ÁREA: Ambiental
TÍTULO: FIBRA DE CANA-DE-AÇÚCAR COMO MATERIAL ADSORVEDOR DE CROMO(VI) EM SOLUÇÃO AQUOSA
AUTORES: PECINI,B. (FSA-FAENG) ; CHINEN,L.B. (FSA-FAENG) ; JUNIOR,P.M. (FSA-FAENG)
RESUMO: Estudo comparativo das principais variáveis que influenciam no processo de adsorção de cromo(VI) em solução aquosa, utilizando-se fibra de bagaço de cana-de-açúcar como material adsorvedor. As variáveis: tempo de contato, pH, concentração de cromo(VI) em solução aquosa e massa de adsorvedor foram avaliadas em blocos de experimentos em regime de batelada. Verificou-se que a porcentagem de adsorção aumenta com o tempo de contato, estabilizando-se após 45 minutos, obtendo-se melhores resultados com baixo valor de pH, com adsorção de aproximadamente 93%.
PALAVRAS CHAVES: cromo (vi), adsorção e fibra de cana-de-açúcar.
INTRODUÇÃO: Metais pesados são elementos químicos que apresentam número atômico superior a 22. Também podem ser definidos por sua singular propriedade de serem precipitados por sulfetos. Entretanto, a definição mais difundida é aquela relacionada com a saúde pública: metais pesados são aqueles que apresentam efeitos adversos à saúde humana.
Os metais pesados diferem de outros agentes tóxicos porque não são sintetizados nem destruídos pelo homem. A atividade industrial diminui significativamente a permanência desses metais nos minérios, bem como a produção de novos compostos, além de alterar a distribuição desses elementos no planeta.
Diferentes resíduos industriais, particularmente aqueles provenientes da mineração, metalurgia, galvanoplastia entre outras fontes, descartam quantidades significativas de metais pesados em várias formas. Esses resíduos podem contaminar lagos, rios e seus sedimentos, solo e podendo atingir águas subterrâneas. Compostos de cromo(III) têm baixa toxicidade enquanto que a intoxicação crônica com compostos de cromo(VI) pode causar diferentes tipos de doenças e até mesmo o câncer. O tratamento das águas residuais pode ser feito por diferentes processos como troca iônica, adsorção por carvão ativado, precipitação química, entre outros. A procura de novos materiais para uso em processos de adsorção é uma interessante área de pesquisa.
Os adsorvedores são substâncias naturais ou sintéticas com estruturas cristalinas, cuja superfície dos poros internos é acessível a uma combinação seletiva entre sólido e soluto. Em geral, as forças atrativas presentes entre o material adsorvedor e o adsorbato são mais fracas e menos específicas que as resultantes de uma ligação química.
MATERIAL E MÉTODOS: Após retirada a fibra foi, seca e cortada em pedaços de 2 a 5 mm. Foram preparadas soluções aquosas com diferentes concentrações. Em todos contactou-se a fibra com 50 ml da solução. A determinação de cromo (VI) foi feita pelo método da S-difenilcarbazida por espectrofotometria UV-vis, utilizando radiação de 540 nm. As variáveis que influenciam no processo de adsorção, como tempo de contato, pH, concentração do metal em solução aquosa e massa de adsorvedor, foram avaliadas através de experimentos realizados em regime de batelada (ensaios em bancada), em blocos e triplicata.
Bloco I - Estudo do tempo de contato
Nesse bloco foram utilizadas soluções aquosas (50 ppm de cromo, pH 5), contactadas com 0,5 g de fibra. Foram avaliados os seguintes tempos de contato: 1,5, 10,15,30 45, 60 e 120 minutos.
Bloco II – Massa do adsorvedor
Nesse bloco foram utilizadas soluções aquosas (50 ppm de cromo, pH 5), contactadas com diferentes valores de massa de fibra de cana: 0,1;0,2;0,5e1 g. Sendo o tempo de contato fixado em 45 minutos.
Bloco III – Estudo do pH e concentração da fase aquosa
Foram utilizadas soluções aquosas com concentrações de cromo em 100, 50, 25, 10 e 5 ppm com diferentes valores de pH: 1,2,3,4 e5. A massa do adsorvedor foi fixada em 0,5 g. O tempo de contato foi de 45 minutos.
Para a realização dos experimentos foram utilizados os seguintes materiais:
Reagentes: dicromato de potássio P.A.; S difenilcarbazida P.A.; acetona P.A; ácido sulfúrico P.A.; ácido nítrico P.A. Procedência(Merck, Quimex e CRQ )
Equipamentos: pH metro; agitadores magnéticos; balança analítica (Quimis); espectrofotômetro UV-VIS (modelo:336001 e marca: Genisys 5).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A fibra de cana-de-açúcar apresentou-se como um bom material adsorvedor de cromo(VI) em solução aquosa. Verificou-e que a adsorção aumentou com o aumento do tempo de contato. Após 45 minutos não houve praticamente variação na quantidade de cromo adsorvida. A partir desse resultado foi estabelicido o tempo de contato de 45 minutos para os ensaios dos blocos II e III.
Verifica-se que a porcentagem de adsorção aumenta com o aumento de massa do absorvedor utilizado (Figura 1). Nessas condições há um número maior de sítios adsortivos disponíveis para adsorção de cromo(VI).
Analisando-se a adsorção em função do pH para diferentes concentrações de cromo(VI) (Figura 2), observa-se que a adsorção é significativamente favorecida quando se reduz o valor do pH da solução aquosa. Essa tendência mantém-se para diferentes concentrações de cromo(VI). A concentração, no entanto, tem efeito variável sobre a adsorção. A adsorção do cromo(VI) ocorreu preferencialmente com soluções aquosas com pH 1 e 2. Para pH = 1, que apresentou os maiores valores de adsorção, obteve-se percentual superior a 90% com 50 ppm de cromo(VI).
CONCLUSÕES: A fibra de cana-de-açúcar é um material adsorvedor natural de baixo custo e com boa capacidade de adsorção, que é otimizada quando se utiliza solução aquosa com concentração de 50 ppm de cromo(VI) e pH =1 , dentre as condições experimentais avaliadas.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem à Fundação Santo André.
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