58, 1177.
(a) (b)
(c)
