Na figura 5.45 são apresentados os resultados de potencial zeta da senegalita na ausência e na presença de nitrato de sódio. O PIE obtido foi pH 6,2, valor coincidente com o ponto isoiônico. Como esperado, as curvas de potencial zeta da senegalita se assemelham mais com as curvas obtidas para a wavellita, uma vez que ambos os minerais são fosfatos de alumínio hidratado, em que o único elemento que contribui com espécies catiônicas é o alumínio. No entanto, os valores de potencial zeta positivos obtidos em faixa ácida de pH são maiores na senegalita que os valores apresentados pela wavellita. Este fato pode ser atribuído à composição química dos minerais. Enquanto a wavelita apresenta 19,20% em massa de Al, a senegalita apresenta 24,76%. Além disso, a wavellita pode conter o flúor substituindo o grupo OH- em sua estrutura,
deslocando seu PIE para menores valores de pH. Consequentemente a senegalita apresenta PIE mais elevado (pH 6,2) que a wavellita (pH 5,2).
FIGURA 5.45: Potencial zeta da senegalita na ausência e na presença de nitrato de sódio.
A variação da concentração de nitrato não altera PIE da senegalita, como pode ser observado na figura 5.46. A curva de maior concentração torna o potencial mais positivo até o PIE, e abaixo deste torna o potencial menos negativo. A diminuição do valor absoluto do potencial obtido apenas para valores acima do PIE pode ser devida à pequenas interações entre o nitrato de sódio e a senegalita, mesmo fato observado para a wavellita. No entanto, considera-se também que estas interações não interferem nas propriedades eletrocinéticas da senegalita, uma vez que o PIE obtido foi o mesmo, tanto para as duas concentrações apresentadas na figura 5.46 quanto para o PIE obtido pela figura 5.45.
As mesmas considerações feitas sobre o comportamento eletrocinético da wavellita podem ser aplicadas para a senegalita. Sua estrutura e composição química levam à sua dissolução de forma não estequiométrica em meio aquoso, e a geração de carga interfacial pode ser atribuída, em parte, à geração de um excesso de cargas na região interfacial. De acordo com esta consideração, com os dados dos diagramas de distribuição de espécies e com os resultados de potencial zeta apresentados nas figuras 5.45 e 5.46, conclui-se que as espécies Al3+, Al(OH)2+, Al(OH)2+, Al(OH)4-,H2PO4-,
HPO42-, PO43-, OH- e H+ também serão os IDP’s para a senegalita. Como já relatado, a
quantidade de cátions presentes em cada mineral é uma das razões para as diferenças de comportamento eletrocinético apresentadas pelos dois minerais. Os valores positivos de potencial zeta obtidos para a senegalita até pH 6,2 podem ser atribuídos à adsorção de espécies catiônicas H+ e do alumínio, resultantes dos processos de dissolução, em sítios superficiais neutros e negativamente carregados também de acordo com as equações 5.14 e 5.19. Já os valores de potencial zeta negativos obtidos acima do PIE podem ser atribuídos à adsorção dos ânions Al(OH)4-, H2PO4-, HPO42-, PO43- e OH- em sítios
superficiais neutros e positivamente carregados, seguindo as equações 5.20 a 5.24.
O efeito da adição de sulfato de sódio no potencial zeta da senegalita pode ser observado na figura 5.47. Os resultados mostram que o sulfato reduz significativamente o potencial zeta positivo, mas é incapaz de reverter a carga da senegalita abaixo do seu PIE, que é deslocado de pH 6,2 para pH 5,5. A inversão do sinal da carga superficial se dá apenas neste intervalo de pH. Acima de aproximadamente pH 7, as curvas de potencial com nitrato e sulfato são praticamente coincidentes. Levando-se em conta a quantidade de alumínio presente na estrutura da senegalita e seus valores de potencial zeta positivos, pode-se prever que para inverter a carga de superfície da senegalita seria necessária maior concentração de sulfato de sódio que a concentração que reverte a carga da wavellita. Comparando com a turquesa, dir-se-ia que esta prerrogativa não é válida, uma vez que a turquesa apresenta carga muito mais positiva que a senegalita abaixo do PIE, e que a concentração de sulfato de sódio seria também insuficiente para reverter a carga da turquesa. No entanto, no caso da turquesa, existe uma afinidade muito grande entre os íons cobre e os íons sulfato, o que levaria à dissolução destes cátions superficiais para a formação de sulfato de cobre em solução. A redução do
potencial zeta da senegalita na presença de sulfato pode ser atribuída principalmente à adsorção de íons SO42- em sítios superficiais positivos, reduzindo a magnitude da carga
de superfície da senegalita.
FIGURA 5.47: Potencial zeta da senegalita com nitrato e sulfato de sódio.
A influência dos íons fosfato como um dos íons determinadores de potencial da senegalita pode ser observada na figura 5.48. Nota-se claramente o caráter determinador de potencial destes íons, uma vez que o PIE é deslocado de pH 6,2 para aproximadamente pH 5 e a curva de potencial para o fosfato se mantém abaixo da curva para o nitrato ao longo de toda faixa de pH. Assim como na wavellita, o deslocamento obtido para a curva com fosfato pode ser atribuído à presença dos íons fosfato em excesso, levando à adsorção dos mesmos como contraíons no plano de Stern, também de acordo com as equações 5.21 a 5.24.
Na figura 5.49 pode ser observado que a adição de íons alumínio também altera de forma significativa o potencial zeta da senegalita. É interessante notar que o traçado da curva com cloreto de alumínio é praticamente idêntico ao traçado obtido para a wavellita. O PIE é deslocado de pH 6,2 para aproximadamente pH 9,8 , ocorrendo dentro desta faixa a reversão do potencial. Acima de pH 4 a curva para o cloreto de alumínio está sempre acima da curva para o nitrato. Assim, fica claro que os íons alumínio contribuem fortemente para as propriedades eletrocinéticas da senegalita, e pode-se atribuir o aumento nos valores de potencial zeta à adsorção de íons alumínio, que estão presentes em excesso, em sítios superficiais negativos.
FIGURA 5.49: Potencial zeta da senegalita com nitrato de sódio e cloreto de alumínio hexahidratado.
A variação do potencial zeta da senegalita com o tempo é apresentada na figura 5.50. Com aumento do tempo de condicionamento, o potencial zeta se tornou progressivamente menos negativo assim como para a wavellita. No entanto, nota-se que a diminuição no valor absoluto do potencial zeta ocorre mais rapidamente para a senegalita que para a wavellita. Essa diminuição mais rápida pode ser atribuída ao número de íons alumínio que sofrem dissolução na senegalita, que está em maior número que na wavellita. Para a senegalita ocorre redução de -26,4mV para -17,4mV após oitenta minutos de condicionamento. Assim como na wavellita, a variação no potencial zeta com o tempo pode ser atribuída à readsorção de íons alumínio que sofreram dissolução superficial e que interagiram com as espécies da água, formando novas espécies que se adsorveram em sítios superficiais remanescentes.
FIGURA 5.50: Potencial zeta da senegalita em função do tempo.