ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: UMA ANÁLISE QUANTITATIVA DA REAÇÃO FERRO E ENXOFRE.
AUTORES: LIMA, M. S. B.- UFRN
MORAIS, F. E.- UFRN
HILáRIO, L. S. - UFRN
PEREIRA, F. C. - UFRN
RESUMO: O presente trabalho descreve os resultados de ensaios realizados a fim de inferir o rendimento da reação entre ferro e enxofre elementar a fim de gerar sulfeto de ferro. Uma vez obtidas as melhores condições reacionais, o sulfeto de ferro formado será empregado como precursor do sulfeto de hidrogênio, usado para sedimentar metais pesados comumente encontrados em dejetos químicos. Os procedimentos experimentais foram realizados através do aquecimento da mistura obtida de 5,6 g de ferro e 3,2 g de enxofre em temperaturas entre 200 a 1.100oC em forno mufla em tempos de 20, 40 e 60 minutos.
PALAVRAS CHAVES: sulfeto, análise, metais pesados
INTRODUÇÃO: O interesse público pela preservação ambiental e a melhoria da qualidade de vida e da saúde humana têm crescido nos últimos anos. Esta constatação é resultado de vários indicadores sócio econômicos que apontam que a degradação ambiental tem aumentado devido a vários fatores: o alavancamento industrial, a exploração indiscriminada dos recursos naturais e a crescente poluição das fontes hídricas. O descarte de resíduos químicos constitui a principal fonte de contaminação das águas dos rios com metais pesados. Esta contaminação tem várias origens, tais como os setores de metalurgia, indústrias, universidades dentre outras. Estes agentes geralmente utilizam diversos metais tóxicos e acabam lançando-os no curso das águas. No entanto, os metais pesados não podem ser degradados ou destruídos e são altamente reativos do ponto de vista químico. O presente trabalho investiga a reação quantitativa entre Fe e S a fim de promover a geração de H2S e seu emprego para a recuperação de metais pesados. Uma vez que o sulfeto apresenta a propriedade de formação de sais insolúveis pretende-se explorar esta vantagem, com o intuito de remover estas espécies metálicas deste tipo de descarte.
MATERIAL E MÉTODOS: Os ensaios para a geração de sulfeto de ferro foram realizados em uma mufla da marca Edgcon com controle termostático na faixa de temperatura entre 25 a 1.100oC. Foram preparadas 30 (trinta) amostras e os ensaios de quantificação dos produtos gerados foram conduzidos em triplicata, totalizando 90 (noventa) análises. Os reagente e materiais empregados nesta etapa do trabalho foram limalha de ferro, enxofre, ácido nítrico, bromo, cloreto de bário, hidróxido de sódio, papel de filtro quantitativo e papel de pH, todos de grau analítico. O método utilizado para a quantificação do sulfeto de ferro formado foi a análise gravimétrica, de acordo com os procedimentos descritos na literatura. O teor de sulfeto em uma amostra pode ser determinado através da oxidação de sulfeto a sulfato por ação de água de bromo e ácido nítrico de acordo com a seguinte equação:
6HNO3 + 2FeS2 + 15Br2 + 16H2O = 2Fe(NO3)3 + 4H2SO4 + 30HBr.
Posteriormente, o sulfato gerado no curso deste processo reacional, pode ser precipitado com cloreto de bário, conforme a equação abaixo:
Ba+2 + SO4-2 =BaSO4
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A produção de sulfeto de ferro, a partir dos reagentes elementares foram realizados de acordo com os procedimentos previamente apresentados. Os resultados deste estudo são mostrados na Figura 1. Nesta figura foram graficadas as porcentagens em termos de rendimento da reação, para a formação do composto. Uma análise nestes resultados é possível observar que as melhores condições experimentais para a formação da substância são obtidas através do emprego de temperatura ao redor de 500oC e tempo reacional de 40 minutos. Também é possível constatar que a aplicação de temperaturas maiores que 500oC resulta em baixos rendimentos.
CONCLUSÕES: Os resultados obtidos mostraram que é possível a geração de FeS em valores de temperatura ao redor de 500oC e tempo de aquecimento de 40 minutos. Em temperaturas mais elevadas, constatou-se uma nítida queda no rendimento desta reação o que foi atribuído à volatilização do enxofre na sua forma elementar. Estes resultados são expressivos, uma vez que mostra que não é necessária a aplicação de condições reacionais extremas para a obtenção do sulfeto de ferro e comprova que é possível o emprego de reagentes alternativos para a formação do agente precipitante de metais pesados.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:• GERALDO, F.D., Educação ambiental princípios e práticas, (1991), editora Gaia, São Paulo ,9ª Edição.
• HARRIS, D. C., Análise Química Quantitativa, LTC editora, Rio de Janeiro RJ, 2001.
• IRENE, L. V., Eco toxicologia do mercúrio e seus compostos, (2001), volume.1, editora, CRA, Salvador.
• JORDÃO, C. P., SILVA, A. C., PEREIRA, J. L., e BRUNE W., Química Nova, 1999, 22(1), 47-52.
• RIBEIRO, A. S., ARRUDA, M. A. Z., E CADORE, S., Química Nova, 25, 3, 396-405, 2002.
• SKOOG, D. A., WEST, D. M., HOLLER, F. J., Fundamentals of Analytical Chemistry, Ed. Harcourt College Publishing, 7ed, New York, 1997.
• BASSET, J., DENNEY, R. C., JEFFERY, G. H., e. MENDHAM, J., Editor Vogel, Análise Química Quantitativa, 5ª edição, 1992, Guanabara Koogan, Rio de Janeiro.
• KIPERSTOK, A., COELHO, A.,TORRES, E. A., MEIRA, C. C., BRADLEY, S. P., ROSEN, M., Tecnologia e gestão ambiental – Prevenção da poluição, confederação nacional da indústria, SENAI/DN, Brasília, 2002.
• SCHNOOR, J. l., Environmental modelling, fate and transport of pollutants in water, air and soil, New York: Jonh Wiley & Sons, 1996.
• BITELL, J.; MILLER, R.J. Lead, cadmium and calcium selectivity coefficients on a montmorilonite, illite and kaolinite. Journal of Environment Quality, Madison, v.3, p.250-253, 1974.
• LAGERWERFF, J.V. Lead, mercury and cadmium as environmental contaminants. In: DINAUER, R.C. (Ed.). Micronutrients in agriculture. Madison: Soil Science Society of America, 1977. p.593-628.
• GUPTA, S.K.; STADELMANN, F.X. Effect of sewage sludge on the biorelevant cadmium concentration. In: INTERNATIONAL SYMPOSIUM PROCESSING AND USE OF SEWAGE SLUDGE, 3., 1983, Brighton. Proceedings Brighton: Commission of the European Communities, 1983. p.435-445.
• GAMBRELL, R.P.; WIESEPAPE, J.B.; PATRICK JUNIOR, W.H.; DUFF, M.C. The effects of pH, redox and salinity on metal release from a contaminated sediment. Water, Air and Soil Pollution, Dordrecht, 57/58, p.359-367, 1991.
• SINGH, M.; SEKHON, G.S., Extractable micronutrient cations in twenty soil series of India, Journal of the Indian Society of Soil Science, New Delhi, v.39, p.129-133, 1991.
• MALMER, N.; HORTON, D.G.; VITT, D.H. Element concentrations in mosses and surface waters of western canadian mires to precipitation chemistry and hydrology, Ecography, Copenhagen, v.15, p.114-128, 1992.
• S. M. DAL BOSCO, R. S. JIMENEZ, W. A. CARVALHO, Eclética Química, 29(1), 47-56, 2004.