Modulando a partição de corantes em sistemas aquosos bifásicos por meio de interações surfactante catiônico-corante.

Abstract

Nesse trabalho, sistemas aquosos bifásicos (SABs) foram empregados para separar dois corantes modelo, amarelo ouro remazol (AR) e azul de metileno (AM), usando o surfactante brometo de hexadeciltrimetilamônio (C16TAB) como modulador seletivo na partição. Experimentos envolvendo a partição individual e simultânea dos corantes foram realizados na presença e ausência de C16TAB em SABs formados por misturas de poli(etileno glicol) (PEG), poli(propileno glicol) (PPG) ou copolímero tribloco poli(etileno glicol)11- poli(propileno glicol)16- poli(etileno glicol)11 (L35), mais sal ((NH4)2SO4, MgSO4, Na2SO4 ou Li2SO4) e água. Em experimentos de partição individual, os corantes AR e AM foram transferidos para a fase superior dos SABs formados por PEG na ausência de C16TAB. No entanto, na presença de certas concentrações de surfactante, o AM permaneceu na fase superior, enquanto o AR foi transferido para a fase inferior. O mesmo resultado foi obtido em experimentos de partição simultânea. Isso foi atribuído a uma interação específica entre C16TAB e AR, que promoveu a formação de agregados AR-C16TAB que foram estabilizados na fase inferior do SAB. A quantidade de AR transferido para a fase inferior na presença de C16TAB foi dependente da massa molar do polímero e da estrutura do sal e do polímero. Curiosamente, o surfactante não promoveu a transferência de AR para a fase inferior em SABs formados por PPG ou L35, devido à competição entre o polímero e o corante AR pelos monômeros de C16TAB. O melhor fator de separação entre os corantes foi de 271,2 em SAB formado por PEG com massa molar de 1500 g mol-1, MgSO4 e água, demonstrando o potencial desse SAB para a separação entre os corantes. A interação entre AR e C16TAB foi avaliada em água pelas técnicas de tensiometria, condutimetria, calorimetria de titulação isotérmica e turbidimetria, em diferentes razões molares surfactante:corante. Além disso, o efeito da cauda hidrofóbica do surfactante e a concentração de corante sobre esta interação também foram avaliados. O agregado sólido formado a partir da mistura de soluções de corante e surfactante em razões molares específicas foi analisado por termogravimetria e espectroscopia no infravermelho. A entalpia de interação aparente entre AR e C16TAB foi estimada e apresentou valores iguais a -27 kJ mol-1 na região da formação do agregado sólido. A interação entre os dois componentes foi dirigida por um balanço entre interações eletrostáticas e hidrofóbicas, sendo que a formação dos agregados corante-surfactante foi favorecida para surfactantes de maior cadeia hidrofóbica.