Estudo teórico sobre adsorção de grupo fosfato em minerais ricos em alumínio

• Ano de defesa: 2021
• Autor(a) principal: Martins, Jarede da Silva
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal de Viçosa; Química
• Palavras-chave em Português: Química; Química Teorica
• Link de acesso: https://locus.ufv.br//handle/123456789/30383; https://doi.org/10.47328/ufvbbt.2022.118

Um dos grandes problemas enfrentados pela agricultura brasileira é a baixa disponibilidade do macronutriente fósforo (P), em decorrência de sua grande interação com os componentes do solo, tais como óxidos e hidróxidos ricos em alumínio e ferro. Logo, se mostra relevante o estudo que aprofunde o entendimento sobre os mecanismos de retenção de grupo fosfato em minerais adsorventes ricos em alumínio, tal como a gibbsita. Para tanto, realizou-se o estudo da interação do fósforo com superfícies modeladas a partir da gibbsita, utilizando a teoria do funcional da densidade (DFT) com condições periódicas de contorno. Os estudos mostraram que um modelo estrutural bilamelar de hidróxidos de alumínio é eficiente para simular adequadamente a superfície da gibbsita. A adsorção do fósforo na superfície foi avaliada através da formação de complexos monodentados e bidentados. A título de comparação, a análise de adsorção na superfície foi estendida para sulfato, silicato e nitrato, espécies que competem pelos sítios adsortivos com o fósforo no solo. Tendo em vista a importância da água para o transporte de nutrientes, sua influência foi avaliada através do estudo da interação da molécula de ácido fosfórico com a superfície em três condições: i - em um ambiente anidro, ii- em presença de água com formação de complexos de esfera interna e iii - em presença de água com formação de complexo de esfera externa. A análise dos resultados sugere que a imobilização dos grupos fosfatos se dá pela alta estabilidade que é alcançada, quando o fosfato é absorvido na superfície no modo de coordenação monodentado. Comparativamente à adsorção de sulfato, nitrato e silicato, a adsorção de fósforo se mostrou mais favorável energeticamente, em acordo com resultados experimentais. A presença de água na superfície contribui favoravelmente para a formação de complexos de esfera externa. Assim, conclui-se que os resultados apresentados neste trabalho auxiliam para um maior entendimento dos dados experimentais, através de uma perspectiva microscópica. Palavras-chave: Gibbsita. Fosfato. DFT.