ÁREA: Tecnologia
TÍTULO: Estudo da fotodegradação de alaranjado de metila com lâmpadas comuns, acompanhado por espectroscopia UV-Vis
AUTORES: CARNEIRO, A. (UTFPR) ; DAVIS, R. (UTFPR) ; POGGERE, P. A. (UTFPR) ; ROSA, M. F. (UNIOESTE) ; LOBO, V. S. (UTFPR)
RESUMO: A cor sempre exerceu grande fascínio sobre o homem que os corantes estão presentes em roupas, objetos e alimentos, destacando-se os azo corantes, muito utilizados em titulações nas atividades laboratoriais, e que têm conhecidas atividades carcinogênicas. Como sua degradação natural gera subprodutos mais tóxicos que o próprio corante, estes necessitam de um tratamento antes de serem descartados. Dessa forma, o objetivo deste estudo foi construir um fotorreator para tratamento dos corantes usados nos laboratórios e testar dois tipos de lâmpadas, buscando um processo eficiente e barato para ser usado em qualquer laboratório de química. Entre as lâmpadas usadas, fluorescente comum e de vapor de mercúrio, apenas essa última mostrou-se eficiente no processo de degradação do alaranjado de metila.
PALAVRAS CHAVES: azo corantes; alaranjado de metila; fotodegradação
INTRODUÇÃO: As questões de preservação ambiental estão sendo discutidas na busca de métodos de soluções sociais e tecnológicas para sua conservação. Uma alternativa para a redução da poluição ambiental é a fiscalização, porém essa há apenas para grandes geradores de resíduos, fazendo com que os pequenos geradores passem despercebidos. Considerando a grande quantidade de pequenos geradores e que os resíduos gerados são mais perigosos na variedade, a idéia que estes não precisam de tratamento é inválida. Esses geram uma infinidade de resíduos, sendo os corantes um dos resíduos mais gerados e que são mais comumente descartados indevidamente.
Dentre os corantes mais usados nas atividades laboratoriais estão os corantes que possuem o grupo cromóforo azo em sua estrutura. A poluição dos corpos d’água com esses efluentes provocam além da poluição visual, alterações em ciclos biológicos afetando, principalmente, o processo de fotossíntese, além da classe dos azo corantes e seus subprodutos serem carcinogênicos e/ou mutagênicos. O azo corante mais comum usado em laboratórios é o alaranjado de metila.
Há diversos processos de tratamento de efluente contendo esses corantes, dentro os quais se destacam os processos biológicos, processos físicos e químicos. Os processos biológicos são os de menor eficiência devido à complexidade das estruturas dos azo corantes e os físicos, como a adsorção em carvão ativo, são mais caros e acabam gerando outros resíduos. Dentro dos tratamentos químicos têm-se os POAs, sendo os mais eficientes e utilizados. Esses processos se baseiam em alterar a estrutura química dos poluentes e envolvem a geração e uso de agentes oxidantes fortes, principalmente radicais hidroxilas. Nos corantes, o grupo hidroxila ataca o grupo cromóforo, degradando-os.
MATERIAL E MÉTODOS: O reator fotoquímico utilizado foi construído de forma a suportar em seu interior uma placa agitadora, para uma degradação com menor tempo de exposição e também que seja capaz de suportar os diversos tipos de lâmpadas a serem testadas.
Os testes de degradação do azo corante – alaranjado de metila – foram realizados com dois tipos de lâmpadas compradas no comércio local, e acompanhando por espectroscopia os resultados de cada degradação, como intuito de verificar qual a mais eficiente para os resíduos químicos laboratoriais. Portanto, procura-se por uma lâmpada que seja capaz de degradar a maior quantidade possível do azo corantes, de forma mais eficiente e barata.
As soluções do azo corante (alaranjado de metila) e a solução de peróxido de hidrogênio utilizadas foram obtidas diretamente no laboratório, sendo que as soluções de alaranjado de metila estavam estocadas como resíduos.
O espectro de absorção do corante foi determinado no espectrofotômetro GENESYS 10S, submetendo a amostra à leitura no espectrofotômetro com o comprimento de onda variando de 190 à 650nm, fazendo-se a leitura a cada 20 min. Após a leitura utilizaram-se os resultados para construir o gráfico, observando que o valor máximo de absorbância foi em 460nm.
RESULTADOS E DISCUSSÃO:
Utilizando-se uma lâmpada fluorescente comum no fotorreator (Figura 1), testou-a na degradação do alaranjado de metila puro (Figura 2a), na região de 190 – 650 nm. Os espectros de absorção caracterizaram-se por uma grande variação na leitura quando se compara o espectro do alaranjado de metila em solução pura e em solução diluída, na proporção de 20/1, entretanto, no decorrer do tempo não houve variações significativas. O mesmo pode ser observado com a adição gradativa de H2O2 na solução (Figura 2b). O deslocamento da curva observado deve-se ao fato do corante na presença de peróxido de hidrogênio ter seu pH levemente alterado e, conseqüentemente, sua coloração. Os resultados demonstram que, mesmo combinando-se o alaranjado de metila com H2O2 e expondo à luz, não são significativos para degradar alaranjado de metila utilizando-se lâmpadas fluorescente (Figura 2c).
As variações no espectro de absorção do alaranjado de metila são mais acentuadas quando a solução é exposta à irradiação de lâmpadas de vapor de mercúrio combinado com o peróxido de hidrogênio a uma concentração de 2% e mantendo-se o pH abaixo de 4 (FIGURA 2d). Com cerca de 120 minutos de irradiação, a absorbância do corante caiu para menos de 1/3 da absorbância inicial. O rompimento total das ligações azo dar-se-ia com cerca de 180 minutos, momento em que a solução não apresenta mais nenhuma coloração.
Diluindo-se a solução do corante em uma proporção de 25/1 (FIGURA 2e), utilizando peroxido de hidrogenio a 2% e irradiando-se a solução, os resultados foram mais satisfatorios. Com cerca de 80 minutos de exposição a solução tornou-se incolor e a degradação total da solução ocorreu em cerca de 100 minutos.
CONCLUSÕES: Por meio dos estudos espectroscópicos, verificou-se a que a degradação do alaranjado de metila ocorre de forma mais rápida em condições de pH ácido, solução mais diluída e uma concentração de peróxido de hidrogênio em torno de 2%.
Comparando-se os resultados, pode-se notar uma diferença significativa na degradação do corante com dois tipos de lâmpadas utilizadas, portanto conclui-se que o uso de lâmpada fluorescente comum é inviável para o processo dentro das condições propostas.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: LOBO, V. S.; MAYER, I. CARNEIRO, A. Gerenciamento dos resíduos químicos gerados nos laboratórios da UTFPR/ campus Medianeira. In: XII Seminário de Iniciação Científica e Tecnológica da UTFPR, 2007, Curitiba. XII Seminário de Iniciação Científica e Tecnológica da UTFPR. Curitiba: UTFPR, 2007.
