Aspectos cinéticos e termodinâmicos da dispersão de quitosano em meios aquosos contendo ácido cítrico ou ácido lático - Amorim, Matheus Lopes (2015)
No presente trabalho, objetivou-se estudar a cinética de dispersão, a dispersibilidade máxima e a variação de entalpia de soluções aquosas ácidas (ácidos cítrico ou lático) contendo quitosano. Para isso, adicionou-se 1 g·(100 mL) -1 de quitosano às soluções aquosas de diferentes concentrações dos ácidos cítrico ou lático (25 mM, 50 mM e 100 mM, para a cinética, e 10 mM, 25 mM, 50 mM e 100 mM, para a dispersibilidade máxima). Nos experimentos de cinética de dispersão, as dispersões de quitosano foram deixadas sob agitação por hélice (270 rpm), em temperatura controlada de 25 °C, por 8 horas, no qual foram retiradas 14 alíquotas, em tempos determinados, para quantificação do quitosano. Foi testado o ajuste de três modelos matemáticos diferentes aos dados obtidos, sendo o modelo C = CA(1 – exp(-kA . t)) + CB(1 – exp(-kB . t)aquele que melhor se ajustou em todos os casos. Nas análises de dispersibilidade máxima, observou-se que, para todas as concentrações de ácido testadas, o quitosano apresentou maior dispersibilidade no ácido lático do que no cítrico. No estudo da variação de entalpia das dispersões de quitosano, em função da variação da concentração de ácido, observou-se que, para a adição de ácido cítrico, a variação de entalpia (ΔH) foi exotérmica (≈-120 kJ·mol -1 ) até a concentração de ≈17 mM do ácido, sendo ligeiramente endotérmico (≈2,5 kJ·mol -1 ) entre ≈17 mM e 75 mM, a partir do qual (ΔH≈0). Para o ácido lático, o ΔH foi de ≈-40 kJ·mol -1 , entre as concentrações de 0 mM e 52 mM. Após essa concentração, praticamente não houve mais trocas de calor perceptível (ΔH≈0). Adicionalmente, avaliou-se a condutividade elétrica dos sistemas contendo água ou água + quitosano [1 g·(100 mL) -1 ], em função da concentração de ácido adicionado (cítrico ou lático). Observou-se que, para o ácido cítrico, a condutividade elétrica mantinha-se praticamente constante até concentração ácida de ≈15,7 mM, enquanto que, no ácido lático, a condutividade praticamente não se alterou entre os sistemas com ou sem quitosano. Desses resultados, levantou-se a hipótese de que os íons citrato, liberados pelo ácido cítrico, aderem à dupla camada elétrica das partículas de quitosano, reduzindo as repulsões eletrostáticas entre elas, o que explicaria os resultados obtidos. A fim de testar a hipótese levantada, avaliou- se o potencial ζ das partículas de quitosano nas soluções dos ácidos cítrico ou lático (10 mM). Dessa forma, observou-se que os valores de potencial ζ foram de ≈+28,5 mV e de ≈+52,1 mV, para os ácidos cítrico e lático, respectivamente. Dessa forma, comprovou-se que os íons citrato aderem às partículas de quitosano, reduzindo sua dispersibilidade.