EFEITO DA CONCENTRAÇÃO DO ÁCIDO CLORÍDRICO NA ATIVAÇÃO ÁCIDA DA ARGILA
BENTONÍTICA BRASGEL
Guilherme C. de Oliveira¹*, Caio H. F. de Andrade¹, Marcílio Máximo Silva¹, Herve M. Laborde¹,
Meiry G. F. Rodrigues¹
¹UFCG/CCT/UAEQ/LABNOV Av. Aprígio Veloso, 882, Bodocongó, CEP 58.109-970, Campina
Grande – PB, Brasil.
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Resumo
Nesse trabalho a argila bentonítica Brasgel passou pelo processo de ativação ácida,
utilizando o ácido clorídrico. A argila foi tratada com três concentrações diferentes de ácido
clorídrico: 3, 4,5 e 6M por 30min à 90ºC. Os resultados da difração de raio X indicaram que não
houve modificações siginifcativa na estrutura da argila, sendo decorrente do curto tempo de
exposição da argila ao ácido clorídrico e as propriedades estruturais da mesma.
Palavras chave: argila, ativação ácida, ácido clorídrico.
Introdução
Argilas têm sido usadas pela humanidade desde a antiguidade para a fabricação de
objetos cerâmicos, como tijolos e telhas e, mais recentemente, em diversas aplicações
tecnológicas. As argilas são usadas como adsorventes em processos de clareamento na indústria
têxtil e de alimentos, em processos de remediação de solos e em aterros sanitários. São usadas
para ajustar as propriedades reológicas de fluidos de perfuração de petróleo e de tintas, como
carreadoras de moléculas orgânicas em cosméticos e fármacos e como suporte para
catalisadores. O interesse em seu uso vem ganhando força devido à busca por materiais que não
agridem o meio ambiente quando descartados, à abundância das reservas mundiais e ao seu
baixo preço. A possibilidade de modificação química das argilas permite o desenvolvimento do
seu uso para diversos tipos de aplicações tecnológicas, agregando valor a esse abundante
recurso natural (TEIXEIRA-NETO & TEIXEIRA-NETO, 2009; BERGAYA, et al., 2006).
O tratamento com ácidos serve para três objetivos: dissolver alguma impureza da argila
(como: calcita ou gipsita); substituir o cálcio e outros cátions intercalados por cátions hidroxônio
H3O+; dissolver, nas folhas octaédricas das camadas 2:1 (próximo à superfície dos
empilhamentos ou em suas bordas), alguns cátions Mg2+, Al3+, Fe3+ ou Fe2+. Alterações
morfológicas muito importantes acontecem na estrutura cristalina da montmorilonita durante e
após a ativação ácida. Os extremos e as arestas das camadas 2:1 lamelares dos cristais
desorientam-se, separam-se e ficam como em um leque aberto (são constituídos por folhas
flexíveis e moles de ácido silícico); entretanto, o centro do cristal não se altera e mantém a
distância interplanar original. Os cátions trocáveis originais são substituídos por Al3+ e H+
hidratados. Os diâmetros dos poros aumentam e o seu volume interno fica mais facilmente
acessível a líquidos e gases. Tanto a área específica dos cristais quanto o seu “poder descorante”
(“bleaching performance”) aumentam até atingir valores máximos (que são dependentes da argila
original) e, depois, ambos diminuem com o tempo de ataque por ácido (COELHO, et al., 2007).
Desse modo, a intensidade do tratamento ácido deve ser escolhida de acordo com a
aplicação do material, para que as propriedades mais importantes sejam ajustadas da melhor
maneira. Em catálise, por exemplo, pode haver a necessidade de um material com alta acidez de
Brønsted. O tratamento ácido moderado aumenta o número de sítios ácidos na superfície, mas
um tratamento mais longo pode levar à diminuição desses sítios, devido à destruição parcial da
estrutura cristalina (BISIO, et al,. 2008).
Este estudo objetivou a avaliar os efeitos da variação da concentração de ácido clorídrico
no processo de ativação ácida da argila Brasgel.
Material e Métodos
Ativação ácida da argila
Reagentes: Argila Brasgel natural; ácido clorídrico P.A.
Inicialmente foram preparadas soluções aquosas de 3, 4,5 e 6 molares de ácido clorídrico,
as quais foram adicionadas sobres as amostras secas. Em seguida, as misturas foram agitadas
manualmente e as dispersões foram levadas à estufa, a 90 ºC ± 5 ºC. Após o tempo de reação (30
min), as misturas obtidas foram filtradas e lavadas com água destilada até que o pH dos filtrados
ficasse em torno de 6. Os materiais obtidos foram secos em estufa a 60 ºC ± 5 ºC e após 48 horas
foram desagregados em almofariz manual e passados em peneira malha 200 mesh.
Difração de Raios-X
Foi utilizado o método do pó empregando-se um difratômetro Shimadzu XRD-6000 com
radiação CuKα, tensão de 40 KV, corrente de 30 mA, tamanho do passo de 0,020 2θ e tempo por
passo de 1,000s, com velocidade de varredura de 2º(2θ)/min, com ângulo 2θ percorrido de 2° a
50º.
Resultados e Discussão
Difração de Raios-X
O difratograma da argila Brasgel natural está representado na Figura 1.
Figura 1 – Difratograma da argila Brasgel natural.
No difratograma de raios X da argila Brasgel sem tratamento (Figura 1), observa-se o pico
característico correspondente ao argilomineral da esmectita (d= 1,300 nm), além disso, observase também a presença de picos característicos a uma distância interplanar de d=0,424 nm e
d=0,334 nm, que corresponde a presença do quartzo como impureza, conforme a literatura
(Rodrigues, 2010).
Os difratogramas das argilas Brasgel ativadas estão representados nas Figuras 2, 3 e 4.
Figura 2 - Difratograma da argila Brasgel ativada com HCl.
(condições: 3,0M/ 90ºC/ t = 30min)
Figura 3 - Difratograma da argila Brasgel ativada com HCl.
(condições: 4,5M/ 90ºC/ t = 30min)
Figura 4 - Difratograma da argila Brasgel ativada com HCl.
(condições: 6,0M/ 90ºC/ t = 30min)
Ao comparar os difratogramas das argilas ativadas (Gráficos 2, 3 e 4) com o difratograma
da argila sem tratamento, verifica-se que não houve nenhuma mudança significativa, conforme era
esperado. Este fato, possivelmente foi em função do tempo de ativação ter sido muito curto, uma
vez que a literatura mostra tempos mais longos (Pereira, 2003).
Entretanto, Rodrigues (2003) mostrou que um tratamento com ácido clorídrico, nas
condições de 30 minutos e 90ºC, houve modificações na estrutura. Então, podemos
provavelmente explicar este fato pela diferença nas características (propriedades) da argila.
Conclusões
Baseado nos resultados de DRX é possível afirmar que a ativação ácida (HCl) nas
condições de 30 minutos e 90ºC, independente da concentração (3,0 M / 4,5 M / 6,0 M) não houve
alteração significativa da estrutura da argila Brasgel.
Agradecimentos
A Capes e à Petrobras pelos auxílios financeiros.
Referências Bibliográficas
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