Aplicação de uma Base de Schiff (Salén) na adsorção de íons de cromo (III).

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Físico-Química

Autores

Fischer, A.C.K. (UNIVALI) ; Adão, J.R.U. (UNIVALI) ; Almerindo, G.I. (UNIVALI)

Resumo

Um adsorvente em potencial para o tratamento de efluentes industriais com íons metálicos como o cromo (III) é a Base de Schiff, visto que possuem a capacidade de formar complexos com íons metálicos (QUAN et al., 2002). Como objetivo, avaliou-se a capacidade de adsorção da Base de Schiff N,N- bis(salicilaldeído)-etilenodiamina em contato em uma solução de cloreto de crômio sob agitação. Para isso fez-se uma curva de calibração, avaliando a absorbância em um espectrofotômetro na região do UV/Visível (λ=610 nm), da solução em diversas concentrações para identificar a quantidade de cromo adsorvida. A razão entre a massa de cromo adsorvida por massa de adsorvente foi de aproximadamente 0,19 g/g, uma quantidade alta quando comparada a outros adsorventes encontrados hoje no mercado.

Palavras chaves

Adsorção; Base de Schiff; Cromo (III)

Introdução

O tratamento de efluentes industriais é muitas vezes um problema devido à complexidade de sua composição. Em muitos casos íons metálicos são encontrados nesses efluentes e alguns metais acabam não sendo separados nos processos físicos, logo se faz necessário outro processo para remoção destes. A adsorção é um processo físico-químico que pode ser aplicado nesse caso, visto que acarreta em acúmulo de um determinado elemento em sua interface (VINHAL-FREITAS et al., 2010). A busca de novos adsorventes que possam remover esses metais dos efluentes é de extrema importância, visto que adsorventes comumente utilizados como carvão ativado ou zeólitas possuem sempre uma desvantagem, principalmente no processo de dessorção, no custo elevado e por não serem seletivos (ARSHADI et al., 2016). Levando em consideração as desvantagens dos adsorventes atuais, optou-se por trabalhar com a aplicação de Bases de Schiff como um adsorvente, pois sabe- se que a mesma possui a capacidade de formar complexos com íons metálicos (QUAN et al., 2002). Nesse trabalho avaliou-se a base N,N- bis(salicilaldeído)-etilenodiamina, por apresentar heteroátomos em sua estrutura, os quais podem agir como centros ativos durante a adsorção (DAOUD et al., 2014).

Material e métodos

A síntese da N,N-bis(salicilaldeído)-etilenodiamina ocorreu conforme a metodologia apresentada por Bordini (2000), através da solubilização do salicilaldeído (Sigma Aldrich) em metanol (Biotec) e adição da etilenodiamina (Alphatec). Preparou-se uma solução de cloreto de crômio com concentração de aproximadamente 10 g/L (1,9531 gramas de cromo em 1L de solução) e realizou- se oito diluições. Fez-se a leitura da absorbância de cada solução diluída em um espectrofotômetro, modelo V-630 (JASCO), na região do UV/Visível (λ=610 nm) para a construção de uma curva de calibração. Feito a curva de calibração, realizou-se um ensaio de adsorção no qual adicionou-se aproximadamente 0,1 g de Base de Schiff e 40 mL de uma solução aquosa de cloreto de crômio (0,03 M) em cinco erlenmeyers (62% m/m), deixou- os sob agitação constante no banho maria Dubnoff, modelo N480 (Nova Ética), e retirou-se um erlenmeyer por vez em um tempo determinado, totalizando 2 horas e 30 minutos de adsorção. Para cada tempo de adsorção, transferiu-se uma alíquota de 6 mL para um tubo falcon e levou-a à centrifugação por 10 minutos a 2500 rpm. O líquido sobrenadante foi separado para a realização das leituras de absorbância no espectrofotômetro e da condutividade no condutivímetro, modelo DM-31 (Digimed).

Resultado e discussão

A síntese da Base de Schiff obteve um rendimento reacional de aproximadamente 95%. Encontra-se na Figura 1 a curva de calibração da solução de cloreto de crômio. O resultado foi extremamente satisfatório, visto que o coeficiente de determinação (R²) foi de 0,9990, indicando que a curva consegue explicar 99,90% dos valores observados. Com a curva de calibração pode-se estimar a quantidade de cromo que foi adsorvida em uma solução através da leitura de absorbância antes e depois de um experimento. Pode-se observar na Figura 2 que a quantidade de cromo adsorvida pela Base de Schiff variou de aproximadamente 0,12 até 0,19 g/g entre os tempos de 60 e 150 minutos ou seja, quanto maior o tempo de contato mais cromo é retirado da solução. A razão da massa de cromo adsorvida pela massa de Base de Schiff é relativamente alta quando comparada com outro adsorvente comercial como o carvão ativado que é de aproximadamente 0,03 g/g (SOUZA et al., 2012). A condutividade da solução antes e depois da adsorção foi avaliada e os resultados foram de 7,071 mS/cm e 8,481 mS/cm respectivamente. O resultado esperado era que a solução apresentasse uma condutividade menor, visto que a Base de Schiff removeria parte dos íons de cromo livre na solução. O provável motivo desse aumento de condutividade está sob investigação.

Curva de adsorção do cromo.


Quantidade de cromo adsorvido em função do tempo.

Conclusões

A síntese da Base de Schiff se mostrou viável tecnicamente devido a simplicidade de sua síntese e alto rendimento reacional. A curva de calibração apresentou um excelente coeficiente de determinação (R²), fazendo com que os resultados obtidos através de sua equação sejam confiáveis. A capacidade de adsorção de cromo com a Base de Schiff foi alta comparada ao carvão ativado que é comumente utilizado nos processos de adsorção. Devido à alta capacidade de adsorção, estudos estão sendo desenvolvidos para avaliar a viabilidade econômica da síntese desse adsorvente.

Agradecimentos

À Universidade do Vale do Itajaí e ao Laboratório de Síntese Orgânica pelo suporte físico; Ao professor Doutor Rogério Corrêa pelo apoio.

Referências

ARSHADI, M. et al. Adsorption of methyl orange and salicylic acid on a nano-transition metal composite: Kinetics, thermodynamic and electrochemical studies. Journal Of Colloid And Interface Science, [s. l.], v. 483, p. 118-131, dez. 2016.

BORDINI, J. Síntese e Imobilização do Catalizador [Ru(Salen)(NO)(H20)]+ em Matrizes Inorgânicas Lamelares. 2000. 95 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Química, Setor de Ciências Exatas, Universidade Federal do Paraná, Curitiba, 2000.

DAOUD, D. et al. Adsorption and corrosion inhibition of new synthesized thiophene Schiff base on mild steel X52 in HCl and H2SO4 solutions. Corrosion Science, [s. l.], v. 79, p. 50-58, fev. 2014.

QUAN, Z. et al. Adsorption behaviour of Schiff base and corrosion protection of resulting films to copper substrate. Corrosion Science, [s. I.], v. 44, p. 703-715, 2002.

SOUZA, João Valdir Tadioto et al. Adsorção de cromo (III) por resíduos de laranja in natura e quimicamente modificados. Semina: Ciências Exatas e Tecnológicas, [s.l.], v. 33, n. 1, p.3-16, 26 abr. 2012.

VINHAL-FREITAS, I. C. et al. Adsorção e Dessorção de Metais no Solo e Coeficientes de Isotermas de Freundlich e Langmuir. Agropecuária Técnica, Areia, v. 31, n. 2, p. 153-163, 2010.