60ª Reunião Anual da SBPC

INTRODUÇÃO:

A presença de fase líquida não aquosa densa, (DNPALs - dense non-aqueous phase liquids) em regiões subterrâneas constituem uma ameaça à saúde pública, bem como um sério problema ambiental. Os resíduos clorados são os principais constituintes dessas fases. Moléculas surfatantes aumentam a solubilidade em água de DNAPLs e melhoram a eficiência de métodos de remediação como pump-and-treat, permitindo uma reabilitação mais rápida de áreas contaminadas com custos mais baixos [1]. Este trabalho relata a interação do clorofórmio (CHCl₃) com uma monocamada auto-organizada (self-assembly monolayer, SAM) de dodecil sulfato de sódio (SDS) sobre a superfície do eletrodo do ouro de uma microbalança de cristal de quartzo eletroquímica, EQCM. O clorofórmio é uma molécula ligeiramente polar (1.01D [2]), que interage com as membranas biológicas. CHCl₃ dissolve-se na água na relação de 8g/L [2].

METODOLOGIA:

A técnica utilizada para o estudo da formação das monocamadas e monitoramento do potencial de superfície de eletrodo foi a Microbalança de Cristal de Quartzo acoplada a um potenciostato, a chamada Microbalança de Cristal de Quartzo Eletroquímica. Com esta técnica se consegue aferir variações de massa depositada sobre o eletrodo de ouro da QCM (0.28 cm²) da ordem de nanogramas, e medir correntes da ordem de nano-ampères. Para a experiência, a célula de vidro que abrigou a QCM foi preenchida previamente com água, e SDS foi adicionado até que se obtivesse uma solução com um volume final de 70 mL e uma concentração de 3 mM, suficiente para a formação de uma monocamada

RESULTADOS:

Mudanças na freqüência de ressonância da EQCM e no potencial do circuito aberto, E, do eletrodo de ouro (versus Ag/AgCl) foram registradas durante a experiência. Mudanças da freqüência foram correlacionadas às mudanças de massa. A adição do SDS à água causou uma queda de 9Hz na freqüência (aumento de 32,2 ng) e um aumento de potencial de ~20mV que caracteriza uma monocamada quase completa de SDS. A adição de CHCl₃ causou uma queda de 4Hz (aumento de 14,3 ng) e um aumento no potencial de ~450mV. Atribuímos este salto no potencial à possível existência de uma região livre de água junto à superfície da monocamada de SDS devido às moléculas de CHCl₃ adicionadas. A expulsão de contra-íons hidratados do sódio da região de superfície da SAM seria responsável pelo aumento do potencial. Por outro lado, o aumento de massa depois da adição do CHCl₃ é consistente com uma formação de SAM completa de SDS no eletrodo, ~46ng [3]. Não se espera que o CHCl₃ se intercale ou desorganize uma SAM, mas este pode fornecer ambientes ideais para a formação de monocamadas altamente impermeáveis [4]. Mudanças na freqüência devido ao acoplamento [5] de clorofórmio não seriam detectadas porque propriedades reológicas (viscosidade &eta, densidade d) da água e do clorofórmio resultam em valores similares de (d&eta)^1/2.

CONCLUSÕES:

Através das medidas de potencial e massa realizadas podemos concluir que as moléculas de clorofórmio ficam confinadas em uma região próxima à estrutura de surfatante formada sobre o substrato sólido de ouro. O mesmo tipo de fenômeno ocorre em formações micelares, garantindo a extração de tais moléculas cloradas de ambientes contaminados. Referências [1] B. Zhao et al, Coll. Surf. A, 296 (2007) 167. [2]- Merck catalog, KGaA, Darmstadt, Germany, 1996, p. 534. [3]- D. M. Soares, W. E. Gomes, M. A. Tenan, Langmuir 2007, 23, 4383-4388. [4]- U.K. Sur, V. Lakshminarayanan, J.f Electroanal. Chem. 2004, 565, 343–350. [5]- K.K. Kanazawa, J. G. Gordon II, Anal. Chim. Acta 1985, 175, 99.

Instituição de fomento: FAPESP (03/12529-4), CNPq, CAPES and PUC-Campinas

Palavras-chave: clorofómio, SDS, monocamadas

E-mail para contato: sarahvceron@gmail.com