TRATAMENTO E REUTILIZAÇÃO DE RESÍDUOS DE COBRE ORIUNDOS DE AULAS PRÁTICAS

ISBN 978-85-85905-15-6

Área

Ambiental

Autores

Coutinho, L. (IF SUDESTE MG- JUIZ DE FORA) ; Toledo, T.A. (IF SUDESTE MG- JUIZ DE FORA) ; Dias, F.A.C. (IF SUDESTE MG- JUIZ DE FORA) ; Nascimento, J.C. (IF SUDESTE MG- JUIZ DE FORA) ; Lara, A.A.C. (IF SP -CAPIVARI) ; Barbosa, E.P. (IF SP -CAPIVARI) ; Barbosa, D.B.A. (IF SUDESTE MG- JUIZ DE FORA)

Resumo

O presente trabalho buscou viabilizar um método de tratamento e reutilização para rejeitos de cobre, utilizando como base os princípios de eletroquímica. Com a solução a ser tratada de CuSO4, foram formadas duas pilhas: uma com eletrodo de zinco e outra com eletrodo de alumínio. Após a retirada do cobre em suspensão, a amostra foi precipitada com NaOH, formando os respectivos ZnOH2 e AlOH3. Os produtos das reações foram caracterizados por fotometria de chama e testes de solubilidade. O método proposto para a recuperação e reutilização dos rejeitos de cobre se mostrou eficiente, pois permitiu a recuperação do cobre e dos hidróxidos de alumínio e de zinco. Além disso, o método é fácil execução, baixo custo e os resíduos tratados podem ser reutilizados em novas aulas práticas.

Palavras chaves

tratamento de resíduos; química ambiental; cobre

Introdução

Universidades, Institutos Federais e demais centros de pesquisa se deparam com problemas relacionados ao tratamento e ao correto descarte dos resíduos químicos gerados. Por serem complexos e diversos, percebe-se uma dificuldade na elaboração e execução de planos de gerenciamento dos resíduos¹. Uma ação de sustentabilidade baseada em minimizar a quantidade e viabilizar soluções ambientais, econômicas e sociais adequadas é a Política Pedagógica dos 3R’s. Um eixo orientador que inspira o enfrentamento da questão do lixo² . O presente trabalho buscou viabilizar um método de tratamento e reutilização para rejeitos de cobre gerados no Laboratório de Pesquisa e Experimentos em Nanociência (LPEN) do IF SUDESTE MG- Juiz de Fora, utilizando como base os princípios de eletroquímica.

Material e métodos

Os resíduos de cobre são oriundos de aulas práticas de Química Geral para alunos do ensino médio e por bolsistas de iniciação científica do LPEN. O primeiro passo para o tratamento foi acidificar a amostra com HCl 3M e então separar o rejeito em 2 alíquotas. À primeira alíquota foi adicionada uma chapa de zinco e à segunda, uma chapa de alumínio, formando assim, uma pilha³. Após 24 horas em repouso, fez-se a remoção do composto formado no ânodo, por filtração e raspagem da chapa. O segundo passo foi a recuperação do filtrado, com adição de NaOH 1M para a formação de um precipitado branco gelatinoso, os quais foram filtrados e secos em estufa 4.

Resultado e discussão

O rejeito de cobre, oriundo de soluções de sulfato de cobre, foi separado e filtrado para a retirada de impurezas de grandes dimensões. O ácido clorídrico foi adicionado ao filtrado para melhorar a transmissão de elétrons nas reações das pilhas. De acordo com os preceitos da eletroquímica³, a reação de zinco ou alumínio com uma solução de sulfato de cobre forma uma reação do tipo oxi-redução, onde o Cu2+ será reduzido, por possuir um potencial de redução maior (+0,34V) e o Zn0 (- 0,76V) e o Al0 (- 1,66V) serão oxidados. As equações 1 e 2, das pilhas formadas a seguir: Equação 1: oxidação do zinco Zn0(s) + CuSo4(aq) → Cu0(s) + ZnSo4(aq) Equação 2: oxidação do alumínio 2 Al0(s) + 3CuSo4(aq) → 3Cu0(s) + 2AlSo4(aq) O metal reduzido foi analisado por uma adaptação da técnica de fotometria de chama4, que consiste na excitação dos átomos de um metal por calor para a promoção a um nível energético capaz de emitir radiação característica, alterando a cor da chama. Confirmando a presença de cobre no material recuperado, a chama teve sua coloração alterada de laranja para verde. A formação do precipitado branco gelatinoso com a adição de NaOH ocorre de acordo as equações 3 e 4: Equação 3: formação de hidróxido de zinco ZnSO4 + 2 NaOH → Zn(OH)2 (↓) + Na2SO4 Equação 4: formação do hidróxido de alumínio 6NaOH + Al2(SO4)3 → 2 Al(OH)3 (↓) + 3Na2SO4 Com simples testes de solubilidade, foram feitas as identificações dos hidróxidos formados, sendo esses adicionados a uma solução ácida (H2SO4), excesso de base (NaOH) e solução de amônia. Como os precipitados foram solúveis, com exceção do Al(OH)3 em solução de amônia, pode-se concluir que foram formados os hidróxido de zinco e hidróxido de alumínio.

Hidróxidos recuperados


Redução do Cobre e Fotometria de chama.

Conclusões

A política pedagógica dos 3R’s orienta a busca de soluções ambientais com foco nas questões econômicas e sociais. Seguindo essa recomendação, propusemos um método de recuperação e reutilização de rejeitos de cobre, por método eletroquímico, além da reutilização das soluções geradas no tratamento. O método se mostrou de fácil execução e baixo custo. Ademais, os resíduos tratados e identificados podem ser reutilizados em novas aulas práticas.

Agradecimentos

Ao Instituto Federal do Sudeste de Minas Gerais – Campus Juiz de Fora e à FAPEMIG.

Referências

1 – DALPASQUALE, M.; FUKAMACHI, C.R.B; FERREIRA, E.S. Tratamento e recuperação de resíduos de cobre provenientes de aulas experimentais. Synergismus scyentifica, UTFPR, Pato Branco, 06 (1), 2011.
2 – GADENS-MARCON, G.T; ANDRADE, M.C.K.; VENERAL, D.C. Os desafios da educação Ambiental frente à Política Nacional de Resíduos Sólidos. Revista Meio Ambiente e Sustentabilidade, vol.5, n.3, jan/jun, 2014.
3 – TICIANELLI, E.A; GONZALEZ, E.R. Eletroquímica: Princípios e Aplicações. São Paulo, EDUSP, 2005.
4- BASSETT, J.; DENNEY, R. C; JEFFERY. G. H.E; MENDHAN, J. Análise Inorgânica Quantitativa de Vogel. 4ª ed. Rio de Janeiro, Ed. Guanabara Dois, 1981. 690p.