A AÇÃO QUELANTE DE MATRIZES DE TALCO MODIFICADAS COM AGENTES SILILANTES NITROGENADOS

Maria G. da Fonseca^a (PG) e Claudio Airoldi^b* (PQ)

a. Faculdade de Ciências e Tecnologia, Departamento de Química, Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande, PB

b. Instituto de Química, Universidade Estadual de Campinas, Caixa Postal 6154, 13083-970, Campinas, São Paulo

*airoldi@iqm.unicamp.br

Palavras-chave: talco, adsorção, cobre

As matrizes inorgânicas modificadas organicamente com grupos contendo átomos doadores como nitrogênio, enxofre ou oxigênio podem ser exploradas na extração de cátions metálicos de soluções aquosas e não-aquosas.¹ O mecanismo envolvido nessas reações está relacionado à formação de complexos superficiais, sendo portanto, influenciados pela natureza do cátion envolvido, do contra-íon do sal precursor, tipo de solvente, entre outros fatores.

Neste trabalho foram investigados o efeito do contra-íon na adsorção de cobre por três matrizes de talco, estando imobilizados cadeias crescentes de agentes sililantes contendo grupos nitrogenados.

O talco é um filossilicato de magnésio hidratado, cuja fórmula empírica é Mg₃Si₄O₁₀(OH)₂, constituído de um arranjo tetraédrico-octaédrico-tetraédrico sendo os átomos de silício e magnésio presentes, respectivamente, nos centros tetraédricos e octaédricos. As reações de silanização desse material envolvem interações entre as hidroxilas presas ao cátion octaédrico e as moléculas de agentes sililantes do tipo RSi(OCH₃)₃, R = -CH₂CH₂CH₂NH₂, -CH₂CH₂CH₂NHCH₂CH₂NH₂ ou -CH₂CH₂CH₂NHCH₂CH₂NHCH₂CH₂NH₂, respectivamente, para os materiais denominados TCx (x = 1 a 3).

A matriz de talco (5,0 g) foram modificadas pela reação com 5,0 cm³ dos silanos aminopropil-, etilenodiaminopropil- ou etilenotriaminorimetoxissilano em xileno sob atmosfera de nitrogênio a 80 °C por 72 h. Os produtos foram filtrados, lavados com etanol e secos em vácuo a 50°C por 12 h. O grau de funcionalização das matrizes foi determinado por análise elementar CHN.

A adsorção foi feita tratando 30,0 mg das matrizes modificadas com 25,0 cm³ de soluções aquosas de sais de cobre em concentrações variando entre 1 x 10^-3 a 1 x 10^-2 mol dm^-3 em sistema agitado mecanicamente a 298 K. Após o equilíbrio, as amostras foram centrifugadas e alíquotas da solução do sobrenadante foram diluídas a 100 cm³ mantendo a concentração de cobre na faixa de 3,0 ppm. A quantidade de metal presente na solução foi determinada por absorção atômica. O número de mol de metal fixo por grama do material (N_f) foi determinado pela equação Nf = (Ni – Ns)/m, onde m é a massa do adsorbente, Ni e Ns são o número de mol do metal antes e após o processo de adsorção, respectivamente.

Os dados de análise CHN, sugerem presença de 4,38, 2,56 e 2,03 mmol g^-1 de grupos pendentes nitrogenados sobre a superfície de TCx (x = 1 a 3), respectivamente.

As isotermas de adsorção do cobre nos híbridos estão na figura 1. A intensidade das adsorções são distintas nos três materiais seguindo a ordem TC1 > TC2 > TC3, não variando extensivamente, com o contra-íon do sal precursor utilizado.

Figura 1. Isotermas de adsorção de sais de cobre (i) nitrato e (ii) sulfato em talco aminopropil

(¾ s ¾), talco etilenodiamino (¾ l ¾) e talcodietilenotriamino (¾ n ¾).

Esse comportamento ilustra que o tipo de complexo formado parece ser decisivo, sendo o efeito quelante favorável à formação de complexos mais estáveis, conforme ilustra a figura 2.

Figura 2. Natureza dos complexos de cobre formados na superfície das matrizes do talco contendo grupos (i) aminopropil e (ii) propildietilenotriamino

A utilização de matrizes modificadas de talco como suportes para imobilização de cátions metálicos em solução aquosa são favoráveis, cujo processo interativo envolve a formação de complexos na superfície de talco modificado quimicamente.

(CAPES/PICD-UEPB, CNPq, FAPESP)

Bibliografia: 1. Fonseca, M. G. da, Airoldi, C. J. Chem. Soc., Dalton Trans., 21 (1999) 3687.