Estudo da sorção de chumbo (Pb+2) em caulim comercial de baixo custo e metacaulim

ISBN 978-85-85905-15-6

Área

FEPROQUIM - Feira de Projetos de Química

Autores

Campos, D.C. (IFMT- BELA VISTA) ; Alvarenga, J. (IFMT- BELA VISTA) ; Mahatma, S. (IFMT- BELA VISTA) ; Souza, N. (IFMT- BELA VISTA) ; Sigarini, K. (IFMT- BELA VISTA) ; Martins, E. (IFMT- BELA VISTA)

Resumo

teve-se como objetivo avaliar a sorção do chumbo em meio aquoso pelo caulim e metacaolim(uma modificação do caulim comercial). Na hipótese de elevada adsorção, o material(caulim e M.T) seria uma importante matéria-prima na purificação de águas de consumo, ou seja, reduzir ou eliminar a presença de metais pesados e outros resíduos. Testes de sorção foram realizados utilizando caulim comercial e metacaolim obtido após o aquecimento em mufla do caulim comercial à 925º C por 24 horas. Os valores dos coeficientes de sorção de Freundlich para o caulim e metacaulim foram 501,1 e 762,6 respectivamente. Estes resultados indicam que ambas as argilas estudadas possuem elevada capacidade de adsorção de íons chumbo (Pb+2), sendo retirados em média 86,5% do metal presente na solução aquosa.

Palavras chaves

Contaminação; Metais pesados; adsorção

Introdução

A procura de melhores condições de saúde leva a necessidade de consumo de água com qualidade adequada, o que significa necessariamente ser isenta de contaminação. Comunidades sem acesso a água potável podem estar expostas aos metais pesados, como ocorre no caso dos moradores que utilizam a água do lago do manso localizado em MT, por exemplo, em cujas águas podem ser encontradas o mercúrio, além de estar presente nos sedimentos e peixes locais (Vieira et al., 1995; Camera et al., 1996). O uso de argilas no processo de retirada de metais pesados presentes em água tem sido objeto de estudos (De Aguiar, 2002), pois estes elementos são de alto risco a saúde humana. Uma das matrizes que pode ser utilizada para adsorver metais pesados é o caulim devido à sua elevada área superficial, baixo custo e disponibilidade comercial. Esta argila é um silicato de alumínio hidratado que pode ser expresso pela fórmula química Al4(Si4O10) (OH)8 e é utilizado na indústria cerâmica e também de estética (CETEM, 2015). A sorção de chumbo em caulim e metacaulim trarão importantes informações sobre a possibilidade de utilização deste material de fácil aquisição nos processos de tratamento de água e descontaminação in situ. Assim, este trabalho visa fornecer informações que embasem a aplicação de materiais que possam ser utilizados na remoção de metais pesados em água de consumo. Como metal modelo foi utilizado o chumbo (Pb+2) na realização dos testes de sorção em caulim comercial e metacaolim.

Material e métodos

Nos experimentos de modificação da argila foram conduzidos no Laboratório de Química Analítica do Instituto Federal de Mato Grosso – Campus Bela Vista e o teste de sorção foi realizado na Universidade Federal de Mato Grosso – Campus Cuiabá. Foram utilizados caulim comercial comumente utilizado no tratamento facial, água ultrapura e padrão analítico de Pb+2 com pureza superior à 99,8%. Para a síntese do metacaulim, pesou-se aproximadamente 19 gramas de caulim previamente secos por 15 minutos em estufa à 80ºC e trataram-se termicamente estas amostras numa mufla na temperatura de 925°C por 24 horas. Foram anotadas as massas de metacaulim produzidos. Para os testes de sorção, pesou-se cerca de 250 mg de caulim e metacaulim em frascos Falcon de 50 mL, em duplicata e separados em frascos diferentes, e adicionou-se 10 mL de CaCl2 a 0,01 mol L-1. Foram preparadas soluções cuja concentração de chumbo foi de 0, 10, 20, 40, 60, 80 µg mL-1 sendo o pH ajustado para aproximadamente 7,0. Após agitação por 16 horas, as amostras foram centrifugadas por 10 minutos a 7.000 rpm numa temperatura de 15ºC. A concentração de chumbo na solução foi determinada por Espectroscopia de Absorção Atômica (EAA).

Resultado e discussão

O metacaulim obtido pela calcinação do caulim comercial apresentou massa aproximadamente 15% menor, indicando que houve a perda de água de cristalização e consequentemente uma mudança na estrutura cristalina do material. Segundo Linhares et al. (2009), a calcinação produz metacaulim, um material amorfo. Foram utilizadas duas curvas analíticas para a determinação de chumbo nas amostras de água do teste de sorção, uma inferior (menor concentração) e outra superior (maior concentração) sendo obtidas as seguintes equações de calibração: A = 0,0296Conc + 0,0003 e A = 0,0145Conc + 0,0375, para as curvas inferior e superior respectivamente. A= absorbância da amostra de água e Conc. é a concentração de Pb+2 nas amostras de água. Em média, o caulim adsorveu 85,8% do chumbo adicionado nas amostras e o metacaulim 87,1%. Estes valores são bastante significativos, pois apenas 0,25 g de argila foi responsável pela elevada adsorção do Pb+2 como mostrado nos valores percentuais acima. O caulim apresentou um coeficiente de adsorção de Freundlich igual a 501,1 e o metacaulim foi de 762,6. O maior coeficiente de adsorção do metacaulim deve-se à liberação de sítios ativos da estrutura da argila após o processo de calcinação à 925ºC. Estes dados demonstram o potencial de uso de argilas naturais, no caso o caulim e seu derivado, o metacaulim, na descontaminação de água que contenham metais pesados. Estudos devem ser realizados com outros metais para verificar a influência das características dos elementos químicos sobre a sorção.

Conclusões

O uso de caulim e metacaulim na descontaminação de água que apresenta Pb+2 é viável pois estas argilas possuem alta capacidade de adsorverem estes íons metálicos. Devido ao baixo custo das argilas de caulim e suas características físico-químicas que propiciam elevada adsorção de íons metálicos, este material possui potencial de aplicação em sistema que visam à retirada de contaminantes metálicos presente em água.

Agradecimentos

Agradecemos primeiramente a Deus, e todos aqueles que contribuíram na elaboração deste projeto, em especial agradecemos a UFMT (Universidade Federal de Mato Grosso) q

Referências

CÂMARA, Volney de M. et al. Estudo dos níveis de exposição e efeitos à saúde por mercúrio metálico em uma população urbana de Poconé, Mato Grosso, Brasil. Cadernos de Saúde Pública, v. 12, n. 1, p. 69-77, 1996.
Centro de Tecnologia Mineral – CETEM. <http://www.cetem.gov.br/publicacao/series_stm/stm-65.pdf> Acesso em: 01 agosto de 2015.
DE AGUIAR, M. R. M. P.; NOVAES, Amanda Cardoso; GUARINO, Alcides Wagner Serpa. Remoção de metais pesados de efluentes industriais por aluminossilicatos. Química Nova, v. 25, n. 6/B, p. 1145-1154, 2002.
LINHARES, Lucília Alves et al. Adsorção de cádmio e chumbo em solos tropicais altamente intemperizados. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 44, n. 3, p. 291-299, 2009.
VIEIRA, Luiz M.; ALHO, Cleber J.R. and FERREIRA, Geraldo A.L.. Contaminação por mercúrio em sedimento e em moluscos do Pantanal, Mato Grosso, Brasil. Rev. Bras. Zool. 1995, vol.12, n.3, pp. 663-670.