ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: Adsorção de íons Cd(II) e Pb(II) em meio aquoso utilizando casca de amendoim
AUTORES: CASTRO, R.S.D. (FEIS - UNESP) ; SÁ, M.A. (FEIS - UNESP) ; MARTINES, M.A.U. (FEIS - UNESP) ; CASTRO, G.R. (FEIS - UNESP)
RESUMO: Neste trabalho, a casca de amendoim foi utilizada na adsorção de Cd(II) e Pb(II) após tratamento adequado. Os resultados de FTIR indicaram a presença de bandas na região de 1740 cm-1 e 1025 cm-1 atribuídos aos grupos carboxílicos e fenólicos, respectivamente. Os experimentos de adsorção(realizados em triplicata) foram feitos pelo método de batelada para um tempo de contato dinâmico de 15 minuto e pH = 5, pois abaixo deste valor a capacidade de adsorção é menor, resultado da protonação dos sítios. As isotermas de adsorção foram ajustadas a equação modificada de Langmuir, onde a quantidade máxima (Ns) de Cd(II) e Pb(II) adsorvida foi 0,28 e 0,24 mmol g-1, respectivamente.
PALAVRAS CHAVES: casca de amendoim, espécies metálicas, adsorção
INTRODUÇÃO: A ocorrência de metais tóxicos em amostras de água, de superfície e subterrânea, tem chamado significativa atenção no que diz respeito a qualidade do suprimento e dos problemas decorrêntes dessa contaminação [1]. Nas últimas décadas, com o aumento da produção industrial, a emissão de efluentes contendo metais tóxicos, como As, Pb, Hg, Cr, Cu, Cd, nos mananciais têm aumentado consideravelmente em virtude de sua crescente utilização. Estes, quando eliminados, tendem a permanecer no ambiente acarretando sérios riscos a vida devido a bioacumulação. Atualmente muitos materiais têm sido desenvolvidos com elevados potenciais para aplicação em técnicas como extração em fase sólida (SPE). Dentre estes materiais, as sílicas funcionalizadas se destacam, pois com o ancoramento de grupos orgânicos em sua superfície passam atuar como adsorventes [2-4]. No entanto estas propriedades de adsorventes podem ser encontradas em materiais naturais devido a presença de átomos de enxofre, nitrogênio e grupos carboxílicos, os quais atuam como bases de Lewis e em processos de troca iônica, respectivamente.
Assim algumas das grandes vantagens associadas na utilização de materiais naturais advém do processo de obtenção, o qual é relativamente simples e a não geração de resíduos, pois não necessita de modificação, estando de acordo com alguns propósitos da química verde.
MATERIAL E MÉTODOS: Todos os materiais utilizados foram deixados em banho de imersão em solução de HNO3 0,3 mol L-1 por 24 horas e em seguida enxaguados com água destilada e desionizada.
Aproximadamente 20 g do material, casca de amendoim da variedade IAC 886, foi previamente seco em estufa a 100°C por 24 horas.em seguida o material foi triturado em moinhos de bolas e peneirado. A fração utilizada para os experimentos situa-se entre 45 e 30 um e dessa forma trabalhou-se com um material mais homogêneo. Após a etapa de fracionamento o material foi mantido em dessecador até utilização.
O espectro de infravermelho (FTIR) foi obtido com um equipamento Nicolet, modelo NEXUS 670.
Os experimentos de adsorção foram realizados utilizando o método de batelada, no qual alíquotas da solução concentrada dos metais foram colocadas em contato com 0,1 g de casca de amendoim triturada. As soluções estoques dos metais foram padronizadas com solução padrão de EDTA e as concentrações dos sobrenadantes também foram determinadas por titulação complexométrica com EDTA. Nestes experimentos de adsorção foram avaliados os seguintes parâmetros: tempo de contato dinâmico, pH e capacidade máxima de adsorção.
Os cálculos foram realizados segundo a equação: Nf = (ni - ns)/m. Onde Nf representa a capacidade máxima de adsorção do material, ni o número de mols presentes inicialmente na solução, ns o número de mols do sobrenadante e m a massa do material adsorvente utilizada.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O material triturado foi peneirado e separado em tamanhos situados entre 45 e 30 µm e posteriormente estocado em dessecador até a utilização.
O conhecimento da estrutura química da casca de amendoim é importante para entender os processos de adsorção. Estes processos são influenciados pela presença de grupos funcionais no material, assim, o espectro de infravermelho, obtido por reflectância difusa, sugere a existência de grupos carboxílico, fenóis e grupos carbonila, como pode ser observado na Figura 1.
Na região de 3383 cm-1 observa-se estiramento e vibrações de deformação de ligações O-H para álcoois insaturados e em relação aos fenóis, também pode ser observado uma banda na região de 1371 cm-1, atribuída a deformação da ligação O-H no plano. No mesmo espectro ainda pode ser observada uma banda associada com fenóis na região de 1263 cm-1, associada com a vibração de estiramento assimétrico de C-C-O ou C-O.
A quantidade máxima de mol de Cd(II) e Pb(II) sorvido pela casca de amendoim é igual a quantidade de mol do íon metálico sorvido quando sua concentração (C) tende a infinito, ou seja, quando Nfmáx. = [Nf ]c  . Os valores de Nf versus C foram plotados obtendo-se as isotermas de sorção apresentadas na Figura 2. Os valores obtidos foram 0,28 e 0,24 mmol g-1 para os íons Cd(II) e Pb(II), respectivamente. O pH utilizado foi o pH natural das soluções dos íons metálicos, aproximadamente 5 e o tempo de equilíbrio dinâmico foi de 15 minutos.
CONCLUSÕES: O material é de fácil obtenção e simples de ser preparado, o que evita gastos com reagentes e solventes orgânicos utilizados no preparo de materiais a base de sílica.
O espectro de infravermelho apresentou bandas de grupos orgânicos que podem atuar como agentes sequestrantes de metais em meio aquoso como por exemplo, ácidos carboxílicos.
O material demonstrou significativa capacidade de adsorção, 0,28 e 0,24 para Cd e Pb, respectivamente, quando comparado com outros materiais na literatura [5-7], 0,05, 0,16 e 0,17 mmol/g para íons cádmio.
AGRADECIMENTOS: À COPLANA (Cooperativa dos Plantadores de Cana da Zona do Guariba) pelo material fornecido.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 1. Baird, C. Química Ambiental. Porto Alegre: Bookman, 2002.
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3. Menezes, M. L.; Moreira, J. C.; Campos, J. T. S. Adsorption of various íons from acetone and ethanol on sílica gel modified with 2,3 and 4-aminobenzoate. Journal of Colloid and Interface Science, v. 179, n. 1, p. 207-210, 1996.
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P. M. Padilha, J.C. Rocha, J. T. S. Campos, J.C. Moreira, C.C. F. Padilha, J. Braz. Chem. Soc. 8 (1997) 333.
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