Utilização de copolímeros de estireno-divinilbenzeno em cromatografia em camada fina para separação de terras raras

Viviane Gomes Teixeira¹ (PQ), Andréa Teixeira de Figueiredo¹ (IC), Carlos Henrique Pereira Pinheiro¹ (IC), Márcia Angélica Fernandes e Silva Neves² (PG), Fernanda Margarida Barbosa Coutinho² (PQ)

¹Dept^o de Química - Instituto de Ciências Exatas - Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro

²Instituto de Macromoléculas Prof^a Eloisa Mano - Universidade Federal do

Rio de Janeiro

Palavras-chave: cromatografia de extração, terras raras, suportes poliméricos

Introdução

A cromatografia de extração é uma técnica moderna de separação e tem sido bastante utilizada na separação de terras raras como um método alternativo à troca iônica. Nesta técnica são utilizadas resinas quelantes, isto é, a fase estacionária é composta por um suporte poroso hidrofóbico recoberto por um agente extrator líquido ou funcionalizado com grupos quelantes[1]. A eluição das espécies retidas pode ser feita com ácidos minerais, neste caso a separação será função da estabilidade dos complexos formados entre a fase estacionária quelante e os íons de interesse[2]. No trabalho exploratório das melhores condições de retenção e eluição das espécies estudadas, o uso de colunas cromatográficas se mostra muito moroso, o que poderia ser agilizado se a cromatografia em camada fina (CCF) fosse utilizada para fornecer resultados preliminares[3]. A técnica de construção de placas para CCF utilizando sílica é bastante conhecida, porém, com a utilização de um suporte hidrofóbico, como os copolímeros de estireno-divinilbenzeno, torna-se necessária a investigação das melhores condições de confecção e utilização das placas para se obter resultados confiáveis.

Objetivo

Construir placas para CCF utilizando copolímeros de estireno-divinilbenzeno impregnados com o agente complexante 2-etil-hexil fosfonato monoácido de 2-etil-hexila (EHEHPA), utilizando fluoresceína como agente revelador em luz ultravioleta e testar a retenção dos íons neodímio III e samário III e eluição com ácido clorídrico a diferentes concentrações.

Metodologia

Foram utilizados copolímeros de estireno-divinilbenzeno do tipo gel com tamanho de partícula na ordem de 10m. Estudou-se a melhor condição de impregnação do suporte com o agente complexante e o revelador, assim como de preparo da suspensão a partir da qual seriam preparadas as placas cromatográficas. Para tal, testou-se o uso de misturas etanol/água com o objetivo de solubilizar tanto o EHEHPA, substância organossolúvel, como a fluoresceína, hidrossolúvel. A necessidade da mistura se deve também ao fato do copolímero não inchar na presença de água pura, não permitindo assim uma boa impregnação. A concentração do complexante foi fixada levando em consideração dados encontrados na literatura[4]. Já a concentração de fluoresceína foi determinada experimentalmente, acompanhando-se a melhor condição de revelação dos íons retidos em luz ultravioleta. Determinou-se, ainda, a relação entre a massa de copolímero e o volume de solvente para o preparo da suspensão, o que foi feito preparando-se misturas a diversas composições. Após inchamento na mistura por 24 horas, os copolímeros foram filtrados por sucção e lavados com água para retirar o excesso de EHEHPA. A suspensão foi retomada com igual volume de solução aquosa de fluoresceína 0,001% p/v. Com todas as composições da mistura foram preparadas placas por imersão de duas lâminas de vidro na suspensão e posterior secagem a temperatura ambiente por 24 horas. Com as placas prontas, foram feitos toques de soluções individuais de Nd III e Sm III 5 g L^-1, utilizando um tubo capilar. As placas foram levadas a câmaras de eluição contendo ácido clorídrico nas concentrações de 0,1; 0,5 e 1mol L^-1, para as quais foram calculados os fatores de retenção (R_f).

Resultados

Para a confecção das placas cromatográficas, a melhor composição encontrada para a mistura foi de 90% etanol/10% água v/v, ocorrendo solubilização tanto do EHEHPA quanto da fluoresceína, numa concentração de 20% p/v e 0,001% p/v, respectivamente. A composição da suspensão do copolímero na mistura etanol/água escolhida foi de 7% p/v, pois apresentou melhor aderência do copolímero impregnado sobre o vidro. Os valores de R_f obtidos para os dois cátions foram muito próximos em todas as condições estudadas, mostrando que uma possível separação entre Nd III e Sm III seria pouco eficiente.

Conclusão

A confecção de placas para cromatografia iônica em camada fina utilizando um suporte hidrofóbico é possível, desde que sejam consideradas as condições necessárias de solubilização do agente complexante e do revelador, assim como as condições de impregnação do suporte. Os resultados de separação se mostraram coerentes com estudos realizados em coluna nas mesmas condições, caracterizando assim uma fidelidade entre os dois métodos.

Bibliografia

1 - J. Minczewski, J. Chwastowska & D. Dybczynski; “Separation and Preconcentration Methods in Inorganic Trace Analysis”, Ellis Horwood Limited, New York, 1982.

2 - T. Yokoama, S. Asami, M. Kanesato & T. M. Suzuki; Chemistry Letters, 383-386, 1993.

3 - U. A. Th. Brinkman & G. de Vries; J. Chem. Ed. 49, 4, April 1972

4 - V. G. Teixeira, Tese de Mestrado; Instituto de Macromoléculas, UFRJ, 1997.

Agradecimentos: UFRRJ, UFRJ, IEN/CNEN, CNPq