A adsorção de cobre(II) com uso da casca do coco verde (Cocos nucifera)como adsorvente

ISBN 978-85-85905-10-1

Área

Iniciação Científica

Autores

Ferreira da Silva, J. (IFSP-SP) ; Miranda Junior, P. (IFSP-SP)

Resumo

Nesse trabalho foi verificada a eficiência da casca do coco verde no processo de adsorção do cobre (II) em solução aquosa. O tratamento da fibra foi feito com solução de NaOH. A solução foi colocada em contato com a fibra, sob agitação, durante 2 horas. Para verificar o teor de cobre(II) em solução foi feita por espectrofotometria UV/VIS. Verificou-se que a adsorção foi mais efetiva quando foram utilizadas soluções 100 ppm de cobre(II) e pH 4,5.

Palavras chaves

adsorção; cobre(II); casca do coco verde

Introdução

Nas ultimas décadas a contaminação por metais pesados vem aumentando causado assim grandes problemas ambientais. Existem técnicas para remoção desses metias pesados entre eles a adsorção que pode ser usadas fibras naturais (biomassa) como material adsorvente (SALVADOR,2009). A casca do coco verde pode ser utilizada como adsorvente por serem materiais de baixo custo e apresentarem boa capacidade de adsorção. Este trabalho tem como objetivo verificar a eficiência da adsorção do cobre em solução aquosa com a casca do coco verde, 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. Necessitamos de cobre no nosso organismo para um bom funcionamento das enzimas. 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. No processo de 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 a utilização do carvão ativo como adsorvente no processo de adsorção, porem é uma técnica que tem alto custo. Neste trabalho foi utilizada a casca de coco verde como adsorvente por ser material alternativo e de baixo custo. Essas fibras são constituídas de celulose, hemicelulose e lignina (VIANA, GAUBEUR). A adsorção é influenciada por vários fatores, tais como concentração da solução de cobre, pH da solução e tempo de contato.

Material e métodos

Foram realizados estudos das variáveis pH e concentração de cobre em solução aquosa no processo de adsorção, utilizando a casca de coco verde. A fibra foi triturada e cortada em pequenos pedaços, em seguida lavada 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. O teste 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, utilizando o método colorimétrico com solução de hidróxido de amônio e com radiação de comprimento de onda ajustada para 580nm.

Resultado e discussão

Com esse estudo verificou-se que a casca de coco verde e um bom adsorvente, mostrando assim que a adsorção ocorre melhor em concentrações mais baixas (figura 1) o fato dessa diminuição na porcentagem de adsorção com o aumento da concentração é porque quando a concentração aumenta os sítios ativos na superfície os íons são saturados rapidamente, portanto, a eficiência na remoção diminui com o aumento da concentração dos íons (PINO, 2005). Na Figura 2, 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 onde a adsorção apresentou 90%. 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. Esse resultado demonstra que é importante controlar o pH, devido a competição que ocorre entre os íons do metal e os íons H+ presentes na solução pelos sítios da fibra, essa captura pode ser justificado devido a associação e dissociação de alguns grupos funcionais da fibra (PINO, 2005). 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.

Porcentagem de adsorção em função da concentração de cobre(II) utilizando a fibra da casca de coco verde.


Porcentagem de adsorção em função do pH utilizando a fibra da casca do coco verde.

Conclusões

Com base nos resultados observamos que a casca do coco verde, é muito eficiente na adsorção mostrando assim que os materiais alternativos podem ser utilizados para remoção de cobre(II) em solução aquosa. A fibra da casca do coco verde apresentou maior capacidade de adsorção, acima de 90% de adsorção quando contatada com solução 100ppm de Cu(II) e em pH= 4,5. Conclui-se que a casca do coco verde pode ser utilizada como adsorvente para realização de limpezas de efluentes por ser eficiente e de baixo custo.

Agradecimentos

Agradecemos ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP-SP) pela bolsa de IC concedida.

Referências

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.