Investigação dA retenção de íons em material obtido a partir do mineral Espongiolito
Franksteffen Silva Maia (PG)1; Onofre Salgado Siqueira (PQ)1; Petr Melnikov (PQ)2
1 - Universidade Federal de Mato Grosso do Sul – Centro de Ciências Exatas e Tecnologia - Departamento de Química
2 - Universidade Federal de Mato Grosso do Sul – Centro de Ciências Exatas e Tecnologia - Departamento de Física
Cidade Universitária, s/no., Caixa Postal 549 - Campo Grande - MS
e-mail: frade@nin.ufms.br
Uma das linhas de pesquisa em desenvolvimento no Departamento de Química da UFMS visam o aproveitamento de recursos minerais do Estado de Mato Grosso do Sul. Um dos minerais investigados denomina-se espongiolito, sílica natural formada por carapaças de microrganismos lacustres, que é encontrado na regiáo de Paranaíba – MS. Atualmente esse mineral é extraído junto com a argila utilizada para a confecção de tijolos comuns nesta região[1,2].
As imagens obtidas por microscopia óptica e por microscopia eletrônica mostram que o espongilito apresenta a estrutura de espículas com um canal interno, isto é, são pequenos cilindros ocos.
Como encontra-se largamente relatado na literatura (por exemplo, os artigos de revisão 3 e 4), a sílica é uma das matérias-prima mais utilizadas na produção de novos materiais, tais como catalizadores, sistemas para conversão de energia solar, fibras ópticas, etc. Pode-se notar, também, que silicatos minerais, como montmorilonita, têm um importante papel como precursores de novos materiais.
Os estudos envolvendo o mineral espongiolito, em desenvolvimento até o presente momento, tem tido por objetivo a obtenção de matrizes cromatográficas a partir da funcionalização desse mineral. Especificamente, tem-se investigado a funcionalização do espongiolito com o ácido 1,4-bis(3-carbóxi-3-oxo-prop-1-enil)benzeno e com ácido esteárico [5].
O presente trabalho trata da investigação das propriedades de troca iônica em um material obtido a partir do mineral espongiolito, sem a funcionalização por grupos complexantes.
O espongiolito foi fornecido pela Companhia de Desenvolvimento do Estado de Mato Grosso do Sul, que detém o direito de lavra deste mineral. O mineral bruto foi lavado exaustivamente com água corrente e seco ao ar; após esse o processo o material apresenta-se amarelado devido à presença de matéria orgânica. O produto foi então calcinado a 11000C, por seis horas obtendo-se um material completamente branco; esse foi o material investigado.
Foram retiradas quantidades de espongiolito (tratado) entre 0,2 a 2,0 gramas e foram colocadas em soluções contendo NaCl e Na2SO4 em quantidades determinadas (concentrações próximas a 0,1 Molar). Após agitação durante trinta minutos (a temperatura ambiente), as suspensões obtidas foram deixadas em repouso por pelo menos 96 horas, supondo que o equilíbrio seja alcançado neste período. A fase solida foi separada por filtração, lavada e o sobrenadante (junto com a água de lavagem) foi utilizado para determinar a fração não retida no espongiolito. O íon cloreto foi determinado pelo método de Mohr e o íon sulfato foi determinado por gravimetria.
Os resultados mostram que a retenção no caso do cloreto foi de 1,770x10-3 mol/g de espongiolito e do sulfato foi de 5,915x10-4 mol/g de espongiolito, valores que podem ser interpretados como sendo a capacidade do espongiolito para a adsorsão. No entanto, em termos de equivalentes o cálculo mostra números que nem são próximos: Cl- 1,770x10-3 eqs./g de espongiolito, SO42- 2,958x10-4 eqs./g de espongiolito. Os resultados indicam que a retenção dos ânions não está linearmente relacionada com suas respectivas cargas. Tentou-se experimentar retenções com íon H+ procedente do ácido clorídrico e com íon Cu2+ do cloreto de cobre II, mas os resultados demostraram que estes cátions não são retidos. Esta observação permite excluir o mecanismo da fixação que ocorra devido exclusivamente à capilaridade desenvolvida do material e uma possível existência de sítios carregados negativamente.
O material obtido a partir do espongiolito não adsorveu os cátions H+ e Cu2+ e adsorveu os ânions Cl- e SO42-, indicando a existência de sítios positivos na estrutura do material. Investigações sobre a estrutura do material bem como a síntese de outros materiais estão em desenvolvimento em nosso laboratório.
1. Volkmer Ribeiro, C. & Motta, J. F. M. Esponjas Formadoras de espongiolito. Biociência, V.3, n. 2, pg. 145-169, Porto Alegre (Dezembro 1995).
2. de Souza, L. F. et al. Anais do XXXVI Congresso Brasileiro de Química. São Paulo - SP, IC-83, 1996.
3. Clark, J. H. e Macquarrie, D. J., Chem. Comm., (1998), 853.
4. Corma, A. , Chem. Rev. 97, 2373 (1997)
5. Teixeira, M.A., Caderno de Resumos do VIII ENCONTRO DE INICIAÇÃO CIENTÍFICA UFMS, UFG, UFU,UCG, UCDB, resumo A6-31, p.77