ISBN 978-85-85905-19-4
Área
Ensino de Química
Autores
Damasceno, O.I.C. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA) ; Reis, C. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA) ; Reis, E.L. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA) ; Oliveira, E.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA) ; Cerqueira, L.V. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA) ; Santos, L.M.F. (UNIVERSIDADE FEDERAL DE VIÇOSA)
Resumo
A produção de resíduos químicos em instituições de ensino foi um assunto pouco discutido durante muito tempo, de forma que a gestão dos resíduos gerados nas atividades cotidianas era inexistente. Toda essa despreocupação tem resultado no descarte inapropriado, acarretando prejuízos graves e até mesmo irreversíveis ao homem e a natureza. Seguindo a tendência da crescente preocupação mundial com a preservação do meio ambiente, este estudo propõe o gerenciamento de resíduos químicos gerados pelos alunos do CAp da UFV como uma oportunidade para o aprendizado da Química. Procedimentos como filtração, precipitação, neutralização e adsorção, foram utilizados para o cumprimento dos objetivos, comprovando, que o tratamento, além de necessário, pode ser realizado de maneira acessível e didática.
Palavras chaves
Resíduos químicos; Aprendizagem; Gerenciamento
Introdução
Os Institutos e Departamentos de Química das Universidades, além de todas as unidades que utilizam produtos químicos em suas rotinas de trabalho, têm sido confrontados, ao longo de muitos anos, com o problema relacionado ao tratamento e à disposição final dos resíduos gerados em seus laboratórios de ensino e pesquisa. Esses resíduos diferenciam-se daqueles gerados em unidades industriais por apresentarem baixo volume, mas grande diversidade de composição, o que dificulta a tarefa de estabelecer um tratamento químico e/ou uma disposição final padrão para todos. De maneira geral, esse problema atinge graves proporções e não tem recebido a devida atenção dos responsáveis. Na maioria dos casos os resíduos são estocados de forma inadequada aguardando um destino final, isso quando são estocados. Infelizmente, a cultura ainda dominante é a de descartá-los diretamente na pia do laboratório, já que a maioria das instituições públicas brasileiras de ensino e pesquisa não possui uma política institucional que permita um tratamento global do problema. Considerando a importância do assunto, esse estudo teve como objetivos, além da conscientização dos alunos, a substituição, a redução, o reaproveitamento e o tratamento dos resíduos químicos gerados nos laboratórios de ensino da instituição. É importante ressaltar que grande parte dos resíduos gerados no colégio de aplicação da UFV é passível de tratamento pelos próprios alunos, utilizando os conhecimentos químicos adquiridos durante os três anos do ensino médio na instituição.
Material e métodos
Adsorção de indicador em carvão ativado Foram coletados aproximadamente 5,3 L de resíduo alcalino (pH = 12) contendo fenolftaleína.Foi realizada a otimização da adsorção do indicador utilizando como adsorvente o carvão ativado. Para cada 100 mL do resíduo foram adicionados 0,300 g, 0,200 g e 0,100 g de carvão ativado, respectivamente. Os sistemas foram submetidos à agitação contínua de 10, 20 e 30 minutos cada em agitador. O sistema foi decantado, sendo obtido um sobrenadante incolor. Foi realizada uma filtração simples com o intuito de separar o carvão com o corante adsorvido, do sobrenadante. O sólido foi calcinado em forno mufla a 600 ˚C por 2h e no sobrenadante foram realizados testes para comprovar a adsorção da fenolftaleína. Tratamento do resíduo de dicromato. Foram coletados 1,1L de resíduo de dicromato contendo Ba2+, ao qual foi adicionado H2SO4 visando deslocar o equilíbrio no sentido do dicromato e precipitar o BaSO4, de acordo com as equações: Ba2+(aq) + SO42-(aq) ⇌ BaSO4(s) Cr2O72-(aq) + H2O(L) ⇌ 2CrO42-(aq) + 2 H+aq) O sulfato de bário foi removido por filtração simples e armazenado. Ao filtrado, adicionou-se Na2S2O4 (ditionito de sódio) para a redução do Cr(VI) a Cr(III). Em seguida, adicionou-se NaOH até a precipitação do Cr(OH)3, de acordo com as equações abaixo. Após a decantação, o precipitado foi separado por filtração à vácuo, secado, calcinado e armazenado. O sobrenadante foi neutralizado com ácido sulfúrico. Cr2O72-(aq) + S2O42-(aq) + 6 H+ (aq) ⇌ 2Cr3+(aq) + 2 SO42-(aq) + 3 H2O(l) Cr3+(aq) + 3OH-(aq) ⇌ Cr(OH)3(s)
Resultado e discussão
Adsorção do indicador em carvão ativado
Nos procedimentos para otimização da adsorção da fenolftaleína em carvão
ativado, os melhores resultados foram obtidos utilizando-se uma massa de
0,200 g do adsorvente para cada 100 mL do resíduo, sob agitação contínua por
30 min. Como resultado final, observou-se a redução do valor do pH e a total
remoção da cor. Os testes realizados com o
sobrenadante indicaram que houve a adsorção do indicador pelo adsorvente
(carvão ativado). Após a filtração foram recolhidos 1,227 g do carvão com a
fenolftaleína adsorvida que foi calcinada em forno mufla a 600 ºC durante
2h, sendo obtido como resíduo uma cinza com 0,012 g de massa.
No tratamento desse resíduo o bário foi extraído por precipitação química
com H2SO4, como BaSO4 (Kps = 1x10-10 a 0°C), sendo armazenado. O cromo(VI),
cancerígeno e mutagênico pra o ser humano, foi reduzido para o Cr(III), que
é uma espécie com muito menor toxicidade para o meio ambiente. A
imobilização do cromo foi obtida através da precipitação na forma de
hidróxido de cromo(III), obtendo-se posteriormente o Cr2O3 sólido como
resultado da calcinação, sendo armazenado para uso posterior.
Conclusões
Pode-se considerar que os resíduos obtidos após os tratamentos propostos nesse estudo apresentaram uma toxicidade mínima, sendo atendidos os parâmetros estabelecidos pela Resolução 357 de 2005 do CONAMA para o descarte de efluentes. A pesquisa do tratamento de resíduos químicos é muito importante, não só para o meio ambiente como para os próprios educadores e alunos. Trata- se de uma excelente ferramenta para ensinar e fixar vários conceitos químicos, como por exemplo: concentração de soluções, oxirredução, adsorção, pH, neutralização e equilíbrios químicos homogêneos e heterogêneos.
Agradecimentos
Os autores agradecem ao CNPq e à FAPEMIG pelo apoio financeiro concedido e à Universidade Federal de Viçosa pela disponibilização dos laboratórios.
Referências
BACCAN, N.; ANDRADE, J.C. Química analítica quantitativa elementar. 3.ed – São Paulo, Edgar Blücher, 2001.
JARDIM, W. F. Gerenciamento de resíduos químicos em laboratórios de ensino e pesquisa. Revista Química Nova, 21(5), 671-673, 1998.
MERCK. Ficha de Informação de Segurança de Produtos Químicos, versão 3.1 de 20/04/2015.
Ministério do Meio Ambiente. Conselho Nacional do Meio Ambiente.
Disponível em: <http://www.mma.gov.br/port/conama> Acesso em 11 de agosto de 2015.
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