Aplicação de carvão obtido a partir do caroço do pequi (Caryocar brasiliense) para a remoção de íons de cobre (Cu2+) em sistemas aquosos

ISBN 978-85-85905-19-4

Área

Química Inorgânica

Autores

Cordeiro, M.L.S. (UFMA/CAMPUS GRAJAÚ) ; Lima, B.A.V. (UFMA/CAMPUS GRAJAÚ) ; Cantanhede, L.B. (IFMA/CAMPUS CODÓ)

Resumo

O caroço do pequi (Caryocar brasiliense) representa a parte do fruto que não possui aplicabilidade econômica e tecnológica, podendo assim ser utilizado para a produção de carvão. O objetivo do trabalho foi estudar a capacidade adsortiva do carvão na remoção de íons de cobre (Cu2+) em sistema aquoso. A preparação do carvão ocorreu a partir da carbonização do caroço do pequi em forno mufla a 400 ºC por 3 horas. Para a quantificação do cobre adsorvido foi utilizada a titrimetria de complexação com EDTA e utilizando murexida como indicador. A partir da variação da massa do carvão (50, 100, 200, 300 e 400 mg) verificou que a massa de 100 mg apresentou maior quantidade adsorvida de íons cobre (Cu2+), com 0,028 mg/g e percentual de remoção de 11 %.

Palavras chaves

Pequi; Carvão; Adsorção

Introdução

O caroço do pequi é composto por um endocarpo lenhoso, com inúmeros espinhos, e internamente contendo uma castanha e envolvida por uma polpa carnosa e com alto teor de óleo. O caroço é desprezado durante o consumo do fruto, é a parte que recobre a amêndoa, sendo assim inutilizável. Assim, o reaproveitamento de biomassa para produção de materiais adsorventes é uma proposta atrativa, economicamente viável para o tratamento de sistemas aquosos contaminados com metais tóxicos presentes em baixas concentrações. O cobre, por exemplo, é um metal que pode ser encontrado em efluentes de rios com o nível maior do que o permitido por lei, podendo assim causar danos à saúde humana (CANTANHEDE, 2005). Entre os adsorventes mais amplamente usados destacam-se os carvões ativados, que são eficientes na purificação, filtração, e remoção de muitas espécies químicas como corantes e metais. Os carvões ativados disponíveis comercialmente apresentam alto custo, pois são produzidos da carbonização da madeira (carvão vegetal) ou da decomposição da matéria orgânica por milhões de anos (carvão mineral) (RIBEIRO, 2012). Assim, carvões produzidos a partir de materiais lignocelulósicos, como é o caso do caroço do pequi, pode ser uma alternativa para envolver no processo de minimização de contaminantes, como os íons de Cu2+, em sistemas aquosos. Dentro desse contexto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a potencialidade do aproveitamento do caroço do pequi na forma de carvão para produção de um material adsorvente, objetivando a remoção de íons cobre (Cu2+) em meio aquoso.

Material e métodos

As adsorções de Cu2+ foram realizadas em meio aquoso, e todos os reagentes utilizados foram de pureza analítica. A preparação do carvão a partir do caroço do pequi ocorreu em duas etapas. Na primeira etapa a amostra de caroços coletada foi lavada em água corrente e posteriormente desidratada em estufa a uma temperatura de 100 ºC/24 horas. Na segunda etapa, o caroço desidratado foi introduzido em forno mufla e carbonizado a 400ºC/3 horas e triturados. Para a quantificação do cobre adsorvido, uma solução 0,01 mol/L de Cu2+ foi padronizada com a solução de ácido Etilenodiaminotetracético (EDTA) a 0,001 mol/L, o pH foi ajustado em 8 com o auxilio de um tampão amônio (pH 10) e como indicador, utilizou-se a Murexida. Em seguida, variações na massa do adsorvente foram realizadas a fim de determinar melhor a relação entre a massa do carvão e a concentração do Cu2+. As massas do carvão do caroço do pequi usadas foram de 50, 100, 200, 300 e 400 mg e a concentração de cobre foi estipulada em 0,01 mol/L. Os experimentos foram realizados em bateladas, utilizando a massa do carvão em contato direto com 20 mL da solução da solução de cobre (Cu2+), sobre agitação constante e temperatura de 25±0,1°C. Para cada tempo (30, 60, 120, 180 e 240 min), retirou-se 1 mL da solução em agitação, separada do carvão, e transferiu para um erlenmeyer de 250 mL e adicionado 20 mL de água destilada, com a solução de pH ajustada para 8. Em seguida, a solução foi titulada com EDTA, utilizando como indicador a murexida. A concentração de Cu2+ na solução sobrenadante possibilitou a determinação da quantidade adsorvida em cada tempo (qt), através da expressão, qt =(V.(C0 – Ct))/w, onde V é volume em litros e C0 e Ct representam as concentrações inicial e no tempo (t) de Cu2+ , respectivamente.

Resultado e discussão

O carvão obtido a partir do caroço do pequi, nas análises realizadas, de acordo com a variação da massa utilizada do adsorvente para determinar a concentração do adsorvato, procurou-se a melhor relação entre a massa do carvão do pequi e sue potencial de adsorção dos íons de cobre (Cu2+). A figura 1 apresenta a variação da massa do carvão relacionada à concentração de íons de Cu2+. Diante dos resultados experimentais obtidos da quantidade de adsorvente, observou-se que a massa que apresentoumaior quantidade de íons Cu2+adsorvido e melhor rendimento foi de 100 mg. Pois para massas maiores, como a figura 1 mostra, a disponibilidade de sítios aumenta, mas a quantidade de íons cobre no meio não é suficiente para preencher todos os sítios disponíveis e, como consequência, a capacidade máxima, por grama de adsorvente, tende a diminuir (VARLIKLI, C; et al. 2009).

Conclusões

A partir dos resultados obtidos permite-se concluir que o carvão do caroço do pequi remove uma quantidade de íons de Cu 2+ em solução aquosa. A partir deste estudo é possível observar o potencial considerável de adsorção do carvão.

Agradecimentos

A UFMA/Campus Grajaú, ao IFMA/Campus Codó e ao Grupo de Estudos em Inorgânica e Catálise do Maranhão (GEIC).

Referências

CANTANHEDE, L. B., LIMA, J. B., LOPES, G. S., FARIAS, R. F., & BEZERRA, C. W. Uso de sílica e sílica-titânia organofuncionalizadas para a remoção de Cu(II) em aguardentes.Ciênc.Tecnol.Aliment , vo. 25 , p. 500-505, 2005.
INCE, N. H.; APIKYAN, I. G. Combination of activated carbon adsorption with light-enhanced chemical oxidation via hydrogen peroxide.Water Research, v. 34, n.17, p.4169-4176, 2000.
RIBEIRO, R. F. L.; Avaliação de Tortas de Oleaginosas com Potencial para Produção de
Biodiesel na Obtenção de Materiais Adsorventes para Remoção de
Metais em Meio Aquoso. Tese de doutorado, Belo Horizonte, 2012.
VARLIKLI, C; BEKIARI, V; KS, M; BODUROGLU, N; ONER, I; LIANOS, P; LYBERATOS, G; ICLI, S. Adsorption of dyes on Sahara desert sand. Journal of Hazarduos Materials.vol.170, p.27-34, 2009.