ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: Avaliação de uma amostra de quitosana comercial para uso no tratamento de efluentes têxteis
AUTORES: SANTOS, C.P.F. (UFCG) ; DANTAS, S.L.A. (UFCG)
RESUMO: Neste trabalho procedeu-se a caracterização de uma amostra de quitosana comercial por uso das técnicas de condutimetria, picnometria, análise térmica diferencial (DTA), análise termogravimétrica (TG) e espectroscopia de absorção na região do infravermelho (IV), a fim de comparar os resultados com aqueles existentes na literatura para o biopolímero obtido e purificado em laboratório. Os resultados obtidos permitiram determinar os valores de densidade e grau médio de desacetilação (GD), bem como os teores de umidade e cinzas da amostra.A concordância dos valores apresentados com os observados na literatura indica a possibilidade de utilização da quitosana obtida comercialmente no tratamento de efluentes têxteis, sem que se faça necessária prévia purificação do referido biopolímero.
PALAVRAS CHAVES: quitosana, grau médio de desacetilação, análise térmica
INTRODUÇÃO: Nos últimos anos os problemas ambientais têm se tornado cada vez mais críticos, principalmente devido ao desmedido crescimento populacional e ao aumento da atividade industrial. Divididos sob os aspectos químico, físico e biológico, são determinados alguns parâmetros que indicam a qualidade da água e que constituem impurezas quando alcançam índices superiores a valores determinados, dependendo do seu uso, como estabelecido pelo Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA, 2005, 2006, 2008). Dentro deste contexto, o setor têxtil apresenta especial destaque, devido a seu grande parque industrial instalado gerar grandes volumes de efluentes, os quais, quando não corretamente tratados, principalmente no controle e remoção dos corantes, podem causar sérios problemas de contaminação ambiental. As técnicas de tratamento fundamentadas em processos de coagulação, seguidos de separação por flotação ou sedimentação, apresentam uma elevada eficiência na remoção de material particulado. No entanto, a remoção de cor e compostos orgânicos dissolvidos mostrou-se deficiente para tais técnicas (KUNZ, A.; PERALTA-ZAMORA, P., 2002). Embora nenhum método simples de descoloração seja considerado ótimo para qualquer tipo de águas residuárias, o processo de adsorção da fase líquida é hoje largamente empregado, pois é um procedimento capaz de remover diversos tipos de materiais coloridos. A quitosana aparece como um dos mais promissores adsorventes de baixo custo indicado para a remoção de materiais coloridos, orgânicos e inorgânicos de efluentes industriais (CRINI, g., 2006)
MATERIAL E MÉTODOS: A amostra de quitosana utilizada neste trabalho foi obtida comercialmente de uma indústria do estado do Ceará. O adsorvente foi previamente seco em estufa, a 50°C, por 24 h e acondicionada em dessecador, até o momento de seu uso. Procedeu-se a caracterização deste biopolímero, a fim de avaliar sua viabilidade, conforme comercializado, como adsorvente das várias classes de corantes utilizados na indústria têxtil. A densidade da quitosana foi determinada por picnometria através do método clássico e pelo sistema Pycnometer-He Mycromeritics ACCUPYC 1340; seu comportamento térmico foi estudado por análise termogravimétrica (TGA), em um aparelho STARe System TGA/SDTA 851e Mettler, sob atmosfera de He, em uma faixa de temperatura de 28-900°C com razão de aquecimento de 10°C.min-1. A curva térmica diferencial (DTA) do referido biopolímero foi simulada a partir dos resultados TG. O número de grupos amino em relação aos grupos amida da cadeia polimérica (grau médio de desacetilação)foi determinado a partir das técnicas de titulação condutométrica e espectroscopia de absorção na região do infravermelho.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O valor da densidade obtida a partir da picnometria pelo método clássico foi 1,4858 g.cm-3, enquanto o valor atribuído por uso do sistema Pycnometer-He foi 1,49045 (0,0017)g.cm-3. As curvas DTA e TG estão representadas na figura 1. A decomposição térmica da quitosana apresentou perda de massa em dois intervalos de temperatura: 50-200 °C, pico endotérmico da curva DTA, é atribuído à desidratação da amostra; entre 200-700°C, as perdas de massa registradas em dois eventos consecutivos, picos exotérmicos da curva DTA, são provenientes, provavelmente, da decomposição do polímero. O teor de umidade, calculado a partir da oerda de massa no primeiro intervalo de temperatura, foi de 11,07%. O teor de cinzas obtido foi de 1,36%. A figura 2 representa a curva condutométrica obtida por titulação de uma alíquota de quitosana, previamente dissolvida em solução aquosade HCl 0,05mol.L-1, com uma solução padrão de NaOH 0,1 mol.L-1. O grau médio de desacetilação obtido por esta técnica foi GD = 78,02%. O espectro de absorção na região do infravermelho da amostra de quitosana revela banda de estiramento axial de OH (3371 cm-1), sobreposta à banda de estiramento N-H; deformação axial C=O de amida I (1657 cm-1), deformação axial N-H (1386 cm-1), deformação axial -CN de amida primária (1420 cm-1), deformação axial -CN do grupo amino (entre 1307 e 1381 cm-1). O grau médio de desacetilação determinado a partir dos valores de absorbância foi GD = 76,35%. Os valores obtidos são concordantes, levando em consideração o erro experimental.
CONCLUSÕES: Os resultados de análise térmica sugerem desidratação e posterior decomposição do polímero, em conformidade com a literatura consultada (MUCHA< M>;PAWLAK, A., 2005. NETO, C.G.T. et al, 2005, SANTOS, J.E. et al, 2003). O espectro IV apresenta as bandas características do material (DING, W. et al, 2002. SANTOS, J.E. et al, 2003). Os valores de GD obtidos são condizentes com aqueles citados na bibliografia (KUMAR, M.N.V.R., 2000). A quitosana estudada, pode, portanto, ser empregada no tratamento de efluentes da indústria têxtil, sem a necessidade de prévio tratamento.
AGRADECIMENTOS: Ao Pibic/CNPq/UFCG pela bolsa de DANTAS, S.L.A. e a professora Dra Dulce Maria de Araújo Melo, pelas análises de TG, DTA e IV.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: CONAMA, Resolução n. 357, de 17 de março de 2005.
______, Resolução n. 370, de 06 de abril de 2006.
______, Resolução n. 397, de 03 de abril de 2008.
KUNZ, A.; ZAMORA, P.P.Novas tendências no tratamento de Efluentes Têxteis. Química Nova, n.25, v.1, p.78-82, 2002.
CRINI, G. Non-conventional low-cost adsorbents for dye removal: a review. Biores. Techn. v. 97, p. 78-82, 2002.
MUCHA, M.; PAWLAK, A. Thermal analysis of chitosan and its blends. Thermochimica Acta, v. 427, p. 69-76, 2005.
SANTOS, J.E.; et al. Caracterização de quitosanas comerciais de diversas origens. Polímeros: Ciência e Tecnologia, v. 13, n.4, 242-249, 2003.
NETO, C.G.T. et al. Thermal analysis of chitosan based networks. Carbohydrate Polymers, v.62, p.97-103, 2005.
DING, W.; et al. Synthesis and characterization of a novel derivative of chitosan. Polymer, n. 44, p. 547-556, 2003.
KUMAR, M.N.V.R. A review of chitin and chitosan applications. Reactive & Funcional Polymers, n. 46, p.1-27, 2000.
