Estudo adsortivo da areia de praia tratada com NaOH na remoção do corante azul de metileno.

ISBN 978-85-85905-21-7

Área

Química Inorgânica

Autores

Silva, L.C. (IFMA/CAMPUS CODÓ) ; Cantanhede, L.B. (IFMA/CAMPUS CODÓ) ; Marques, A.P.M. (IFMA/CAMPUS CODÓ)

Resumo

Diversos grupos de pesquisa tem buscado a produção de materiais adsorventes alternativos, principalmente envolvendo materiais de baixo custo e que exigem pouco processamento, com grande disponibilidade na natureza ou ainda subprodutos ou rejeitos de atividades industriais ou agrícolas. Nesta perspectiva, este trabalho buscou estudar a utilização da areia de praia tratada alcalinamente com NaOH (AmodB) para a remoção do corante Azul de Metileno em meio aquoso. A AmodB apresentou um percentual de remoção de 39%, representando 1,64 mg de azul de metileno por grama de areia a temperatura de 25°C.

Palavras chaves

Adsorção; Azul de Metileno; Areia de Praia

Introdução

A aplicação de corantes está muito presente em vários setores industriais, principalmente na indústria alimentícia, cosmética e têxtil. Pesquisas demonstram que alguns tipos de corantes podem causar irritação da pele, das vias respiratórias e quando ingeridos, podem gerar substâncias com potencial carcinogênico e mutagênico. Diante deste contexto o processo de adsorção tem se mostrado uma boa alternativa de tratamento de fluentes contaminados por corantes. A capacidade adsortiva de diferentes materiais está associada à quantidade de espécies químicas adsorvidas por grama de adsorvente. Porém, a eficiência do processo de adsorção depende da escolha de um adsorvente apropriado (ZHAO, et al, 2011). Devido ao alto custo de alguns adsorventes convencionais, como zeólitas ou sílicas modificadas quimicamente, pesquisas vêm sendo direcionadas para o uso de adsorventes alternativos, como é o caso dos silicatos, substâncias muito abundantes no litoral brasileiro, na forma de areia. A areia de praia pode ser uma alternativa viável para serem utilizados como removedores de espécies químicas como metais e corantes, principalmente, pela grande disponibilidade desses materiais na natureza, além do seu baixo custo e facilidade de manipulação, sem a necessidade da utilização de processos químicos sofisticados, como a funcionalização de compostos orgânicos na sua superfície. (GUSAIN, SRIVASTAVA, SHARMA, 2014). Neste trabalho, investigou-se a aplicação da areia de praia tratada quimicamente com Hidróxido de sódio (NaOH) como um adsorvente alternativo para remoção do azul de metileno em meio aquoso.

Material e métodos

O adsorvente utilizado nos ensaios foi coletado do litoral piauiense, Lagoa de Portinho, situado na cidade de Parnaíba, à 318 de Teresina. O adsorvente passou por um prévio tratamento onde foi submetido a sucessivas lavagens com água destilada até que a condutividade do sobrenadante atingisse valores próximos à condutividade da água destilada. Após a lavagem o material foi seco em estufa a 60°C e em seguida definiu- se a faixa de granulometria do adsorvente. Para a ativação básica, pesou-se 4,0 g de areia e colocou-se em contato com uma solução aquosa de NaOH 1,0 mol/L, o sistema foi deixado em repouso por 24 horas. Decorrido o tempo, descartou-se o sobrenadante e a areia tratada com NaOH foi submetida a lavagem com água destilada até que o pH do sobrenadante se encontrasse numa faixa entre 8 – 10. Em seguida, a areia modificada com NaOH (AmodB) foi seca em estufa a 60°C/24 h. As adsorções foram realizadas em meio aquoso e todos reagentes empregados neste trabalho foram de pureza analítica. Para os experimentos adsortivos foram preparadas soluções de azul de metileno de concentração 1,0 x 10-5 mol/L. As massas de AmodB utilizadas foram de 50, 100, 200, 300 e 400 mg que foram colocadas em contato com 75 mL da solução de azul de metileno e mantidas sob agitação constante. A técnica utilizada para a quantificação das quantidades adsorvidas foi a espectrofotometria na região do Ultra-Violeta (UV-Vis). O comprimento de onda do corante azul de metileno foi de 663 nm. A quantificação do corante adsorvido pelo silicato foi realizada pelo método de batelada, através da medição direta da absorbância do corante. A partir da variação da massa do adsorvente foi possível determinar o tempo necessário para que o sistema AmodB/Corante entrasse em equilíbrio.

Resultado e discussão

A matriz inorgânica quando retirada de sua fonte “in natura” pode apresentar íons e/ou moléculas agregadas em sua estrutura, que podem interferir no processo de adsorção (GUSAIN, SRIVASTAVA e SHARMA, 2014). Desta forma, com o intuito de eliminar íons ou compostos interferentes agregados no adsorvente “in natura”, observou-se a condutividade do sobrenadante em função das sucessivas lavagens da areia de praia. A condutividade final do sobrenadante após as sucessivas lavagens foi de 10,48μS/cm a 25ºC, valor próximo ao da água destilada utilizada na lavagem da areia (2,47μS/cm a 25ºC). A granulometria foi estabelecida em grãos com área superficial ≤150 μm. Para a quantificação do azul de metileno durante os experimentos adsortivos construiu-se uma curva de calibração e a resposta da concentração do corante em função da absorbância foi quase linear (R=0,999). O tempo mínimo para o sistema atingir o equilíbrio é de 45 min e 50 mg da AmodB possibilitou uma maior quantidade de corante adsorvido (1,64 mg/g) removendo, cerca de 39%. A Figura 1 representa o efeito da variação da massa do adsorvente (50/100/200/300/400mg) na adsorção do azul de metileno (2,79mg/L). A variação da massa da AmodB, mantendo as outras variáveis, como concentração inicial e temperatura constante, representa uma importante estratégia para determinarmos a sua capacidade máxima de adsorção (GUSAIN, SRIVASTAVA, SHARMA, 2014). Pois, variando a massa da areia, teremos, para uma mesma concentração do corante, diferentes sítios de adsorção disponíveis. Assim, para uma massa de 50 mg da AmodB, nenhum aumento efetivo foi observado e isto sugere que o equilíbrio entre a carga catiônica do corante e a carga aniônica do adsorvente é estabelecido (SONDEA, ODOEMELAMB, ONWUB, 2015)

Efeito da massa do adsorvente na adsorção de corante Azul de Metileno (0,001 mmol/L) em meio aquoso, V = 20 mL, agitação constante e 25,0±1,0°C.

Conclusões

Neste trabalho, foram observados os efeitos da modificação básica da areia de praia e da quantidade desse adsorvente na remoção do corante azul de metileno. Os resultados mostraram uma diminuição na percentagem de remoção quando ativada com NaOH. Deve-se considerar que esse mesmo adsorvente foi utilizado “in natura” na remoção do azul de metileno com percentual de remoção de 53% (MARQUES, LIMA, CANTANHEDE, 2016). Os resultados mostram ainda que a massa da AmodB que apresentou melhor capacidade adsortiva foi de 50 mg, com percentual de remoção de 39% (1,64 mg/g).

Agradecimentos

Ao IFMA/Campus Codó e ao Grupo de Estudos em Inorgânica e Catálise do Maranhão (GEIC/MA).

Referências

GUSAIN, D., SRIVASTAVA, V., SHARMA, Y. C.. Kinetic and thermodynamic studies on the removal of Cu(II) ions from aqueous solutions by adsorption on modified sand. Journal of Industrial and Engineering Chemistry. 20, p. 841–847. 2014.

MARQUES, A. P. M, LIMA, D. C. S., CANTANHEDE, L. B. Uso de silicato “areia de praia” como adsorvente de corantes em sistemas aquosos. In: Simpósio Nordentino de Química, 2º, 2016, Teresina – PI. Anais.

SONDEA, C. U., ODOEMELAMB, S. A., ONWUB, F. K. Isotherm Studies of Equilibrium Sorption of Cu2+ and Cd2+ from Aqueous Solutions by Modified and Unmodified Breadfruit Seed Hull. Orbital: Electron. J. Chem. 7 (3): 215-225, 2015.

ZHAO, G.;LI, J.;REN, X.;CHEN, C. e WANG, X. Few-layeredgraphene oxide nanosheets as superior sorbents for heavy metal ionpollution management. Environ. Sci. Technol. 2011, vol. 45, p.10454–10462.