ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Materiais
Autores
Campos Rêgo Filho, (UFOPA) ; da Silva Aguiar, N. (UFOPA) ; Sousa Miranda, I. (UFPA) ; Freitas Filho, F. (UFOPA) ; Cioffi Barbosa, N. (UFOPA) ; Silva de Moura, L. (UFOPA)
Resumo
Através do método de titulação foram encontrados os valores das constantes (K e n) por meio da isoterma de Freundlich. Para a ativação do carvão foram usados dois métodos simples de preparo utilizando solução de NaOH mol.L-1 para as amostras de 1 a 6, e uma solução de H2SO4+ HNO3(3:1)para as amostras de 7 a 12 de carvão ativado do caroço do açaí, estes por sua vez foram adicionados em uma solução de ácido acético as quais variavam suas concentrações de 0,01 a 1 mol.L-1 em temperatura constante. De acordo com os resultados encontrados os valores para as constantes do carvão ativado pela solução de NaOH mol.L-1 mostraram um maior potencial de adsorção para a solução aquosa de ácido acético sobre o carvão ativado do caroço do açaí em temperatura ambiente.
Palavras chaves
Carvão Ativado; AÇAÍ (EUTERPE OLERACEA); Constante de Adsorção
Introdução
Atualmente a indústria de carvão ativado movimenta cerca de US$ 1 bilhão de dólares anuais, participando em diversos setores industriais, como o processamento de alimentos, farmacêutico, químico, petroleiro, automobilístico, etc (COSTA, 2007). O carvão ativado apresenta uma superfície porosa e seu material apresenta como principal caraterística a presença de carbono (CLAUDINO, 2003). O processo adsorção é um fenómeno de acumulação de uma substância numa interface. Ocorre com todos os tipos de interface, tais como gás-sólido, líquido-sólido, líquido-gás, liquido α - líquidoβ. A quantidade de substância adsorvida na superfície decresce com o aumento da temperatura, já que todos os processos de adsorção são exotérmicos. Em uma temperatura constante a quantidade adsorvida aumenta com a concentração do adsorvato, e a relação entre a quantidade adsorvida (x) e a concentração (C) é conhecida como Isotérmica de adsorção. O cientista H. Freundlich, estudando o fenômeno da adsorção empiricamente, chegou à seguinte equação: log(x/m)=log(k)+(1/n)log C. Onde: x é a quantidade de soluto adsorvido pela massa m do sólido, m é massa do adsorvente sólido, c é a concentração de equilíbrio e K e n são constantes empíricas. Para adsorções físicas de ácido em carvão, n tem valores entre 0,1 e 1,0 e é uma função que depende da natureza do sistema. Os valores da constante (K) é um indicador da capacidade de adsorção e (n) reflete a intensidade de adsorção de acordo com a teoria de Freundlich (LI, 2005). O estudo teve como objetivo encontrar a constate de adsorção(K) e (n) por meio da equação de Freundlich, para o material de carvão proveniente do caroço do açaí com intuito de verificar a capacidade e a intensidade de adsorção, utilizando duas soluções ativantes.
Material e métodos
Para a iniciação da pesquisa foram coletados sacos contendo caroços de açaí (Euterpe oleracea) em uma área de descarte, pôs ao passar pelo processo de beneficiamento os caroços de açaí não tem um destino final adequado. A seguir os caroços foram lavados para retirada de resíduos e em seguida colocados na estufa para secagem em temperatura de 100°C por 24 horas. Ao final da secagem, os caroços foram submetidos ao processo de pirolise em forno de mufla em temperatura de 300°C por um período de uma hora , até a carbonização do material transformando em carvão, e logo após foram moídos em um triturador. Na fase de ativação do carvão foram preparadas duas soluções, sendo a primeira uma solução hidróxido de Sódio (NaOH) mol.L-1 e pH 8 e a segunda uma mistura diluída de Ácido Sulfúrico e ácido Nítrico 3:1(H2SO4+ HNO3) e pH 4. As amostras foram colocadas em agitador magnético em um período de três horas, para realização da homogeneização, e lavadas logo após o termino da agitação com água morna para retirada do excesso de substancias químicas provenientes da ativação. Posteriormente as amostras foram submetidas a tratamento térmico na mufla, em temperatura 600°C por 1 hora. Após o tratamento de ativação, todas as amostras foram adicionadas junto a uma solução de ácido acético com concentrações que variavam entre 0,01 a 1 mol.L-1. E deixadas sobre agitação por uma hora em temperatura ambiente (28°). Após o termino da agitação as soluções de ácido acético foram filtradas e tituladas com KOH 0,5 mol.L-1 com a utilização de fenolftaleína como indicador.
Resultado e discussão
A parti das equações obtidas através dos gráficos para as isotermas do carvão ativado do caroço do açaí foi possível encontrar através da equação de Freundlich os valores das constantes (K) e (n) para os diferentes processos de ativação, sendo os valores de (K) igual a 0,14 e (n) igual a 1,17 para a ativação com solução de NaOH, e os valores de (K) igual a 0,04 e (n) igual a 1,14 para as ativações com utilização da mistura de H2SO4 + HNO3.
Todos os valores os quais foram substituídos para formação do gráfico foram reunidas na tabela 1, na qual as amostras de 1 a 6 foram utilizados o carvão proveniente da ativação pela base e as amostras de 7 a 12 a ativação foi proveniente da mistura de ácidos.
Tabela com valores para equação de Freundlich
gráfico a)Log(x/m) vs Log(C) para ativação com a base gráfico a)Log(x/m) vs Log(C) para ativação com a mistura ácida
Conclusões
De acordo com todos os resultados obtidos foi possível observar que a constante K e n para o carvão do caroço do açaí ativado pela base apresentou valores maiores do que os ativados pela mistura de ácidos, isso indica que a capacidade de adsorção e a intensidade de adsorção das soluções de ácido acético em diferentes concentrações foram maiores para o carvão ativado pela solução de NaOH mol.L-1.Também foi possível confirma que para ambas as amostras o aumento da adsorção da massa de adsorbato é diretamente proporcional a sua concentração como esperado pela teoria de Freundlich.
Agradecimentos
Agradeço a Universidade Federal do Oeste do Pará e aos seus colaboradores.
Referências
CLAUDINO, A. Preparação de carvão ativado a parti de turma e sua utilização na remoção de poluentes. Universidade Federal de Santa Catarina, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, 2003. Disponível em: http//www2.enq.ufsc.br/teses/mt01.pdf.> Acesso em: 26 de Maio de 2014.
COSTA, L. C. M. Produção e modificação de carvões ativados para aplicações ambientais. Belo Horizonte, Tese (Doutorado) Departamento de Química do Instituto de Ciências Exatas da Universidade Federal de Minas Gerais, 2007. UFMG-ICEx/DQ. 00683ª,T. 0270ª.
LI, Yan Huii. Adsorption Thermodymanic, Kinetic and Desorption Studies of Pb+2 on Carbon Nanotubes. Water Research, V. 39,p. 605-609, 2005.
TEXEIRA, Brito Leopoldo. et al Compostagem: Lixo orgânico urbano e resíduo da agroindústria do açaí. Embrapa Amazônia Oriental, Albras, 1. ed. Belém: Albras. 2006. 21-23 página.
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