Interacções entre iões metálicos e surfactantes aniónicos

Palavras-chave: Surfactantes aniónicos,Iões metálicos

O conhecimento do mecanismo e das diferentes propriedades envolvidas nas interacções entre iões metálicos di- e trivalentes e surfactantes aniónicos revela-se fundamental, nas áreas que utilizam conjuntamente estas espécies, possibilitando uma optimização dos processos existentes ou mesmo novas aplicações. Neste trabalho é estudado o efeito de diferentes surfactantes aniónicos no comportamento de iões metálicos multivalentes, em solução aquosa. Para tal, foram utilizados sistemas envolvendo dois tipos de surfactantes aniónicos: sulfatos (dodecil sulfato de sódio) e carboxilatos (octanoato, decanato e dodecanoato de sódio); e os seguintes iões metálicos: alumínio(III), crómio(III), lantânio(III), gadolínio(III), cálcio(II) e chumbo(II). A utilização de dois tipos de surfactantes aniónicos permite aferir acerca do efeito do grupo iónico dos mesmos no processo de interacção com os iões metálicos. O facto de serem utilizados surfactantes baseados em carboxilatos, com diferentes tamanhos de cadeia alquílica, possibilita ainda uma avaliação do efeito hidrofóbico no processo de interacção. A escolha dos iões metálicos foi realizada de modo a abarcar distintas propriedades, tais como a valência, densidade de carga, hidratação, e diferentes áreas de aplicação. A labilidade do ião alumínio, relativamente à perda de moléculas de água da sua esfera de hidratação primária, quando comparada com o ião crómio, que é praticamente inerte a esta substituição, é um exemplo das distintas propriedades em análise. O facto de alguns iões metálicos possuírem interessantes propriedades magnéticas e espectroscópicas abre também a possibilidade de identificar o efeito dos surfactantes nas mesmas. A variabilidade das propriedades dos sistemas em estudo permite identificar a predominância de efeitos no processo de interacção entre iões metálicos e surfactantes. Os sistemas foram estudados recorrendo a diferentes técnicas experimentais, tais como: condutibilidade eléctrica, potenciometria (pH e usando eléctrodos selectivos), espectroscopia de ressonância magnética nuclear (27Al e 139La), turbidimetria, luminescência e espectrometria de massa por plasma acoplado indutivamente. Os complexos sólidos resultantes da interacção foram caracterizados através de espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), ressonância magnética nuclear (1H e 13C), difracção de raio-X, termogravimetria, calorimetria diferencial de varrimento e termomicroscopia de luz polarizada. Através da quantificação de iões metálicos em solução, são propostos modelos que permitem estimar as constantes de associação relativas à complexação de diferentes iões metálicos e surfactantes. Nos sistemas em que participa o dodecil sulfato de sódio, é realizado um estudo termodinâmico ao processo de micelização, identificando o efeito de distintos iões trivalentes nesse processo. Com os dados apresentados nesta dissertação pensamos poder contribuir para a um maior conhecimentos dos factores que limitam ou induzem a interacção entre iões metálicos e surfactantes aniónicos.

Área científica: Ciências Exactas e Naturais