Caracterização de sistemas líquido-líquido ambientalmente seguros para aplicações em separações

Abstract

A extração com solvente é uma técnica amplamente utilizada tanto em aplicações industriais como em escala laboratorial, sendo que a Extração Líquido-Líquido (ELL) é uma das principais, e consiste na partição desigual do soluto entre suas fases imiscíveis ou parcialmente miscíveis. Porém, a ELL tradicional utiliza solventes orgânicos que são tóxicos, cancerígenos e inflamáveis, não sendo uma técnica que está aliada com os princípios da Química Analítica Verde. Diante disso, o Sistema Aquoso Bifásico (SAB) é uma alternativa à ELL sendo que é uma técnica de extração líquido-líquido que não utiliza solventes orgânicos e suas fases são formadas por majoritariamente por água. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo caracterizar novos SAB’s formados por Triton X – 100 + Sulfato de Lítio (Li2SO4) + H2O; Polivinilpirrolidona MM = 10.000 g mol-1 (PVP 10) + Li2SO4 + H2O e Triton X – 100 + PVP 10 + H2O, avaliando o efeito da temperatura (278,15, 288,15 e 298,15 K) e da macromolécula (PVP 10 ou Triton X – 100) sobre a região bifásica. Para todos os SAB’s estudados, a temperatura teve um pequeno efeito sobre a região bifásica, mostrando que a entropia foi o fator preponderante para separação espontânea das fases. Além disso, observou-se que as interações polímero/eletrólito ou surfactante/eletrólitos são mais propensas a segregação de fases do que as interações polímero/surfactante, sendo que nos SAB’s formados por Li2SO4 o Triton X-100 mostrou uma maior eficiência em segregar fase frente ao PVP 10, devido ao seu maior caráter hidrofóbico. Os dados foram ajustados através da Equação de Merchuk para as curvas binodais e de Guan para as linhas de amarração com bons valores de coeficiente de correlação. Para um melhor entendimento do ambiente químico das fases e mostrar a potencialidade de aplicação destes sistemas, foi realizado um estudo de partição do corante Amarelo Reativo HE4R. Para todos os sistemas ocorreu um particionamento desigual do corante Amarelo HE4R, sendo que com o aumento do CLA há um incremento na tendência do corante em particionar para a fase na qual interage mais fortemente. Para os SAB’s formados por Li2SO4, o corante transferiu-se preferencialmente para a fase rica em macromolécula, enquanto para o sistema formado Triton X – 100 + PVP 10 particionou-se para a fase rica em PVP 10. Com as equações de Johansson pode-se determinar que a força motriz do particionamento nos SAB’s compostos por sal foi entálpica, e para o SAB formado por polímero/surfactante foi a entrópica.