Caracterização de bentonita sódica e estudo quimiométrico de sua sedimentação com polifosfatos

Abstract

Um dos maiores desafios, no desenvolvimento de CRFs, do inglês Controlled Release Fertilizer, ou fertilizantes inteligentes, é a síntese de um material que apresente múltiplas funções, como a liberação controladas de nutrientes, mas que gere o mínimo de resíduos. Um dos veículos utilizados em CRF é o hidrogel que aliado ao uso de argilas como reticulares entre cadeias poliméricas, podem atender a essas funções, uma vez que o resíduo gerado é a argila, componente natural do solo. A argila em estudo foi a bentonita sódica industrializada. Este trabalho teve como objetivos sua caracterização, estudo de sua interação com polifosfatos pela formação de clusters, e avaliação do tempo necessário para estudo de sedimentação. Para tal, utilizou-se de métodos quimiométricos e fotossedimentometria. Diferentes porcentagens de bentonita foram adicionadas à solução de hexametafosfato de sódio 0,05mol/L, e analisadas por espectros de absorção molecular (fotossedimentometria) na região de infravermelho próximo. Os ensaios foram estudados através da PCA, do inglês Principal Component Anlysis, e utlizando como pré-processamento de dados, a derivação pelo método Savitzky-Golay, com derivada de primeira ordem, janela de 7 pontos e equação de primeiro grau. Observou-se a formação de dois comportamentos: um na faixa ≤0,8%, e outro ≥1,0% de argila. Verificou-se que o polifosfato exerce influência sobre o sistema até uma certa faixa de concentrações baixas, com seu valor crítico encontrado entre a zona de transição entre 0,8% a 1,0%, acima de valores de 1,0% praticamente não influenciava no sistema. Fazendo uso da PCA, foi possível verficar, pelo gráfico de loadings, que o tempo de 360s era suficiente para a descrição da principal mudança de comportamento entre as amostras, a partir daí o perfil tornava-se constante. O que implica na redução do tempo de análise de 30 minutos para 6 minutos. A bentonita foi caracterizada por diferentes técnicas. No Inchamento de Foster, obteve-se um inchamento médio/alto. Na Capacidade de Troca Catiônica, obteve-se um valor de 88,9 meq/100g. O Ponto de Carga Zero indicou um valor de pH em torno de 8. Outras técnias de caracterização como DRX, FTIR, MEV-EDS foram utilizadas.