Difusão de electrólitos em solução aquosa e em hidrogéis com diferentes graus de hidrofilicidade.

Abstract

Os hidrogéis são polímeros com inúmeras aplicações em meios electrolíticos, como por exemplo em solos agrícolas ou na libertação controlada de drogas. No entanto, o actual conhecimento das propriedades das diferentes matrizes não permite ainda um desenvolvimento racional de novas matrizes. O estudo de fenómenos de transporte dos solutos (e.g. electrólitos), nas matrizes poliméricas pode contribuir para tal conhecimento e, consequentemente, desenvolver novas matrizes. A difusão dos electrólitos não-associados, cloreto de potássio e cloreto de lítio, em soluções concentradas (0,1 M a 1,0 M), em solução aquosa e nos hidrogéis, foi estudada com a finalidade de identificar o mecanismo de interacção do electrólito com os hidrogéis. Para tal foram preparadas 4 membranas de hidrogel, usando como monómeros a acrilamida e o metacrilato de metilo. O N,N'-metileno-bis-acrilamida foi usado como reticulante. As propriedades das diferentes membranas (e.g. percentagem de sorção de água) foram alteradas por variação da razão entre os monómeros, e da concentração de reticulante. Os coeficientes fickianos de difusão, do KCl e do LiCl, nos hidrogéis foram comparados com os coeficientes de difusão diferencial mútua dos electrólitos em solução aquosa. Estes parâmetros foram obtidos através duma técnica baseada no método do lapso de tempo e da célula condutimétrica de capilares abertos, respectivamente. O estudo da difusão dos electrólitos foi complementado com dados de solubilidade da água e de electrólitos nos hidrogéis (graus de inchaço e isotérmicas de sorção e dessorção). Dos estudos de equilíbrio conclui-se existir um carácter irreversível da sorção dos solutos, provavelmente devido a processos físicos e químicos que acompanham o transporte por difusão. A comparação resultante da medição dos coeficientes de permeação e fickianos de difusão dos electrólitos nos hidrogéis vem também justificar a ocorrência de tais processos. Os coeficientes termodinâmicos de difusão permitem ainda concluir que o mecanismo de difusão dos electrólitos nos hidrogéis é diferente daquele que ocorre em solução aquosa, e é dependente do efeito dos catiões na estrutura da água.