Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: Estudo comparativo da adsorção de cobre(II) com fibras do bagaço de cana-de-açúcar (Saccharum spp.) e da casca do coco verde (Cocos nucifera)
AUTORES: Ferreira da Silva, J. (IFSP-SP)
RESUMO: Foi realizado um estudo comparativo de algumas variáveis no processo de adsorção
de cobre(II) em solução aquosa, utilizando a fibra de bagaço de cana-de-açúcar e a
casca de coco verde como materiais adsorvedores, ambas previamente tratada com
solução de NaOH. A solução foi colocada em contato com a fibra, sob agitação,
durante 2 horas. A determinação do teor de cobre(II) em solução foi feita por
espectrofotometria UV/VIS. Verificou-se que a adsorção foi mais efetiva quando
foram utilizadas soluções 150 ppm de cobre(II) e pH 4,5 com a fibra da casca do
coco verde.
PALAVRAS CHAVES: adsorção; cobre(II); fibras naturais
INTRODUÇÃO: A contaminação do meio ambiente com metais pesados tem se tornado um grande
problema ambiental. A remoção desses íons metálicos pode ser feita por processos
de adsorção, e o uso de fibras naturais (biomassa) como material adsorvente
poderia contribuir para minimizar estes impactos (SALVADOR,2009). O bagaço de
cana-de-açúcar e a casca do coco verde poderiam ser utilizados como adsorventes
(PINO, 2005) por serem materiais de baixo custo e apresentarem boa capacidade de
adsorção.
Este trabalho tem como objetivo realizar o estudo comparativo da adsorção do
cobre em solução aquosa com fibras naturais, como recurso alternativo e de baixo
custo para o tratamento de resíduos do cobre oriundos de laboratórios e
indústrias e dessa forma evitar possíveis contaminações do solo e da água por
descartes inadequados no meio ambiente.
O cobre é fundamental para o funcionamento de algumas enzimas do corpo humano,
porém o consumo em altas concentrações é prejudicial ao organismo. Com base nos
dados do MINISTÉRIO DA SAÚDE (2004) a quantidade permitida de cobre para a
potabilidade da água é 2mg/L.
Na adsorção a substância que é adsorvida é o adsorvato, e o material que adsorve
é o adsorvente ou substrato (ATKINS, 2008). O processo de adsorção pode ser
entendido como sendo a interação com a superfície sólida do material adsorvedor
com acúmulo na superfície do soluto. É muito comum utilizar o carvão ativo como
adsorvente no processo de adsorção, porem é uma técnica que tem alto custo.
Neste trabalho foi utilizado o bagaço de cana-de-açúcar e a casca de coco verde
como adsorvente por serem materiais alternativos e de baixo custo. Essas fibras
são constituídas de celulose, hemicelulose e lignina (VIANA, GAUBEUR). A
adsorção é influenciada pela concentração da solução de cobre e pH da solução.
MATERIAL E MÉTODOS: Foram realizados estudos das variáveis pH e concentração de cobre em solução
aquosa no processo de adsorção, utilizando a fibra de cana-de-açúcar e a casca
de coco verde. Ambas as fibras foram trituradas e cortadas em pequenos pedaços,
foram lavadas com água corrente e água destilada. A fibra resultante foi tratada
com solução de NaOH 0,1 mol.L-1, sob agitação durante 24 horas. A seguir, foi
lavada com água destilada até que o pH da água de lavagem ficasse inferior a
7,0. A fibra foi então secada em estufa e armazenada para posterior uso.
Para cada fibra, os testes de adsorção foram realizados em triplicata,
utilizando 50 mL de soluções aquosas preparadas a partir de diluições da solução
de sulfato de cobre(II) pentaidratado 500 ppm. Cada ensaio consistiu na
contactação das soluções aquosas por 2 horas com 0,5 g de fibra com o uso de
agitadores magnéticos. Após o contato, as soluções foram filtradas para remoção
da fibra. O pH e a concentração de cobre das soluções foram medidos antes e após
o contato.
Para o estudo da variável da concentração foram preparadas soluções aquosas com
as seguintes concentrações de cobre 50, 100, 150, 200, 250 e 500ppm com pH =
4,5. No estudo da variável de pH foram preparadas soluções com a concentração de
200ppm de cobre com valores de pH variando de 1 a 4,5. O ajuste do pH das
soluções foi feito com adição de pequenas quantidades de solução diluída de
ácido clorídrico 0,1 mol.L-1.
A construção da curva-padrão foi feita a partir dos resultados de absorbância de
soluções aquosas com concentrações conhecidas de cobre. A determinação de cobre
foi lida em um espectrofotômetro UV-Vis (modelo: Q-798U2M marca: Quimis),
utilizando o método colorimétrico com solução de hidróxido de amônio e com
radiação de comprimento de onda ajustada para 580nm.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A partir dos ensaios de adsorção, verificou-se que o bagaço de cana-de-açúcar
possui uma boa capacidade de adsorção do cobre (Figura 1. A), porém a casca de
coco verde mostrou-se mais efetiva (Figura 1. B).
Na Figura 2.A e 2.B, verifica-se que a porcentagem de adsorção é maior quanto
maior o pH inicial da solução aquosa, a adsorção ocorre com maior eficiência com
pH 4,5. Isso poderia ser explicado pela presença de maior número de sítios
adsorvedores na superfície da fibra nessa faixa de pH, o que aumentaria a
tendência de interação com os íons de cobre.
A eficiência das fibras na adsorção do cobre deve-se ao tamanho reduzido de suas
fibras e ao tratamento aplicado à mesma. Com base nesses resultados observa-se
ainda que a fibra de coco verde apresenta maior capacidade de adsorção. No pH
4,5 a adsorção com a fibra de coco verde está acima de 90% e com a fibra de
cana-de-açúcar está abaixo de 40%.
Figura 1
Porcentagem de adsorção em função da concentração de
cobre(II) figura A com fibra do bagaço de cana-de-
açúcar, figura B com a casca do coco verde.
figura 2
Porcentagem de adsorção em função do pH utilizando
figura A com a fibra do bagaço de cana de açúcar,
figura B com a casca do coco verde.
CONCLUSÕES: Com base nesses resultados o bagaço de cana-de-açúcar em contato com solução
150ppm de Cu(II) apresentou 50% de adsorção. Já a fibra da casca do coco verde
apresentou acima de 90% de adsorção quando contatada com solução 100ppm de Cu(II).
Com relação ao pH, verificou-se que ocorre uma melhor adsorção em pH 4,5 para as
duas fibras, sendo 40% de adsorção para a fibra da cana de açucar e 90% com a
fibra do coco verde.
Conclui-se que a casca do coco verde é a fibra mais eficiente no processo de
adsorção estudado. Assim podem ser utilizadas como adsorvente para realizar
limpeza de efluentes.
AGRADECIMENTOS: Agradecemos ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo
(IFSP-SP) pela bolsa de IC concedida.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ATKINS, P. W. PAULA, J., “Físico-Química”. Volume 2, 8ª Ed. Rio de Janeiro, et al. LTC, 2008.
MINISTÉRIO DA AGRICULTURA boletim técnico disponível em: http://www.cpatc.embrapa.br/download/CMT07.pdf acessado 06/07/2012.
PINO. G. A. H. Biossorção de Metais Pesados Utilizando Pó da Casca de Coco Verde. 2005. 113 f. Dissertação (Mestre) - Curso de Engenharia Metalúrgica e de Materiais, Departamento de Ciência, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro, 2005.
SALVADOR, GRAZIELA. Estudo da adsorção de cobre (II) usando como adsorvente pó da casca de coco verde ativada com hidróxido de sódio. 2009.32 f. curso de química, Departamento de Química da Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC, Florianópolis, 2009.
VIANA.A., GAUBEUR.I. Avaliação e aplicação do coco verde e cana de açúcar na retenção de níquel e zinco. Disponível em http://ic.ufabc.edu.br/II_SIC_UFABC/resumos/paper_5_43.pdf. acessado 04/07/2013.