62ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 4. Química - 3. Química Analítica

Fluidos Magnéticos: Síntese, Caracterização Físico-Química, Física e Aplicações Estudo da Estabilidade em Nanoescala

Cleber Lopes Filomeno 1 Francisco Tourinho 1 Renata Aquino 1 Jerome Depeyrot 1

1. Universidade de Brasília

INTRODUÇÃO:

Fluidos magnéticos com dupla camada elétrica (EDL-MF) são suspensões coloidais de nanopartículas magnéticas em meio aquoso, através da formação de uma densidade superficial de carga ajustável, que, por conseqüência, implica na formação de uma dupla camada elétrica. Em colóides convencionais, a densidade superficial de carga das partículas pode ser obtida por ionização ou dissociação de grupos superficiais ou ainda, por adsorção de íons da solução em uma superfície previamente carregada. No caso dos EDL-MF, observa-se, experimentalmente sóis estáveis em meio ácido ou básico, e em meio neutro ocorre a floculação, demonstrando assim que a densidade superficial de carga é pH dependente.

METODOLOGIA:

A caracterização físico-química dos EDL-MF, visando a determinação da densidade de carga superficial, foi empreendida utilizando-se simultaneamente as técnicas de titulação potenciométrica e condutimétrica. As medidas de potenciometria foram efetuadas em um pHmetro Metrohm 713 utilizando eletrodo de vidro de dupla junção, com ponte salina. A condutividade foi medida com um condutímetro Metrohm712 com célula condutimétrica Metrohm, de constante 0,81 cm-1. Uma vez que a condutividade depende sensivelmente da temperatura, a condutividade T medida a uma temperatura T é automaticamente convertida pelo condutímetro para uma condutividade , na temperatura de referencia escolhida (T=20ºC).

RESULTADOS:

Recentemente foi desenvolvido um modelo que considera os EDL-MF sistemas como uma mistura de ácidos forte e fraco diprótico, o seio da dispersão e a superfície da partícula, respectivamente. A carga superficial das partículas é gerada por meio de reações de aquation dos ıons metálicos superficiais (M), que sofrem hidrólise, conduzindo-se a três tipos de sítios superficiais: MOH+2 , MOH e MO− (two-pK model). No presente trabalho, essa mesma abordagem é aplicada no caso de sistemas ácido-base complexos (misturas de ácido nıtrico e tartarico) e em uma amostra de EDL-MF, no sentido de checar a validade de nossa analise em meios bem conhecidos. Os pK's determinados, em excelente acordo com os valores tabelados, apontam o método como adequado para caracterizar quantitativamente sistemas acido-base complexos. A redução das partículas em nanoescala aumenta significativamente a razão superfície/volume e consequentemente um sensível número de propriedades do sistema passa a ser governado predominantemente por efeitos de superfície e tamanho finito. Verificamos uma diminuição no valor calculado de saturação da densidade superficial de carga com a diminuição do diâmetro médio das partículas. Este é um resultado surpreendente, pois a carga superficial é um reflexo da densidade de sítios carregados por partícula e espera-se que esta seja independente do diâmetro. Um estudo mais detalhado deste ultimo resultado será realizado futuramente.

CONCLUSÃO:

A analise dos equilíbrios termodinâmicos envolvidos entre a superfície da partícula e o seio da dispersão, permite determinar os valores dos pK's da superfície das partículas bem como a dependência da densidade de carga superficial com o pH, e, portanto, controlar a estabilidade coloidal do sol magnético. O comportamento da densidade superficial de carga em função do diâmetro das nanopartículas é uma das perspectivas futuras deste trabalho

Instituição de Fomento: PIBIC-UnB

Palavras-chave: Fluidos magnéticos, Eletroquímica, Estabilidade Coloidal.