ÁREA: Iniciação Científica
TÍTULO: DETERMINAÇÃO DE ÍONS CÁDMIO POR VOLTAMETRIA DE PULSO DIFERENCIAL UTILIZANDO A PERLITA COMO ADSORVENTE
AUTORES: NOGUEIRA, J. P. A (UFRN) ; SOUZA, H. Y. S. (UFRN) ; BELARMINO, L. D. (UFRN) ; FERNANDES, N. S. (UFRN)
RESUMO: Neste trabalho a perlita expandida foi utilizada como adsorvente de íons cádmio e o filtrado foi analisado por voltametria de pulso diferencial. Os resultados indicaram que a perlita expandida apresentou um comportamento positivo na adsorção desse íon.
PALAVRAS CHAVES: perlita expandida, voltametria de pulso diferencial e íons cádmio.
INTRODUÇÃO: O cádmio está presente na água e nos alimentos e é utilizado para fins industriais como na fabricação de baterias, pigmentos e plásticos. A longa exposição deste metal pesado é de grande risco aos seres vivos por apresentar características tóxicas, teratogênicas e carcinogênicas, mesmo em pequenas concentrações. Vários trabalhos na literatura utilizam substâncias adsorventes como forma de diminuir a quantidade de íons metálicos em solução. A Perlita, um silicato de origem vulcânica inerte ao ser aquecida numa faixa de temperatura acima de 900ºC se expande (de 4 a 20 vezes seu volume original). Quase toda a perlita na forma expandida é aproveitada, porém a não expandida também vem sendo usada na remoção de metais de águas residuais. A perlita expandida pode ser utilizada como um econômico adsorvente para remoção de metais como Pb2+, Cr2+, Cu2+ e Cd2+, a fim de amenizar os impactos ambientais causados por esses metais. Nesse trabalho foi verificado a potencialidade da utilização da perlita na adsorção de íons cádmio, a partir da voltametria de pulso diferencial. Esta é uma das técnicas eletroanalíticas mais importantes, na qual a corrente é medida antes é depois da aplicação de um pulso de potencial. A altura correspondente a altura do pico e proporcional a concentração da espécie oxidada/reduzida. A voltametria de pulso diferencial fornece picos bens definidos e apresenta uma sensibilidade maior que os métodos voltamétricos clássicos com um limite de detecção na faixa de 10-7 e 10-9 mol/L.
MATERIAL E MÉTODOS: Neste estudo foi utilizado como amostra a perlita expandida AF com granulometria de 200 mesh, fornecida pela Schumacher Insumos para Indústria. Para a determinação de cádmio adsorvido pela perlita fez-se necessário obter uma curva de calibração (figura 1), que foi obtida utilizando a técnica de voltametria de pulso diferencial. As medidas voltamétricas foram realizadas em um Potenciostato/Galvanostato modelo PGSTAT12 da Autolab/Eco Chemie e monitorado pelo software GPES 4.9. Os estudos voltamétricos foram realizados em uma célula eletroquímica com capacidade para 50 mL, contendo um eletrodo de trabalho de carbono vítreo, um eletrodo de referência de prata/cloreto de prata e um eletrodo auxiliar de platina. Inicialmente, estudos de otimização dos parâmetros operacionais dessa técnica, como tempo de duração do pulso (tp), amplitude de potencial de pulso aplicado (DEp) e velocidade de varredura (v). As condições ideais obtidas para estes parâmetros foram: tp = 30 s; DEp 0,3 V e v = 10 mV s-1. Para a obtenção da curva de calibração foram preparadas cinco soluções a partir do Cd(NO3)2.4H2O PA, com concentrações de cádmio na faixa de 1,0 x 10-2 a 5,0 x 10-2 mol/L utilizando água deionizada como solvente. Foi utilizado nas análises 1 mL de solução tampão pH 4. A figura 1 apresenta a curva de calibração mostrando a corrente versus concentração em mol/L de Cd2+. Para o teste de adsorção, 1,000 g de perlita AF foram colocadas em um béquer contendo 70 mL de uma solução de 5,0 x 10-2 mol/L de Cd2+. Em seguida foram submetidas à agitação magnética no intervalo de tempo de 1 a 5 horas. Após a agitação, cada amostra foi filtrada utilizando papel de filtro Whatman 41 e o filtrado foi analisado por voltametria de pulso diferencial. A figura 2 apresenta os voltamogramas do filtrado.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A curva de calibração mostrou linearidade no intervalo de 1,0 x 10-2 a 5,0 x 10-2 em mol/L apresentando um coeficiente de correlação linear de 0,9880, indicando um comportamento linear positivo, conforme visualizado na Figura 1. Considerando as análises dos filtrados por voltametria de pulso diferencial da solução 5,0 x 10-2 mol/L dos íons cádmio, em 1 ml tampão (pH 4,0), apresentou uma faixa de pico catódico com valor de potencial -0,95V (Figura 2), foi verificado as respectivas concentrações de Cd2+ em mol/L: 4,32 x 10 -2; 3,55 x 10 -2; 3,15 x 10-2; 3,01 x 10-2 e 2,62 x 10-2. Observando que a adsorção de íons cádmio é diretamente proporção ao tempo de contato, indicando uma adsorção máxima deste metal na perlita de 47,6% no tempo de 5 h.
CONCLUSÕES: Os resultados apresentados demonstram que a perlita expandida atua positivamente como adsorvente de íons cádmio em função do tempo, conforme mostrado nos resultados obtidos por Voltametria de Pulso Diferencial. Além disso, o experimento realizado indica que a técnica analítica utilizada apresenta simplicidade e baixo custo, mostrando um potencial elevado na aplicação de testes envolvendo a adsorção.
AGRADECIMENTOS: A PETROBRÁS, ao Laboratório de Analítica e Meio Ambiente.
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