Realizado em Goiânia/GO, de 04 a 06 de Setembro de 2017.
ISBN: 978-85-85905-20-0
TÍTULO: DETERMINAÇÃO DO PONTO DE CARGA ZERO – pHPCZ EM CARVÕES DE CASCAS DE ESPÉCIES ARBÓREAS DO CERRADO
AUTORES: Santos, H.C.F. (IFGOIANO) ; Menezes, A.C.P.F. (IFGOIANO) ; Jesus, A.P. (IFGOIANO) ; Ozanski, G.D. (IFGOIANO) ; Silva Júnior, J.W.B. (IFGOIANO) ; Castro, C.F.S. (IFGOIANO)
RESUMO: O estudo de novos produtos aplicados a bioadsorção de compostos químicos
tóxicos torna-se de fundamental importância para que se conheça a eficiência
de remoção, e o pHPCZ indica os pontos de cargas neutras, conhecendo estes
dados torna-se possível avaliar como se comporta o adsorbato no meio ao qual
se deseja adsorver. Para este estudo foi utilizado método potenciométrico
(pHmetro) em faixa de pH entre 1 a 12, para determinação do ponto de carga
zero utilizando 4 carvões produzidos a base de casca de Byrsonima
coccolobifolia, Caryocar brasiliense, Curatella americana e Qualea
grandiflora do cerrado e 1 carvão mineral comercial para fins de comparação.
Os seguintes valores de pHPCZ foram obtidos: 7,43, 7,77, 7,79, 8,36 e para
carvão mineral comercial 6,78.
PALAVRAS CHAVES: pHPCZ; Espécies Arbóreas; Cerrado sensu strictu
INTRODUÇÃO: Adsorção é um dos mais eficazes tratamentos de águas e efluentes, e é
amplamente aplicado nas industrias para redução de compostos tóxicos que
agridem o meio ambiente (BORBA, p. 1, 2006). Na busca de materiais
alternativos e de baixo custo, materiais carbonados é um dos materiais
adsorventes mais versáteis, podendo serem aplicados em diversas áreas,
principalmente na remoção de poluentes (YOUSSEF, p. 153, 2004).
O processo de adsorção ocorre quando, o analito é removido do meio e
sobreposto na superfície do adsorvente. O material que está sendo removido é
chamado de adsorbato, e o material que faz a remoção é o adsorvente
(PERUZZO, p. 14, 2003).
A determinação de um adsorvente, é dada pelas suas propriedades texturais
(área superficial, volume e diâmetro médio), e pela sua estrutura química,
pH e pHPCZ, estas características revelam a capacidade de adsorção pela área
superficial do adsorvente (MENEZES et al, p. 1, 2017; YOUSSEF et al, p. 153,
2004). O ponto de carga zero (PCZ), é a igualdade entre as cargas negativas
e positivas, determinando em qual pH a superfície do adsorvente apresenta
carga neutra (MENEZES et al, p.1, 2017).
Análises de PCZ em carvões para adsorção determinam se o adsorbato possui
caráter catiônico ou aniônico. Quando o pH do meio é maior que o PCZ, as
cargas superficiais do adsorbato são carregados negativamente, onde o
processo de adsorção de cátions é favorecido e quando o pH do meio for menor
que o pHPCZ, as cargas positivas estarão depositadas sob a área superficial
do adsorbato favorecendo a adsorção de cargas aniônicas (MENEZES et al. p.
1, 2017; SILVA et al, p. 2, 2016).
O trabalho tem por objetivo, avaliar os pontos de carga zero em carvões a
base de cascas de 4 espécies vegetais do cerrado e comparando 1 carvão
mineral comercial.
MATERIAL E MÉTODOS: Amostras de carvões foram preparadas a partir de cascas extraídas de 4
espécies vegetais (Byrsonima coccolobifolia, Caryocar brasiliense, Curatella
americana e Qualea grandiflora) em uma área de preservação permanente (APP)
de cerrado sensu strictu localizado no município de Rio Verde, Goiás.
Para determinação de Ponto de Carga Zero (pHpcz) foi utilizado método
potenciométrico. Os experimentos foram realizados por batelada em
Erlenmeyers de 250 mL e em duplicatas. Foram adicionados 50 mL de solução de
NaCl 0,01 M como solução eletrolítica, ajustando os pHs entre 1 a 12. Após
os ajustes de pHs, foram adicionados 0,15 g de carvão sem tratamento e
levados para agitação em Shaker por 24 horas. Após este período as amostras
foram filtradas em funil de Gooch, os filtrados foram recolhidos,
determinando o pHFinal (MENEZES et al., p. 1, 2017; SILVA et al., p.6, 2016;
PERILLI et al., p. 267, 2014). O ΔpH (pHFinal – pHInicial) versus pHInicial
foram aplicados no programa Excel ajustando a linha de tendência polinomial
de quarta ordem para pHPCZ.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na tabela 1, apresenta os pontos de carga zero pHPCZ dos carvões de cascas
de 4 espécies produzidas por pirólise e carvão mineral Vetec comercial,
sendo determinadas as cargas nulas a partir da análise de potenciometria em
pHinicial e pHfinal. A faixa de pHPCZ então entre 6,78 a 8,36, Menezes et
al., (p.1, 2017) e Nascimento et al., (p.62, 2014), consideram a presença de
alta quantidade de cargas catiônicas na superfície devido ao pH abaixo de
6,78 e valores de pH a cima de 8,3 predominando cargas aniônicas. De acordo
com Perilli et al., (p. 267, 2014) e Moreno-Cartilla et al., (p. 1995,
2000), a química da área superficial de compostos carbônicos concentram
elementos químico como Oxigênio, Nitrogênio e Hidrogênio responsáveis pela
formação de grupos funcionais caracterizando alta eficiência de bioadsorção.
O carvão mineral VETEC obteve pHPCZ de 6,78 com o predomínio de cargas
positivas na superfície do carvão, proporcionando a bioadsorção de soluções
com cargas negativas. Os valores encontrados para carvões vegetais das
espécies Byrsonima coccolobifolia, Caryocar brasiliense e Curatella
americana, com pHPCZ na faixa neutra, favorece a absorção de materiais entre
7,0 a 7,79 e em especial o carvão de Qualea grandiflora apresentando maior
pHPCZ 8,36, nesta faixa predomina essencialmente cargas (-) favorecendo a
bioadsorção de materiais com cargas catiônicas (MENEZES et al., p. 1, 2017).
Tabela 1
Tabela 1, Nome científico, popular e ponto de
carga zero pHPCZ das espécies vegetais analisadas
e carvão mineral VETEC para fins de comparação.
CONCLUSÕES: O ponto de carga zero pHPCZ, aplicado aos estudos de bioadsorventes a partir
de carvões produzidos por cascas de espécies arbóreas do cerrado, é de suma
importância para o desenvolvimento e produção de novos materiais, aliados ao
processo de conservação ambiental. Os bioadsorventes possuem aplicabilidade
individual ou em conjunto de sistemas de tratamento de efluentes produzindo a
adsorção de compostos químicos poluentes como, corantes têxteis, metais
pesados e produtos de origem orgânica.
AGRADECIMENTOS: Agradecemos ao Instituto Federal Goiano - Campus Rio Verde e ao Laboratório de
Química Tecnológica - QUITEC, na realização deste trabalho.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: BORBA, C. E. Modelagem da remoção de metais pesados em coluna de adsorção de leito fixo. Dissertação de Mestrado em Desenvolvimento de Processos Químicos, UNICAMP, Campinas, SP, 163 f., 2006.
MENEZES, A. C. P. F.; SANTOS, H. C. F.; JESUS, A. P.; OZANSKI. G. D.; SILVA JÚNIOR, J. W. B.; CASTRO, C. F. C. Pontos de carga zero – (PCZ) em carvões de súberes extraídos de espécies arbóreas do cerrado brasileiro. 10º ENTEQUI, Encontro Nacional de Tecnologia Química, Tecnologia Química e Recursos Naturais, Goiânia – GO, p. 1, 2017.
MORENO-CASTILLA, C.; LÓPEZ-RAMÓN, M .V.; CARRASCO-MARÍN, F. Changes in surface Chemistry of activated carbons by wet oxidation. Rev. Carbon, v. 38, p. 1995-2001, 2000.
PERILLI, T. A. G.; SICUPIRA, D. C.; MANSUR, M. B.; LADEIRA, A. C. Q. Avaliação da capacidade adsortiva de carvão ativado para a remoção de manganês. Rev. Holos, v. 3, n. 30, edição especial, p. 264-271, 2014.
PERUZZO, L. C. Influência de agentes auxiliares na adsorção de corantes de efluentes da indústria têxtil em colunas de leito fixo. Dissertação de Mestrado, Programa em Engenharia Química, UFSC, SC, 80 f., 2003.
SILVA, L. L.; CAPELEZZO, A. P.; BESEGATTO, A. V.; CONTO, F.; FERNANDES, S. C.; COSTELLI, M. C. Utilização dos resíduos da extração do óleo bruto do café na produção de material adsorvente. Revista Acta Ambiental Catarinense, v. 13, n. 1, p. 1-13, 2016.
YOUSSEF, A. M.; EL-NABARWY, T. H.; SAMRA, S. E. Sorption properties of chemically-activated carbons. Sorptions of cadmium (II) ions. Colloids and Surfaces A: Physicochem. Rev. Eng. Aspects, v. 235, n. 1-3, p.153-163, 2004.