ISBN 978-85-85905-10-1
Área
Físico-Química
Autores
Lima, M.J.A. (UFMA) ; Mendes Filho, A.C.C. (COLUN - UFMA) ; Freitas, T.A. (UFMA) ; Chaves, J.A.P. (COLUN - UFMA)
Resumo
No presente trabalho é avaliado a viabilidade do uso da casca da macaxeira (Manihot utilíssima) como adsorvente de baixo custo para o corante azul de metileno. Os experimentos foram realizados em batelada e os melhores resultados de adsorção foram obtidos em pH ácido utilizado pequenas quantidades de material adsorvente, a casca de macaxeira apresentou saturação de sua área em aproximadamente 180 minutos e ocasionou uma adsorção de 80 a 90 % do adsorvato avaliado.
Palavras chaves
adsorção; macaxeira; meio ambiente
Introdução
A poluição ambiental, em geral, é um dos mais graves problemas enfrentados pela sociedade e está diretamente ligado ao desenvolvimento industrial, com atividades têxteis sendo responsável pelo agravamento da situação, gerando uma quantidade considerável de águas residuais coloridas. Estima-se que cerca de 15% da produção mundial de corantes é perdida para o ambiente durante a síntese, o processamento e as aplicações (SANTOS et al, 2011). Do ponto de vista ambiental, este é um problema sério, já que a desordenada descarga de efluentes em ambientes aquáticos como rios, córregos e lagos, sem tratamento prévio, diminui a transparência da água e a penetração da radiação solar, afetando a atividade fotossintética e solubilidade de gases e causando sérios danos à fauna e flora regionais. Os métodos convencionais utilizados para a remoção de corantes dos efluentes industriais incluem biodegradação, foto-oxidação, eletrofloculação, foto catálises combinadas e processos de ozonização, adsorção, etc (CRINI, 2006). No entanto, alguns destes processos podem formar compostos intermediários com elevado nível tóxico, como acontece com ozônio, o que faz com que seja necessário controlar o processo por meio de testes de toxicidade Além disso, a maioria desses métodos são frequentemente caros ou ineficientes, especialmente para a remoção de corantes a partir de soluções diluídas. A adsorção é um processo de tratamento eficaz para a remoção de corantes a partir de águas residuais. No presente trabalho, foi utilizada a casca da macaxeira (Manihot utilíssima) como adsorvente natural de baixo custo para a remoção do azul de metileno, corante sintético muito utilizado especialmente pela indústria têxtil.
Material e métodos
Preparação da biomassa casca da mandioca: Foi obtida no comércio local sendo moída, lavada com água e seca em estufa a 85°C, sem realização de etapa granulométrica. Procedimento experimental: Os experimentos de adsorção foram realizados com temperatura e agitação constantes em um agitador tipo bandeja, da marca MLW, seguindo os seguintes passos: Pesou-se 200 mg em 10 diferentes frascos para investigação da influência do pH no processo adsortivo. A partir de uma solução estoque do corante azul de metileno 1 x 10-2 mol L-1 retirava-se uma alíquota e transferia-se para o balão de 10 mL e completava-se o volume com a solução tampão de pH ajustado na faixa de 1,0 a 10,0. Cada solução com seu respectivo valor de pH era adicionada ao frasco do material adsorvente, agitando a mistura com o frasco tampado por um período de 24 horas. Após esse período, separou-se a mistura por filtração, usando funil e papel de filtro com posterior leitura comparativa do filtrado com soluções padrões previamente preparadas, com valores de 0 a 100% de corante para identificar a quantidade adsorvida no material. Os demais parâmetros investigados: quantidade de adsorvente, concentração do corante e tempo de contato foram também investigados pelo método univariado (CHAVES, 2011), ou seja, variava-se os valores de um e mantinha-se constante os demais parâmetros. Os resultados são discutidos no item a seguir.
Resultado e discussão
No estudo do comportamento do sistema em diferentes pH's e com 200 mg do
adsorvente foi comprovado que maiores porcentagens de adsorção do corante (acima
de 60%) ocorre predominantemente em pH’s mais ácidos, diminuindo a quantidade
adsorvida à medida que o pH passava para valores mais alcalinos.
Após a
constatação de que em pH mais ácido acarreta uma maior adsorção do corante por
parte do adsorvente, foi realizado o estudo da influência da quantidade de
adsorvente em pH 1,0 e 3,0. Pela observação da Tabela 1, pode-se constatar que o
aumento da massa do material adsorvente, não ocasionou de forma direta o aumento
na quantidade de corante adsorvida, ou seja, a granulometria final do sólido
investigado já proporcionava uma alta área superficial por menor que fosse a
massa utilizada, incorrendo numa saturação completa da superfície do sólido pelo
corante mesmo com quantidades mínimas utilizadas. Ainda na Tabela 1 são
avaliados os efeitos causados pelo aumento da concentração do corante mantendo-
se a massa do adsorvente e os outros parâmetros já otimizados constantes. Foi
possível observar que com o aumento da concentração do corante e a manutenção da
massa de adsorvente pode ter ocorrido uma saturação da superfície efetiva do
material, diminuindo assim a interação dos sítios superficiais do adsorvente com
as moléculas do corante. Utilizando os fatores até aqui otimizados foi possível
descrever a cinética de adsorção (Figura 1) do corante sobre a superfície do
adsorvente nos pH’s já mencionados, ocorrendo um equilíbrio na adsorção do
corante sobre a superfície do sólido (saturação) em aproximadamente 180 minutos,
com cerca de 80 a 90% do corante retido no adsorvente (casca de macaxeira).
Influência da massa do adsorvente e da concentração do corante no processo de adsorção.
Cinéticas de adsorção do corante azul de metileno sobre a casca da macaxeira em pH 1,0 e pH 3,0.
Conclusões
Pelos resultados obtidos, foi possível constatar que a casca da macaxeira pode ser utilizada como adsorvente eficaz na remoção do corante azul de metileno presente em sistemas aquosos, tendo como base os parâmetros examinados nesse trabalho (pH, quantidade de adsorvente, concentração do corante e tempo de contato adsorvente/adsorvato). Além do mais, a casca da macaxeira não representa nenhum custo econômico quanto à sua aquisição, pois este material é descartado após o descasque do tubérculo e também é facilmente encontrado em feiras e mercados das cidades rurais ou centros urbanos.
Agradecimentos
Os autores agradecem o apoio financeiro do CNPq, UFMA e FAPEMA.
Referências
SANTOS, P. K. S.; FERNANDES, K. C.; FARIA, L. A.; FREITAS, A. C.; SILVA, L. M. Descoloração e degradação do azo corante vermelho GRLX-220 por ozonização. Química Nova, Vol. 34 nº 08, 1315-1322, 2011.
CRINI, G.; Non-conventional low-cost adsorbents for dye removal: a review. Bioresource Technology, Vol. 97, 1061-1085, 2006.
CHAVES, J. A. P.; BEZERRA, C. W. B.; SILVA, H. A. S.; SANTANA, S. A. A.; VIEIRA, A. P.; SOUZA, A.G. Estudos Cinéticos, Isotérmicos e Termodinâmicos Referentes à Adsorção do Corante Têxtil Rubi 2G Dianix sobre Quitosana. Química dos Materiais, vol. 1, 13-17, 2011.
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