ÁREA: Iniciação Científica

TÍTULO: ESTUDO DO USO DO BAGAÇO DE CANA-DE-AÇÚCAR (SACCHARUM SPP) NA ADSORÇÃO DE COBRE (II) EM SOLUÇÃO AQUOSA

AUTORES: Ferreira Silva, J. (IFSP-SP) ; Miranda Junior, P. (IFSP-SP)

RESUMO: Foi realizado um estudo comparativo de algumas variáveis no processo de adsorção de cobre (II) em solução aquosa, utilizando a fibra de bagaço de cana-de-açúcar como material adsorvedor, previamente tratada com solução de NaOH. A solução foi colocada em contato com a fibra, sob agitação, durante 2 horas. A determinação do teor de cobre (II) em solução foi feita por espectrofotometria UV/VIS. Verificou-se que a adsorção foi mais efetiva quando foram utilizadas soluções 150 ppm de cobre(II) e pH 4,5.

PALAVRAS CHAVES: adsorção; cobre(II); bagaço de cana-de-açúcar

INTRODUÇÃO: Este trabalho tem como objetivo realizar o estudo da adsorção do cobre em solução aquosa com fibras naturais, como recurso alternativo e de baixo custo para o tratamento de resíduos do cobre oriundos de laboratórios e indústrias e dessa forma evitar possíveis contaminações do solo e da água por descartes inadequados no meio ambiente. Uma vez lançados no meio, os cátions do metal podem acumular na cadeia alimentar, mesmo em baixas concentrações, sendo assim perigoso para peixes e animais e em seguida são consumidos pelo homem (SALVADOR 2009). O cobre, em pequenas quantidades, é fundamental para o funcionamento de algumas enzimas do corpo humano, porém o consumo em altas concentrações é prejudicial ao organismo, pois o cobre catalisa a formação de radicais livres, além de ser tóxico e poder causar o mal conhecido como doença de Wilson, que é caracterizado pela falta de coordenação motora e problemas mentais. Com base nos dados do MINISTÉRIO DA SAÚDE (2004) a quantidade permitida de cobre para a potabilidade da água é 2mg/L. A ligação de partículas a uma superfície sólida é chamada de adsorção. A substância que é adsorvida é o adsorvato, e o material que adsorve é o adsorvente ou substrato (ATKINS, 2008). O processo de adsorção pode ser entendido como sendo a interação com a superfície sólida do material adsorvedor com acúmulo na superfície do soluto. Neste trabalho foi utilizado o bagaço de cana-de-açúcar como adsorvente e é um material de baixo custo. A adsorção é influenciada por vários fatores, tais como concentração da solução de cobre, pH da solução e tempo de contato. Segundo o comunicado técnico do MINISTÉRIO DA AGRICULTURA o Brasil é o maior produtor de cana-de-açúcar do mundo, produzindo cerca de 20% do total, com isso gerando muito resíduos.

MATERIAL E MÉTODOS: Foram realizados estudos das variáveis pH e concentração em solução aquosa no processo de adsorção de cobre(II) utilizando a fibra de cana-de-açúcar (adsorvedor). O bagaço foi triturado, lavado com água corrente e água destilada. A fibra resultante foi tratada com solução de NaOH 0,1 mol.L-1, sob agitação durante 24 horas. A seguir, foi lavada com água destilada até que o pH da água de lavagem ficasse 7,0. A fibra foi então secada em estufa e armazenada. Os testes de adsorção foram realizados em triplicata, utilizando 50 mL de soluções aquosas preparadas a partir de diluições da solução de sulfato de cobre(II) pentaidratada 500 ppm. Cada ensaio consistiu na contactação das soluções aquosas por 2 horas com 0,5 g de fibra de cana-de-açúcar com o uso de agitadores magnéticos (modelo: TMA10CF marca: Thelga). Após o contato, as soluções foram filtradas para remoção da fibra. O pH e a concentração de cobre das soluções foram medidos antes e após o contato. Para o estudo da variável concentração foram preparadas soluções aquosas com as seguintes concentrações de cobre 50, 100, 150, 200, 250 e 500ppm com pH = 4,5. No estudo da variável de pH foram preparadas soluções com a concentração de 200ppm de cobre com valores de pH variando de 1 a 4,5. O ajuste do pH das soluções foi feito com adição de pequenas quantidades de solução diluída de ácido clorídrico a 0,1 mol.L-1. A construção da curva-padrão foi feita a partir dos resultados de absorbância de soluções aquosas com concentrações conhecidas de cobre. A medida de pH foi feita em pHmetro (modelo: pHS-3B marca: pH Tek). A determinação de cobre foi lida em um espectrofotômetro UV-Vis (modelo: Q-798U2M marca: Quimis), utilizando o método colorimétrico com solução de hidróxido de amônio, o comprimento de onda ajustada para 580nm.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: A porcentagem de adsorção (‰Ads) foi calculada a partir da variação das concentrações de cobre das soluções aquosas, ([Cu]inicial - [Cu]final /[Cu]inicial x 100). Com os ensaios de adsorção, verificou-se que o bagaço de cana-de-açúcar possui uma boa capacidade de adsorção do cobre (II). Observa-se também que ocorre uma maior porcentagem de adsorção na concentração de 150 ppm (Figura 1). Na Figura 2, verifica-se que a porcentagem de adsorção é maior quanto maior o pH inicial da solução aquosa, a adsorção ocorre com maior eficiência com pH 4,5. Isso poderia ser explicado pela presença de maior número de sítios adsorvedores na superfície da fibra nessa faixa de pH, o que aumentaria a tendência de interação com os íons de cobre. Essa eficiência do bagaço de cana-de-açúcar na adsorção do cobre deve-se ao tamanho reduzido e ao tratamento aplicado à fibra.

figura 1

Figura 1: Porcentagem de adsorção em função da concentração de cobre (II)

figura 2

Figura 2: Porcentagem de adsorção em função do pH

CONCLUSÕES: Constatou-se que o bagaço de cana-de-açúcar apresenta bons resultados no processo de adsorção, sendo que o melhor resultado foi obtido em concentração de 150 ppm, apresentando 50% de adsorção. Com relação ao pH, verificou-se que ocorre melhor adsorção em pH maiores, ou seja, em soluções menos ácidas. Dentro da faixa de pH pesquisada, a maior adsorção ocorreu no pH = 4,5, com cerca de 40% de adsorção. Concluiu-se que a fibra de cana-de-açúcar pode ser utilizado como adsorvente para realizar limpeza de efluentes, por ser um material de baixo custo, pela facilidade no tratamenento da fibra.

AGRADECIMENTOS: Agradecemos ao Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de São Paulo (IFSP-SP) pela bolsa de IC concedida.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ATKINS, P. W. PAULA, J., “Físico-Química”. Volume 2, 8ª Ed. Rio de Janeiro, et al. LTC, 2008.
MINISTÉRIO DA AGRICULTURA boletim técnico disponível em: http://www.cpatc.embrapa.br/download/CMT07.pdf acessado 06/07/2012.
MINISTÉRIO DA SAÚDE. Portaria nº 518 de 25 de março de 2004: Procedimentos e responsabilidades relativos ao controle e vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade. Disponível em: <http://dtr2001.saude.gov.br/sas/PORTARIAS/Port2004/GM/GM-518.htm>. Acesso em: 03/07/2010.
SALVADOR, GRAZIELA. Estudo da adsorção de cobre (II) usando como adsorvente pó da casca de coco verde ativada com hidróxido de sódio. 2009.32 f. curso de química, Departamento de Química da Universidade Federal de Santa Catarina – UFSC, Florianópolis, 2009.