ADSORÇÃO DO CORANTE REATIVO AZUL BF-5G EM CARVÃO ATIVADO DE OSSO DE BOI

ISBN 978-85-85905-15-6

Área

Ambiental

Autores

Ostroski, I. (UFG) ; Martins, P.R. (UFG) ; Hernandez de Melo, N. (UFG)

Resumo

A remoção de corantes merece grande atenção devido aos efeitos prejudiciais sobre o meio ambiente e a saúde humana. O tratamento de efluentes têxteis por meio da adsorção com carvão ativado se destaca por sua versatilidade, alta eficiência e baixo custo de operação.
 Realizou-se a adsorção do corante reativo Azul BF-5G com carvão de osso de boi, em batelada. O estudo cinético mostrou que o tempo para saturação do carvão foi de 8h. As isotermas foram ajustadas pelos modelos de Langmuir e Freundlich, mas o melhor ajuste foi o de Langmuir. A maior quantidade de corante adsorvida pelo carvão foi de 185,45 mg/g para a temperatura de 50°C. As propriedades termodinâmicas ∆S°, ∆H° e ∆G° foram avaliadas e mostraram que o processo de adsorção, neste caso, é endotérmico e não-espontâneo.

Palavras chaves

adsorção; corante; carvão ativado

Introdução

O Brasil tem em torno de 30 mil empresas têxteis instaladas por todo o território nacional, é o quarto maior parque produtivo de confecção do mundo e o quinto maior produtor têxtil (ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DA INDÚSTRIA TÊXTIL – ABIT, 2014). O crescente desenvolvimento das indústrias têxteis resulta na geração de grandes quantidades de resíduos tóxicos nos cursos d’água e, neste contexto, a remoção de corantes têxteis merece específica atenção devido aos seus efeitos sobre o meio ambiente e a saúde humana, pois pelo menos 20% dos corantes utilizados nas indústrias têxteis penetram no ambiente através dos efluentes industriais, podendo chegar até a 50% (SAQUIB e MUNEER, 2002). Essa poluição afeta os ciclos biológicos, inclusive os processos fotossintéticos, o que caracteriza grandes impactos ambientais e riscos à saúde humana, o que reforça a importância de um tratamento adequado dos efluentes. Muitos destes corantes apresentam complicadas estruturas aromáticas, desenvolvidas para serem bastante resistentes aos microrganismos, característica esta que reduz drasticamente a eficiência dos tratamentos biológicos (SILVA FILHO et al., 2008). Desta forma, a adsorção com carvões ativados se destaca por sua versatilidade e alta eficiência, pois associa baixo custo e elevadas taxas de remoção mesmo em efluentes muito diluídos (SOARES, 2003). Muitos materiais utilizados como matéria prima de carvões ativados são obtidos de rejeitos industriais, como é o caso do carvão de osso bovino (CHOY e McKAY, 2005). Com isso, o objetivo deste trabalho é realizar um estudo do mecanismo de adsorção do corante comercial Azul Reativo BF-5G em carvão ativado de osso de boi em sistema batelada.

Material e métodos

Com o objetivo de obter a curva cinética e se determinar o tempo de equilíbrio entre o corante e o carvão, os ensaios foram feitos em triplicata, com solução de corante com concentração inicial de 150 mg/g. Foram colocados 50 mL da solução em erlenmeyers com 0,20 g carvão em agitação de 80 rpm e temperatura de 30 oC. Cada erlenmeyer foi retirado em intervalos de tempo pré-determinados, por um período total de 24 horas. Para obter-se as isotermas realizou-se experimentos em triplicata, em 3 temperaturas diferentes (30, 40 e 50 °C), com concentrações de 140 a 6000 mg/L. Para os experimentos, foram colocados 50 mL das soluções de corante em erlenmeyers e adicionou-se 0,25 g do carvão. Os erlenmeyers foram colocados em agitação de 80 rpm com controle de temperatura, durante 24 horas. Em seguida, as amostras foram filtradas em papel de filtro quantitativo e as concentrações finais foram determinadas. Para se determinar o comprimento de onda de absorção máxima para o corante reativo Azul BF-5G, foi realizada uma varredura entre 400 e 700 nm. O pico de leitura ocorreu em 600 nm, o qual foi fixado para realização dos ensaios.

Resultado e discussão

De acordo com o estudo cinético, foi percebido que a quantidade de corante adsorvida aumenta com o tempo e em um determinado momento atinge o equilíbrio, ou seja, o corante deixa de ser adsorvido na superfície do carvão. A quantidade de corante adsorvida no momento em que se atinge o equilíbrio está relacionada com a capacidade máxima de adsorção do carvão para diferentes concentrações. O tempo de equilíbrio foi de aproximadamente 8h. Nota-se que no início da adsorção as moléculas podem ser adsorvidas em sítios disponíveis, mas com o tempo há uma diminuição da disponibilidade destes, o que acarreta repulsão eletrostática entre as moléculas adsorvidas e as moléculas na solução. A Figura 1 mostra as isotermas de adsorção para temperaturas de 30, 40 e 50°C e as curvas obtidas pelos ajustes de Langmuir e Freundlich. Os parâmetros obtidos pelos ajustes aos dados experimentais são apresentados na Tabela 1. Observa-se que o modelo de Langmuir apresentou o melhor ajuste aos pontos experimentais, o que indica que as forças que atuam na adsorção do corante são similares àquelas que envolvem reação química. Considera-se que o sistema é ideal, as moléculas são adsorvidas em sítios bem definidos do carvão e em monocamadas (ROMERO-GONZÁLEZ et al., 2005). Percebe-se pela Figura 2 que com o aumento da temperatura, aumentou-se a quantidade de corante retida no carvão e também o valor do parâmetro qmáx que indica a capacidade máxima de adsorção do material. Na Tabela 2 verifica-se que o valor positivo para ∆H° confirma a natureza endotérmica do processo para o corante, o valor negativo de ∆S° indica que a entropia diminui, o que sugere que há um aumento da organização conforme ocorre a adsorção e o valor positivo de ∆G° indica que o processo de adsorção, neste caso, não é espontâneo.

Conclusões

Neste trabalho foi investigada a remoção do corante reativo Azul BF-5G em carvão ativado de osso de boi em sistema batelada. O corante apresentou grande afinidade com o carvão, em que se obteve valores de mais de 185 mg.g-1 de corante adsorvido por massa de carvão. Foi verificado que o processo é endotérmico e não espontâneo.

Agradecimentos

Referências

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DA INDÚSTRIA TÊXTIL. Quem somos: muito mais força para o setor e para o Brasil. Disponível em: <http://www.abit.org.br/abit.aspx> Acessado em: 26 nov. 2014.

CHOY, K.K.H., McKAY, G., “Sorption of cadmium, copper, and zinc ions onto bone char using Crank diffusion model”, Chemosphere v. 60, p. 1141–1150, 2005.

ROMERO-GONZÁLEZ, J., PERALTA-VIDEA, J. R., RODRÍGUEZ, E. et al. “Determination of thermodynamic parameters of Cr(VI) adsorption from aqueous solutions onto Agave lechuguilla biomass”. Journal of Chemical Thermodynamics 37, pp. 347-351. 2005.

SAQUIB, M.; MUNEER, M.; Dyes Pigm. 2002, 53, 237.

SILVA FILHO, E. B. ; MOTTA SOBRINHO, M. A. ; BRANDER JUNIOR, WALTER ; OLIVEIRA, EVELINE HAIANA COSTA DE ; ALVES, MARIA CRISTINA MOREIRA. “Estudo sobre a utilização da Lama Vermelha para a remoção de corantes em Efluentes Têxteis”. Química Nova, v. 31, p. 985-989, 2008.

ROMERO-GONZÁLEZ, J., PERALTA-VIDEA, J. R., RODRÍGUEZ, E. et al. “Determination of thermodynamic parameters of Cr(VI) adsorption from aqueous solutions onto Agave lechuguilla biomass”. Journal of Chemical Thermodynamics 37, pp. 347-351. 2005.