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Previous issue date: 2010 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Moléculas de água podem ser absorvidas por lamelas de argilas do tipo smectitas
formando camadas de moléculas ordenadas interlamelar, em que o número de camadas
e a dimensão do espaço interlamelar dependem da umidade relativa do ambiente. Essa
propriedade físico-química foi abordada neste trabalho através de medidas de
ressonância magnética nuclear no estado sólido complementadas por medidas de
difração de raios-X.
Neste trabalho utilizou-se a argila sintética fluorhectorita, um análogo da argila
natural hectorita, em que os grupos OH da hectorita são substituídos por átomos de
flúor. A utilização desta argila permitiu que o sinal de ressonância magnética nuclear de
1H fosse atribuído exclusivamente às moléculas de água absorvidas visto que a
fluorhectorita não possui átomos de hidrogênios.
Os experimentos de ressonância magnética nuclear foram feitos observando os
núcleos de 1H e 7Li. No primeiro caso, os espectros observados eram puramente
dipolares e a dependência da interação dipolar com a umidade relativa e a temperatura
foram avaliados. No caso dos espectros de 7Li, esses eram puramente quadrupolares e
considerações sobre a simetria do gradiente de campo elétrico no núcleo de lítio e sua
dependência com a umidade relativa foram checados.
Os resultados de difração de raios-X foram úteis na observação dos estados de
hidratação. Duas amostras de fluorhectorita foram utilizadas: Na- e Li-fluorhectorita. Na
primeira amostra, dois estados de hidratação, com distâncias interlamelares diferentes,
foram observados. Na segunda, foram observadas três regiões com três distâncias
interlamelares distintas. Esses experimentos foram realizados em função da variação da
umidade relativa.
A partir da observação do dubleto de Pake nos espectros de 1H em função da
umidade relativa e da temperatura, foi possível extrair informações sobre a geometria e
a dinâmica das moléculas de água intercaladas. Quanto a geometria confirmou-se que as
moléculas água estão arranjadas com uma das ligações O-H perpendicular ao plano das
lamelas de fluorhectorita. Entretanto, as moléculas não estão fixas, mas executam
V
movimento rotacional em torno de um eixo fixo, perpendicular ao plano das lamelas, a
uma taxa da ordem de pelo menos 20 microsegundos.
Ainda, constatou-se que os hidrogênios das moléculas de água estão em troca
química com moléculas vizinhas e esse fenômeno pode ter um papel crucial na
condutividade elétrica das argilas no regime de baixa hidratação.
Por fim, a dinâmica dos íons lítio intercalados na Li-fluorhectorita foi checada
através da variação da umidade relativa. Os espectros de 7Li mostraram que o gradiente
de campo elétrico no núcleo de lítio tem simetria cilíndrica e que é bastante sensível ao
deslocamento da distância interlamelar
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufpe.br:123456789/1572 |
| Date | 31 January 2010 |
| Creators | Pinto Tenório, Rômulo |
| Contributors | Engelsberg, Mario |
| Publisher | Universidade Federal de Pernambuco |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFPE, instname:Universidade Federal de Pernambuco, instacron:UFPE |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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