ÁREA: Materiais
TÍTULO: ISOTERMAS DE ADSORÇÃO DE AZUL DE METILENO EM MONTMORILONITAS TRATADAS COM BENZILTRIMETILAMÔNIO
AUTORES: TATIANI SILVA (UFPA) ; VANDA LEMOS (UFPA)
RESUMO: As isotermas de adsorção são equações matemáticas que descrevem as relações entre a
quantidade de determinado elemento adsorvido e sua quantidade remanescente na solução
de equilíbrio. Neste trabalho foram preparados os adsorventes esmectita(AM) e
esmectita(BTMA)como materiais precursores de organo-argilas, com aplicabilidade de
sorção de substâncias orgânicas. Foram avaliadas as capacidades adsortivas das amostras
tratadas com BTMA utilizando-se o AM como adsorvato. Os resultados destas avaliações
detectaram que correu adsorção total do AM (concentrações variando de 1 a 10ppm) pelas
amostras tratadas com BTMA.
PALAVRAS CHAVES: azul de metileno, benziltrimetilamônio, montmorilonitas
INTRODUÇÃO: A interação entre cátions orgânicos e minerais argilosos do grupo da esmectita
resulta na formação de materiais aplicados na adsorção de pesticidas presentes em
águas e solos. As esmectitas apresentam maior ou menor capacidade de expansão
interlamelar. Essa propriedade depende de muitos fatores: carga lamelar, natureza dos
sítios geradores de carga, natureza do cátion interplanar, interestratificação e a
presença de contaminantes (substâncias orgânicas, sais solúveis, etc). A superfície
da argila do grupo da esmectita antes do tratamento com os cátions orgânicos de
amônio quaternário, como o benziltrimetilamônio, é hidrofílica e após o tratamento
torna-se mais hidrofóbica. Dos argilominerais, as esmectitas tem sido as mais
utilizadas nos processos de adsorção. Dentre as esmectitas, a montmorilonita é a mais
utilizada em adsorção. A crescente ameaça da poluição do meio ambiente por poluentes
orgânicos vem estimulando investigações no uso de argila hidrofóbicas como sorvente
para moléculas orgânicas. As isotermas de adsorção são equações matemáticas que
descrevem as relações entre a quantidade de determinado elemento adsorvido e sua
quantidade remanescente na solução de equilíbrio. As mais utilizadas são as isotermas
de Langmuir e Freundlich. No presente trabalho foram estudados os processos de
adsorção de amostras de argila (hidrofílica) com azul de metileno (AM) e os processos
de adsorção das argilas tratadas com benziltrimetilamônio (BTMA) (organo argilas) na
adsorção de AM.
MATERIAL E MÉTODOS: Foram analisadas amostras de argila coletadas no estado do Acre, nos municípios de
Sena Madureira e Rio Branco, e uma amostra de montmorilonita padrão. As amostras
foram inicialmente submetidas ao tratamento com azul de metileno (AM), onde dez
porções pesando cerca de 50 mg de argila foram dispersos em 50 mL de água deionizada
e foram agitados durante 1 h em agitador horizontal. Após agitação, foram adicionados
as suspensões aquosas os seguintes volumes de solução 0,005 M de AM: de 0,1 a 1 mL.
Cada suspensão foi novamente agitada por 1 h e deixadas em repouso por 24h a
temperatura ambiente. No dia seguinte as suspensões foram centrifugadas e a solução
sobrenadante foi analisada para determinação da concentração de equilíbrio do AM.
Outra fração de amostra foi submetido ao tratamento com benziltrimetilamônio(BTMA),
onde 1,94 g de amostra de argila foram transferidos para um frasco de polietileno
contendo 40 mL de água deionizada sob agitação concomitante. Cerca de 1,23 g do BTMA
foi solubilizado em 2 mL de água deionizada e adicionado lentamente a solução aquosa
da argila sob agitação. A suspensão aquosa foi agitada por 20 minutos e deixada em
repouso por 24 h para posterior filtração simples em papel de filtro de filtração
média. O papel de filtro contendo a amostra foi deixado à 60°C por 24 h para secar.
Por fim, foi realizado os testes de adsorção com AM pelas amostras tratadas com BTMA,
sendo realizados os mesmos procedimentos descritos para o tratamento das amostras in
natura com o AM.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Foram avaliadas as capacidades adsortivas das amostras F-Esmec/BTMA, FTSE/ BTMA,
SM/BTMA e SWy-2/BTMA utilizando-se o AM como adsorvato. Para as mesmas condições de
análise realizada para a adsorção do AM pelas amostras sem tratamento prévio com o
BTMA, ocorreu adsorção total do AM pelas respectivas amostras, como previsto por:
(GERSTI and MINGELGRIN, 1979), (MILLS and BIGGAR, 1969), (MORTLAND, 1979), (BOYD et
al, 1988), (MARGULIES et al, 1988), que em seus estudos evidenciam as interações
organofílicas. Na Tabela 1 estão ilustradas os coeficientes de correlação das
isotermas de adsorção de AM. Com base nos coeficientes de correlação obtidos a partir
das equações linearizadas de Langmuir e Freundlich é possível indicar que os dois
modelos de adsorção são capazes de descrever a adsorção dos três metais na fração
argilomineral estudada. A isoterma de adsorção de Langmuir é bastante utilizada para
estimar a capacidade de adsorção de solos para vários elementos e espécies químicas.
Sua principal vantagem sobre outros modelos é que permite quantificar a capacidade de
adsorção de espécies químicas no solo e avaliar a constante relacionada à energia de
ligação. As constantes b de Langmuir e Freundlich estão relacionadas com a capacidade
de adsorção máxima. Os resultados obtidos para as amostras de argilas
montmoriloníticas mostram que a amostra F-Esmec apresenta a maior capacidade de
adsorção máxima. O parâmetro k de Langmuir está relacionado com a energia de ligação.
Comparando-se os valores obtidos para o parâmetro k das amostras, Tabela 1, observa-
se que a amostra SWY-2 apresentou valor bem maior em comparação as amostras F-Esmec,
SM e FT-SE.
CONCLUSÕES: De acordo com os coeficientes de correlação apresentados, as argilas do Acre são boas
precursoras das argilas organofílicas: montmorilonita – AM e montmorilonita – BTMA. Nos
testes de adsorção realizadas com soluções AM a quantidade adsorvida (mg.g-1) ocorreu
na seguinte ordem: F-Esmec > FT-SE > SM > SWY-2. O cátion orgânico, BTMA, interagindo
com as superfícies das argilas naturais foram mais eficientes na adsorção do AM do que
as argilas sem o tratamento prévio com este sal. O tratamento das argilas com o BTMA
aumentou a quantidade adsorvida do MB presente em soluções aquosas.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: GERSTI, Z.; MINGELGRIN, U. A note on the adsorption of organic molecules on clays.Clays and Clay Minerals, v. 27. n. 4, p. 285-290. 1979. MILLS, A. C.; BIGGAR, J. W.; Solubility temperature effect on the adsorption of gamma and beta – BHC from aqueous and hexane solutions by soil materials. Soil Science Society Am. Proc. v. 33. p. 181-187. 1969. MORTLAND, M. M.; Surface reactions of low-molecular weight organic with soil components:in A. Banin, Agrochemicals in Soil. Berlin: Ed. Springer Verlag, 1979. 1.CD.ROM. BOYD, S. A.; SHAOBAI, S.; LEE, J.; MORTLAND, M. M. Pentachlorophenol sorption by organo-clays. Claysand Clay Minerals, v. 36, n. 2, p. 125-130. 1988. MARGULIES, L.; ROZEN, H.; COHEN, E. Photostabilization of a nitromethyleneheterocycle insecticide on the surface of montmorollonite. Clays Clay Miner, v. 36, n. 2, 159-164. 1988a
