Orientador : Yoshitaka Gushikem

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica

Resumo: A sílica gel 60 (com área superficial específica de 337 m . g) e a sílica gel 100 (com área superficial específica de 242 m . g) foram modificadas quimicamente com 3-piperazinopropiltrimetoxisilano, obtendo-se, respectivamente, 0,71 e 0,47 mmol . g de moléculas de piperazina imobilizadas...

Resumo: A sílica gel 60 (com área superficial específica de 337 m . g) e a sílica gel 100 (com área superficial específica de 242 m . g) foram modificadas quimicamente com 3-piperazinopropiltrimetoxisilano, obtendo-se, respectivamente, 0,71 e 0,47 mmol . g de moléculas de piperazina imobilizadas (SFPH) sobre a superfície das sílicas, com urna distância intermolecular média de 0,85 nm. Com a SFPH-100 foram feitos estudos de adsorção dos cloretos de Cu(II), Co(II), Ni(II), Zn(II), Cd(II) e Hg (II) a partir de soluções etanólicas dos mesmos com concentração em torno de 5 x 10 M. Estes mesmos estudos foram feitos com a SFPH-60 protonada (SFPH2Cl), os quais permitiram verificar que a capacidade de adsorção destes íons pela SFPH é maior do que pelo SFPH2Cl. A capacidade de adsorção dos cloretos de Co(II), Zn(II), Cd(II) e Hg(II) pelo SFPH2Cl, em meio etanólico, diminuiu com a adição de excesso de íons cloreto. Os valo res de f para estes íons metálicos, nas condições de Nf, caíram de 0,46; 0,52; 0,75 e 0,56 para 0,39; 0,36; 0,34 e 0,31, respectivamente. Esta diminuição foi atribuída à formação de ânions complexos MCl4, com maior estabilidade em solução. Para o Cu(II) os valores de f, nas condições de Nf foram constantes em 0,73, mesmo com excesso de íons cloreto. Isto foi atribuído à menor estabilidade dos ânions complexos CuCl4. Os espectros eletrônicos registrados para os cloretos de Co(II) e Cu(II) adsorvidos pela SFPH e SFPH2Clmostraram que estes íons encontram-se tetracoordenados à superfÍcie formando espécies (SFPH)2 M (solv.) . MCl4 . Na pré-concentração individual de íons metálicos, a quantidade dos cloretos de Cu(II), Co(II), Ni(II), Zn(II), Cd(II) e Hg(II) percolados, não ultrapassou 3% da capacidade máxima de adsorção das colunas recheadas com SFPH e SFPH2Cl. Verificou-se que é possível 100% de recuperação destes íons, retidos na coluna recheada com SFPH, empregando-se solução ácida diluída como eluente. Com os íons retidos na coluna recheada com SFPH2Cl, conseguiu-se aproximadamente 100% de recuperação, empregando-se água bidestilada como eluente. Estes resultados mostraram que os íons metálicos foram mais fortemente retidos pela SFPH.

Abstract: Silica gel 60 (Merck - with specific surface area of 337 m . g) and silica gel 100 (Merck - with specific surface area of 242m.g )were chemically modified with 3-piperazinopropyltrimethoxysilane. The degree of organo functionalization was respectively 0.71 and 0.47 mmol.g with an avarage...

Abstract: Silica gel 60 (Merck - with specific surface area of 337 m . g) and silica gel 100 (Merck - with specific surface area of 242m.g )were chemically modified with 3-piperazinopropyltrimethoxysilane. The degree of organo functionalization was respectively 0.71 and 0.47 mmol.g with an avarage intermolecular distance of 0.85 nm in both case. With piperazine modified silica (SFPH), adsorption studies from 5 x 10 M ethanol solutions of Cu (II) , Co (II), Ni(II), Zn(II), Cd(II) and Hg(II) chloride were carried out. Similar studies with protonated piperazine modified silica (SFPH2Cl) were also carried out. Adsorption capacity of SFPH was shown to be higher than that of SFPH2Cl. Adsorption capacities from ethanol solutions of Co(II), Zn(II), Cd(II) and Hg(II) by SFPH2Cl decreased in presence of large Clconcentration. The values of fractions f at the limit of surface saturation ( Nf) for these metals were: 0.39; 0.36; 0.34 and 0.31. The observed decrease was assigned to the formation of stable MCl4complex. Adsorption of Cu(II) was not affected by addition of the electrolyte. Electronic spectra of Co(II) and Cu(II) adsorbed on the SFPH and SFPH2Cl surfaces, have shown that ions are tetrahedrally coordinated with formation of surface complex (SFPH)2M (solv.) . MCl4. In the preconcentration experiments with the individual metal ions, the amount of added metal did not exceed 3% of the exchange capacity of the packing materials (SFPH or SFPH2Cl). It was achieved a 100% recovery of the metal ions from the column packed with SFPH, usirig a diluted acid solution as eluent. Recovery of 100% was also achieved from a column packed with SFPH2Cl using a pure water as eluent. These results showed that metal ions are stronger retained in the column packed with SFPH than with SFPH2Cl.