ÁREA: Físico-Química
TÍTULO: ADSORÇÃO DO CORANTE TÊXTIL COSMOS BLACK EM SOLUÇÃO AQUOSA UTILIZANDO MESOCARPO DE COCO VERDE
AUTORES: Souza, J.L. (IFMA) ; Aires, A.M.L. (IFMA) ; Teixeira, M.P. (IFMA) ; Silva, S.L.L. (IFMA) ; Bezerra, P.A. (IFMA) ; Holanda, C.A. (UFMA)
RESUMO: Neste trabalho o mesocarpo do coco verde in natura foi utilizado como adsorvente para a remoção do corante têxtil cosmos Black em meio aquoso. O adsorvente foi triturado, lavado com água destilada, secado e peneirado (granulometria entre 50 – 200 µm). Os ensaios de adsorção foram realizados utilizando a técnica de batelada. As concentrações das soluções dos corantes foram determinadas por espectrofotometria no UV-visível. Foi realizado o estudo de pH e determinação do pHzpc onde verificou-se que a quantidade adsorvida independe do pH do meio e da carga superficial do adsorvente. As cinéticas de adsorção foram realizadas a 25 ºC sendo que os resultados experimentais sugerem um mecanismo de segunda-ordem.
PALAVRAS CHAVES: cosmos black; mesocarpo de coco verde; adsorção
INTRODUÇÃO: Um dos principais assuntos em debate na sociedade é a preservação do meio ambiente em função do nível de degradação que vem ocorrendo nas últimas décadas. Neste contexto, encontra-se a poluição das águas, comumente contaminadas por resíduos urbanos, contaminantes industriais (AYDIN et al.,2008) e efluentes têxteis (GUPTA et al., 2009). Existem diversos processos que tratam da remoção/degradação dos corantes têxteis em águas residuárias (ARAMI et al., 2006) com destaque para a adsorção.
A adsorção, um fenômeno físico-químico que consiste na concentração espontânea de determinadas espécies (adsorvatos) na superfície de um material (adsorvente) (VIEIRA et al., 2007), apresenta-se como um processo promissor na remoção de contaminantes aquáticos (ARAMI et al., 2006). Existem diversos tipos de adsorventes, dentre eles os mais comuns são carvões ativos produzidos a partir de diversos materiais (SENTHILKOMAAR et al., 2006; KUMAR et al., 2006). No entanto, possuem limitações quanto à sua aplicabilidade, além do alto custo de produção destes materiais (KUMAR et al., 2006). Uma alternativa consiste no estudo, preparação e aplicação de novos materiais de origem sintética ou natural no sentido de se obter novos adsorventes a partir de materiais alternativos (biomassa) (NIGAN et al., 2001). Com relação à adsorção, a utilização das cascas de coco verde como adsorvente é um campo bastante promissor em função da disponibilidade assim como o baixo custo deste material (TOREN et al., 2006; SEKAR et al., 2004).
Neste sentido, este trabalho tem como objetivo estudar a aplicação do mesocarpo de coco verde na remoção do corante têxtil cosmos Black em solução aquosa, especificadamente a influencia do pH na adsorção e o mecanismo cinético envolvido na interação adsorvente-adsorvato.
MATERIAL E MÉTODOS: O mesocarpo de coco verde (MCV) foi retirado do próprio fruto adquirido em comércio local (Açailândia-MA), triturado em moinho de facas e em seguida peneirado para a devida obtenção da granulometria entre 0,500 < x < 0,200 mm. Para a determinação do pHzpc do adsorvente, amostras de 100,0 mg do adsorvente foram colocadas em contato com 10 mL de soluções de pH inicial conhecido (pH de 1 à 6) e após 24 horas, determinou-se o pH final de cada amostra. Para o estudo de pH, amostras de 100,0 mg foram colocadas em contato por 1 hora com 10 mL da solução do corante com concentração inicial equivalente a 250 mg.L-1. Após o contato, mediu-se as concentrações finais através da espectrofotometria eletrônica aplicando a lei de Beer.
Analogamente, foram realizados estudos cinéticos, porém variando o tempo de contato do adsorvente MCV com a solução do corante entre 5 a 180 minutos e mantendo fixo o pH equivalente à melhor eficiência de remoção. Todos os ensaios de adsorção foram realizados à temperatura ambiente (25 ºC) e velocidade de agitação constante e força iônica 0,1 mol.L-1 (KCl). As quantidades adsorvidas foram calculadas como sendo Q = (Cinicial – Cfinal)x(V/Mads). Os resultados experimentais foram modelados segundo os modelos cinéticos teórico de pseudo-primeira ordem e segunda ordem.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Estudo da influência do pH e pHzpc
O pHzpc é definido como ponto de carga zero na superfície do adsorvente (pHinicial – pHfinal = 0). Assim, nota-se que se pHinicial ˂ pHfinal, admite-se que a superfície do adsorvente esteja com excesso de carga positiva em função da adsorção de prótons. Analogamente, se pHinicial ˃ pHfinal, admite-se que a superfície do adsorvente esteja com excesso de carga negativa. No caso do MCV o pHzpc foi estimado em 3,6, evidenciando que abaixo deste valor a superfície do MCV é positiva e acima deste valor é negativa. No entanto, se avaliarmos a influência do pH na adsorção do corante preto cosmos, nota-se que a eficiência de adsorção independe do pH, portanto, independe da natureza da carga superficial do adsorvente. A figura 1 ilustra o gráfico do pHzpc e efeito do pH na adsorção do corante preto cosmos em MCV.
Cinética de adsorção
Como a adsorção independe do pH do meio, realizou-se o estudo cinético em pH 6,0. A figura 2(a) ilustra a cinética de adsorção (quantidades adsorvidas em função do tempo) para a adsorção do corante cosmos Black em MCV. Verificou-se que o tempo de equilíbrio para adsorção do corante em MCV é de aproximadamente 5 minutos, ou seja, há um equilíbrio de adsorção muito rápido, sendo que após este equilíbrio, houve adsorção superior à 95 % do adsorvato. Os resultados experimentais obtidos demonstraram que o mecanismo cinético é de segunda ordem (figura 2(b)) sendo a quantidade adsorvida prevista pelo modelo igual a 24,15 mg.g-1 (igual à experimental) e K2 igual a 4,15 x 10-2 min-1 com R2 superior a 0,999. A cinética de segunda ordem sugere que a velocidade da reação é dependente da concentração do corante cosmos black e também do número de sítios ativos presente no adsorvente MCV.
figura 1:
pHzpc do mesocarpo de coco verde e influência do pH na adsorção do cosmos black
figura 2:
Cinética de adsorção e modelo cinético de segunda ordem para a adsorção do cosmos black em mesocarpo de coco verde
CONCLUSÕES: A partir da analise do pHzpc do adsorvente e o estudo do pH na adsorção do corante, verificou-se que a interação adsorvente-adsorvato independe da carga no meio reacional. O tempo de equilíbrio é equivalente a 5 minutos com remoção superior a 95 % em relação à concentração inicial de 250 mg.L-1. O mecanismo cinético segue um modelo de segunda ordem. Diante do exposto, o mesocarpo de coco verde surge como um adsorvente com ampla capacidade na remoção do corante cosmos Black em efluentes industriais.
AGRADECIMENTOS: Ao PIBIC´pela bolsa concedida
Ao IFMA - Campus Açailândia
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: AYDIN, H.; BULUT, Y.; YERLIKAYA, Ç. Removal of copper (II) from aqueous solution by adsorption onto low-cost adsorbents. Journal of Environmental Management, 87, 37–45, 2008.
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