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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO PAULO Bacharelado em Ciência e Tecnologia - BCT SOLUBILIZAÇÃO DE POLÍMEROS Arthur Araújo 120.197 José Carlos do Prado Junior 120.471 Maria Victória Siqueira 120.529 Professora Drª. Ana Paula Lemes São José dos Campos - SP Abril de 2019 Sumário 1. Objetivo……………………………………………………………………………….. 2 2. Procedimento Experimental………………………………………………………. 2 3. Resultados e discussão…………………………………………………………….3 4. Conclusão……………………………………………………………………………..6 5. Referências bibliográficas………………………………………………………....6 1 1. Objetivo A prática realizada teve como objetivo titular uma solução polimérica (poli-álcool vinílico - PVA) com acetona até o ponto de névoa e determinar o volume máximo de acetona antes da solução atingir a condição θ. 2. Procedimento Experimental 2.1. Materiais Os materiais utilizados na realização do experimento foram: 1. Béquer de vidro de 100 mL 2. Bureta graduada 50 mL 3. Pipeta volumétrica 10 mL 4. Pipetador de borracha (pêra) 5. 3 erlenmeyers de 50 mL 2.2. Procedimento Foi adicionado a um béquer de vidro de 100 mL, cerca de 40 mL de acetona e completou-se o volume de uma bureta graduada de 50 mL até a marca de 30 mL e essa marcação foi adotada como o zero. Com o auxílio de uma pipeta volumétrica de 10 mL e um pipetador de borracha (pêra) adicionou-se 10mL da solução de poli-álcool vinílico (PVA) 1,5% m/v em três erlenmeyers. Logo em seguida, a solução de PVA do primeiro erlenmeyer foi titulada com a acetona contida na bureta, até a solução titulada alcançar a aparência levemente esbranquiçada, denominada ponto de névoa. Repetiu-se o processo com as outras duas soluções de 10 mL de PVA e o volume de acetona gasto, foi anotado. 2 3. Resultados e Discussão Os volumes de acetona obtidos após a titulação estão na tabela a seguir. / Medição de acetona na bureta graduada Volume adicionado Amostra 1 Vol. inicial - 30 mL Vol. final - 40 mL 10mL Amostra 2 Vol. inicial - 40 mL Vol. final - 49,3 mL 9,3 mL Repreenchimento da bureta Amostra 3 Vol. inicial - 36 mL Vol. final - 45,6 mL 9,6 mL Tabela 3 -Volume de acetona utilizado O volume médio de acetona utilizada foi de 9,63± 0,286 mL. A partir da solução de 10 mL de poli(álcool-vinílico) (PVA) 1,5% m/v, encontra-se o valor de 9,85 mL de água na solução. O volume total em solução foi de 19,48 mL, a partir de uma regra de três, as suas porcentagens em solução são 49,43% de acetona e 50,56% de água, com isso, suas frações volumétricas são respectivamentes 0,4943 e 0,5056. Os parâmetros de solubilidade do polímero foram fornecidos, e os da água e acetona estão na tabela a seguir. Reagente δp δh ϕ PVA 8,1 18,8 - Água 15,3 16,7 0,5056 Acetona 5,08 3,42 0,4943 Tabela 4 - Parâmetros de Solubilidade [1] 3 Para encontrar o raio de interação do PVA, é necessário calcular os parâmetros δp e δh do Tiner (Solução água + acetona). O parâmetro de solubilidade quanto às ligações de hidrogênio (δhm), usa-se a equação: δhm= ϕágua δhágua + ϕacetona δhacetona e obtemos o valor de 10,13. O parâmetro de solubilidade quanto às interações dipolo-dipolo (δpm), utilizou-se da equação abaixo: δpm= ϕágua δpágua + ϕacetona δpacetona e obtemos o valor de 10,24. a partir desses dados, é possível calcular o raio de interação do polímero, seguindo a equação abaixo: o raio encontrado foi R ≥ 8,34. Para comparar se os dados experimentais obtidos coincidem com os da literatura, foi gerado o gráfico de solubilidade abaixo, com os parâmetros do polímero, solvente e não-solvente. A partir das frações volumétricas, encontra-se o máximo de não-solvente (Acetona) que pode ser adicionado no solvente (Água), encontrando o raio de solubilização máximo. 4 Gráfico 1 - Representação gráfica dos parâmetros de solubilidade O raio de interação do Polímero de acordo com o gráfico foi R=9,4, que é equivalente a R ≥ 8,34, encontrado analiticamente anteriormente. Essa diferença pode se dar pela condição θ ser sensível, e o polímero passar do ponto de névoa e se precipitar demais na titulação. 5 4. Conclusão A partir da análise dos dados experimentais e, em conjunto com os dados da literatura, obtém-se o raio de interação do PVA. Os dados estão de acordo, pois o raio gráfico é de 9,4; enquanto o calculado indica R ≥ 8,34. Depreende-se que a acetona é não-solvente do polímero PVA pois, com a adição da acetona na solução polimérica, o polímero tem maior interação intermolecular que interação polímero-solvente, o que ocasiona a sua precipitação. Desta maneira, o gel translúcido formado entre PVA e solvente se torna levemente túrbido, indicando a iminência de precipitação do polímero. Se fosse solvente do polímero, a acetona não causaria a precipitação devido sua adição. 5. Referências Bibliográficas [1] Canevarolo, Jr., Sebastião V. Ciência dos Polímeros: Um texto básico para tecnólogos e engenheiros. São Paulo: Artliber Editora, 2002. 6