ÁREA: Tecnologia
TÍTULO: Efeito da variação do pH no processo foto-Fenton aplicado na degradação de um corante têxtil
AUTORES: BORTOTI,A. A. (UNIOESTE/TOL) ; LOBO, V.S. (UTFPR/TOLEDO) ; ROSA, M. F. (UNIOESTE/TOL)
RESUMO: Neste trabalho estudou-se o efeito da variação do pH no processo Foto-Fenton aplicado na degradação de um corante têxtil comercial. Foram comparados experimentos empregando-e dois valores de pH. O desenvolvimento do processo foi feito por espectrofotometria UV-vis, onde se acompanhou a variação da absorvância da amostra em função do tempo de irradiação. Em nossos resultados verificou-se que, mesmo dentro da faixa ótima de pH para o emprego do processo foto-Fenton, situado entre 3 e 5, o valor deste possui efeito decisivo na velocidade do processo.
PALAVRAS CHAVES: corante têxtil, foto-fenton, fotodegradação
INTRODUÇÃO: Os corantes são definidos como substâncias que conferem cor a um determinado substrato, fixando-se neste por diferentes tipos de interação. Dentre as principais características dos corantes artificiais estão a estabilidade à luz e resistência à degradação biológica. Na indústria têxtil no processo de tingimento cerca de 70% do corante é descartado sem sofrer qualquer alteração. Quando lançados em corpos hídricos podem contribuir significativamente com a poluição ambiental, diminuindo a transparência da água e a penetração da radiação solar, interferindo nas atividades fotossintéticas da biota aquática e o regime de solubilidade dos gases.
Como alternativa de viabilizar o processo de degradação, tornando-o acessível, como um método prático, rápido e barato, é proposto o uso do processo foto-Fenton. Foto-Fenton é classificado como um Processo Oxidativo Avançado (POA`s), que é baseado na geração in situ de radicais hidroxilas (HO•), que são espécies altamente reativas que promovem a conversão dos compostos orgânicos em dióxido de carbono, água e sais inorgânicos, processo conhecido como mineralização.
O processo Foto-Fenton é constituído por uma mistura de ferro (Fe(II)) e peróxido de hidrogênio, e pelo uso da luz UV. Neste processo o peróxido de hidrogênio sofre homólise pela ação da luz UV, gerando dois radicais hidroxila. O íon Fe(II) transfere um elétron para um dos radicais gerando um ânion hidroxila. O reação geral destas duas etapas está mostrado na Equação 1. Em seguida o Fe(III) é fotorreduzido a Fe(II) gerando outro radical hidroxila, aumentando a eficácia do método como mostrado na Equação 2:
Fe(II) + H2O2 + luz --> Fe(III) + HO• + HO- (1)
Fe(OH)(2+) + luz --> Fe(II) + HO• (2)
MATERIAL E MÉTODOS: Foram realizados experimentos utilizando-se 25 mL de uma solução de um corante vermelho da marca Guarany Tingecor 09 na concentração de 0,32512 g/L. A esta solução foram adicionados 0,6 mL de uma solução de cloreto férrico (10 mg/L) e 1,0 mL de peróxido de hidrogênio 30%. O pH inicial desta solução era em torno de 5. O ajuste do pH em 3 foi feito adiionando-se de ácido acético 2 mol/L. Para a irradiação foi utilizada uma lâmpada de vapor de mercúrio 125W (GE) montada em um fotorreator de fabricação prórpia, composto por uma caixa de madeira com medidas aproximadas de 80 x 50 x 50 cm (A x L x P) em cujo interior foi colocado uma placa de agitação sobre um lab jack, que permitia regular a distância entre a fonte de irradiação e a solução, como mostrado na Figura 1. A amostra era mantida sob agitação magnética contínua durante a irradiação.
Figura 1 - Esquema do fotorreator empregado neste estudo.
A evolução do processo fotodegradativo foi acompanhada pelos espectros de absorção UV-vis, obtidos em um espectrofotômetro Shimadzu 1601-PC, em intervalos de tempo de 10 em 10 minutos.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O primeiro experimento foi realizado usando a solução de corante inicialmente preparada, juntamente com o peróxido de hidrogênio e a solução de cloreto férrico (pH=5). O segundo experimento foi realizado de forma semelhante, entretanto ajustando-se o pH para 3. As Figuras 2a e 2b mostram os espectros de absorção da amostra em função do tempo de irradiação, acompanhando-se a banda centrada em 500 nm. Para a amostra cujo pH=3 (Figura 2b) observa-se que a degradação ocorre mais rapidamente quando comparado ao experimento com pH=5, representado pela Figura 2a.
Figura 2- Espectros de absorção do corante em função do tempo de irradiação para:(a) Processo foto-Fenton pH=5; (b) Processo foto-Fenton pH=3
Segundo SOUZA (2006), a faixa otima do pH no processo foto-Fenton é próximo de 3, o que justifica os resultados obtidos. Na amostra com pH=5, ao final da descoloração observou-se o surgimento de um precipitado castanho, proveniente da formação de óxidos de ferro. Devemos lembrar que o processo foto-Fenton inicialmente provoca o aumento do pH do meio pela formação de ânions hidroxila no meio (Equação 1). Se a concentração destes íons aumentar muito pode-se atingir o Kps dos óxidos de Fe(III) e ocorrer a precipitação destes, o que de fato foi observado. Assim, havendo a precipitação desses óxidos, o Fe(III) é retirado do meio não mais podendo ser fotorreduzido a Fe(II), diminuindo-se assim a eficiência do processo.
Atualmente estão sendo feitos outros estudos variando-se as concentrações de Fe(II)e H2O2, tentando-se a otimizaçao do experimento.
CONCLUSÕES: Foi verificado em experimentos de fotodegradação pelo processo foto-Fenton de um corante textil comercial que o pH do meio possui papel fundamental na velocidade de degração.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem a Fundação Araucária pelo auxílio financeiro.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: SOUZA, C. R. L. (Degradação de corantes reativos e remediação de efluentes têxteis por processos avançados envolvendo ferro metálico) Dissertação de Mestrado, Universidade Federal do Paraná, 2006.
