Determinação da contribuição dos grupos funcionais presentes na estrutura química dos corantes de fenilmetano nas forças motrizes de partição dos corantes nos sistemas aquosos bifásicos

• Autor(a) principal: Castellón Castrillon, Elkin Dario
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: LOCUS Repositório Institucional da UFV
• Texto Completo: http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/18579
• topic: Sistemas aquosos bifásicos; Termodinâmica; Soluto - Extração; Partição de fases; Físico-Química

Os Sistemas Aquosos Bifásicos (SAB) são uma mistura de soluções aquosas de duas ou mais espécies diferentes que a determinadas condições de concentração, pressão e temperatura se dividem em duas fases. Esta característica torna aos SAB uma técnica de separação líquido-líquido ambientalmente segura e economicamente viável. Além disso, a diversidade de compostos utilizados para formar estes sistemas permite a regulação de diversas propriedades, como por exemplo a hidrofobicidade das fases e força iônica, potencializando a eficiência do processo de separação. No entanto, o fundamento termodinâmico do processo de transferência de solutos nestes sistemas ainda não está bem definido, já que ainda existem algumas questões por resolver como por exemplo: qual é a contribuição dos grupos funcionais do soluto nas forças motrizes que governam o processo de partição? Qual é o efeito da composição do SAB nessas contribuições? Por tanto, torna-se fundamental o desenvolvimento de um método experimental que permita a determinação da contribuição da estrutura do soluto nos diferentes parâmetros termodinâmicos de transferência em SAB diferentes. Neste trabalho foram usados seis corantes de fenilmetano com pequenas variações estruturais (Auramina, Pararosanilina, Violeta de metila B base, Violeta de metila 2B, Violeta de metila 6B e Violeta de metila 10B) como sondas moleculares para avaliar as diferentes contribuições associadas à estrutura da molécula nos fatores que governam a partição destes compostos em diferentes SAB. Nesse contexto, foram usadas misturas de duas soluções aquosas de um polímero ou copolímero com diferentes sais de sulfato ou sais orgânicas de sódio, para formar SAB com propriedades termodinâmicas diferentes. Foi possível assim determinar os diferentes parâmetros termodinâmicos associados ao processo de transferência dos corantes no estado padrão a condições de diluição infinita, tais como a variação da energia livre de Gibbs de transferência (∆ tr G o,∞ ), a variação da entalpia de transferência (∆ tr H o,∞ ) e a variação da entropia padrão de transferência (T∆ tr S o,∞ ), e sua dependência com os grupos funcionais na estrutura do corante além do efeito da hidrofobicidade das fases do sistema e a natureza do eletrólito que forma o SAB. As θ,∞ contribuições do grupo CH 3 no processo de transferência, em kJ mol -1 , foram: ∆ tr G CH 3 θ,∞ θ,∞ = −4.86 e T∆ tr S CH = −4.53, enquanto as do grupo fenil foram: = −0.56, ∆ tr H CH 3 3 θ,∞ θ,∞ θ,∞ = −13.02, ∆ tr H PhM = −35.23 e T∆ tr S PhM = −28.16. A carga positiva na ∆ tr G PhM θ,∞ estrutura do corante não contribuiu nos valores de ∆ tr G θ,∞ , embora ∆ tr H PhM e θ,∞ T∆ tr S PhM foram ambos iguais a 11.21 kJ mol -1 indicando que a presença da carga na molécula do corante diminui a hidrofobicidade, melhorando o grau de liberdade na rotação das moléculas de agua e aumentando a entropia do sistema. A transferência dos θ,∞ quando o polímero é menos hidrofóbico na grupos CH 3 diminuiu os valores de ∆ tr G PhM ordem de PEO > L64 > PPO. O efeito do cátion mostrou que a carga positiva na θ,∞ na seguinte ordem Mg 2+ > estrutura do corante contribui no valor negativo de ∆ tr H PhM Na + > Li + . Quando o SAB e formado por sais orgânicos a contribuição do grupo fenil no processo de transferência diminui a entropia do sistema dependendo do aníon que forma o SAB na seguinte ordem: Citr > Tar > Acet.