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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autor: Santos Junior, Luiz de Sousa
Título: Interação de Sítios Ácidos da Sílica Gel com Algumas Bases Orgânicas
Ano: 1985
Orientador: Prof. Dr. Claudio Airoldi
Departamento: Química Inorganica
Palavras-chave: --
Resumo: A superfície de materiais inorgânicos como a sílica gel, apresenta propriedades ácidas provenientes de seus grupos silanóis. Em nosso estudo usamos a sílica gel de 0,063 - 0,200 mm e diâmetro de poro 6 nm, ativada a uma temperatura de 150°C. Através do método BET encontramos uma área específica de 579 mg . O conhecimento das características ácidas deste material, foi determinado por titulações termométricas, tendo como titulante a n-butilamina, encontrando 2,29 mmol de sítios-ácidos por grama de sílica. Em solução diluída, a adsorção do soluto pode ser repre sentada pela equação:
solvente adsorvido + soluto em solução
soluto adsorvido + solvente em solução
Como o sistema é heterogêneo, não foi possível determinar com precisão a quantidade de base orgânica que interagiu com o silanol. Para tal fim, equilibrou-se a sílica gel com a base orgânica, nas mesmas condições da titulação calorimétrica e determi- nou-se por cromatografia de gás a concentração final da substância orgânica na fase liquída. . Nestas condições, uma equação tipo Langmuir modificada pode ser escrita:


Onde N é a fração molar do soluto adsorvido por grama de adsorvente; X é o numero de moles do soluto adsorvido por grama do adsorvente; Xm é o número total de moles do soluto adsorvido por grama de solvente e K é a constante de partição do equilíbrio. Os valores de Xm encontrados, não são suficientes para relacionar o comportamento da interação de uma base com outra, provavelmente devido às diversas maneiras como as moléculas em estudo, possam interagir. Isto é evindenciado pela pequena ou nenhuma diferença encontrada nas constantes dos equilíbrios. Os estudos feitos por titulação calorimétricas, forneceram os valores das contantes de equilíbrio, K', bem como, as variações de entalpia molar, DH°, dessas reações. Através dos valores de entalpias, foi possível estabelecer-se a seguinte ordem de interação da base com os grupos silanóis da superfície da sílica: Piridina >N,N-dimetilacetamida > N,N-dimetilformamida> acetona> acetonitrila.
Abstract: The inorganic materials surface like silica gel presents acid properties originated from silanols groups. In our study we have used a silica gel of 0.063 - 0.200 mm and pore diameter of o 6 nm, activated at a ternperature of 150° C. Through the BET rnethod we found a specific area of 579 mg. The acid characteristics of this material were determined by thermometric titrations,being n-butylarnine the titrand, it was found 2.29 mmol of acid sites per gramme of silica. In di lute solution the adsorption of the solute be represented by the equation:
adsorbed solvent + solute in solution
adsorbed solute + solvent in solution
As the system is heterogeneous, it was not possible to determine with precision the quantity of the organic base which interacted with the silanol. For that, the silica gel was equi- librated with the organic base, in the same conditions of calorimetric titration and it was determined, the final concentration of the organic substance in the liquid phase by gaseous chromatography. In these conditions a modified Langmuir type equation can be written:


where N is the molar fraction of the adsorbed solute per gramme of adsorbent. X is the nurnber of moles of the adsorbed solute per gramme of adsorbent; Xm is the total number of moles of the adsorbed solute per gramme of adsorbent and K is the equilibrium partition constante. The found Xm values did not correlate with the behavion of the interaction of one base with other, probably due the various modes as the molecules in study can interact. This is evidenciated by the small or no difference found in the equilibrium constants. The calorimetric titrations studies provided the equi- librium constant values, K', as well as, the molar enthalpy variations, DH° for those reactions. Through the enthalpy values, it was possible to establish the following order of the interaction of the base with silanols groups of the silica surface: pyridine > N,N-dimethylacetamide > N,N-dimethylformamide > acetone > acetonitrile
Arquivo (Texto Completo): vtls000076077.pdf ( tamanho: 2,66MB )

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