ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: Análise da eficiência da quitosana na adsorção de chumbo
AUTORES: Dalben, D.D. (CENTRO UNIVERSITÁRIO UNA) ; Cota, F.S. (CENTRO UNIVERSITÁRIO UNA) ; Limeira, J.A. (CENTRO UNIVERSITÁRIO UNA) ; Pedro, L.P. (CENTRO UNIVERSITÁRIO UNA) ; Coelho, P.A.B.C. (CENTRO UNIVERSITÁRIO UNA) ; Pereira, M.A. (CENTRO UNIVERSITÁRIO UNA)
RESUMO: O presente trabalho teve como objetivo testar a eficiência da quitosana na
adsorção do chumbo, metal pesado encontrado em alguns tipos de efluentes. Os
resultados obtidos foram analisados a partir da modelização de isotermas de
adsorção – Langmiur e Freundlich. Constatou-se que a isoterma de Langmiur
apresentou uma melhor descrição para os mesmos. Acrescido a isso, a quitosana
atuou como um eficiente adsorvente, sendo que aproximadamente 300,49 mg de chumbo
foram saturados em 20 minutos, em média.
PALAVRAS CHAVES: Chumbo; Adsorção; quitosana
INTRODUÇÃO: A quitosana, (C6H11O4N)n, é um biopolímero biodegradável e atóxico,
constituído, basicamente, de unidades repetidas de glicosamina, classificada
estruturalmente como polissacarídeo linear. A obtenção da mesma dá-se pela
reação de desacetilação alcalina da quitina, polímero encontrado abundantemente
na natureza, cuja principal fonte é a carapaça dos crustáceos.
A quitosana apresenta boa capacidade de adsorção. Dentre as características que
conferem à quitosana propriedades adsortivas, destacam-se: seu alto poder
hidrofílico - devido à existência de hidroxilas em sua estrutura - e a
existência de grupos funcionais amina. É relevante também, a flexibilidade da
estrutura da cadeia polimérica da quitosana, que aumenta sua capacidade de
adsorção.
A fim de minimizar os problemas causados pelo descarte de efluentes -
contaminados por metais pesados - no meio ambiente, tem-se estudado a aplicação
de quitosana como adsorvente. Um dos efluentes de maior preocupação é gerado
pelo manuseio do chumbo, um metal de alta toxicidade, sólido à temperatura
ambiente. Quando lançado nos recursos hídricos, promove a impotabilidade do
mesmo, além de causar a contaminação e consequente morte de vários seres vivos.
Este trabalho tem como objetivo testar a remoção de chumbo em efluentes
industriais, empregando sistema de adsorção por meio da quitosana.
MATERIAL E MÉTODOS: Preparou-se, a partir de Nitrato de Chumbo Pb(NO3)2, uma solução teste com
concentração de 1,204g/L.
Foram adicionadas 3,001 g da quitosana à 250 mL da solução teste. Os testes
foram realizados a temperatura ambiente.
Os ensaios foram realizados para os intervalos de 5, 10, 15, 20, 25, 30 e 35
minutos após a adição da quitosona, de forma a acompanhar a evolução do processo
de adsorção até a saturação do adsorvente.
As sete amostras obtidas foram analisadas via ICP - Perkin Elmer Optima 7000DV
(equipamento utilizado para determinar concentrações de substâncias). Analisou-
se uma amostra da solução teste sem a adição do material adsorvente (amostra 1)
objetivando-se determinar com exatidão a concentração de chumbo na mesma. Outra
amostra, contendo apenas quitosana na mesma proporção do teste foi analisada
para se determinar a existência de algum interferente nos resultados.
Após a determinação da concentração de chumbo nas amostras do ensaio,
confeccionou-se isotermas de adsorção do experimento.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Com os resultados obtidos, foi possível determinar a isoterma de adsorção do
processo mostrada na figura 1.
Por meio do gráfico, percebeu-se que a quitosana atingiu a saturação em
aproximadamente 20 minutos após o contado com a solução teste, tendo sido
adsorvidos 99,83% do chumbo na solução.
A partir dos resultados obtidos, determinou-se uma outra isoterma de adsorção de
acordo com o medelo de Freundlich, conforme pode ser observado na Figura 2.
O modelo de Freundlich, o qual caracteriza uma adsorção com a formação de
multicamadas, não foi adequada ao processo de adsorção
isoterma de Languimir
Isoterma de adsorção de Pb2+ em quitosana em função
do tempo
Freundlich
Isoterma de Freundlich para o experimento
CONCLUSÕES: Através da análise dos resultados, bem como a revisão bibliográfica feita,
concluiu-se que a adsorção do chumbo pela quitosana é caracterizado pela isoterma
de adsorção de Langmuir, uma vez que o mesmo caracteriza uma adsorção
monomolecular.
Observou-se, através de dados experimentais, que a quitosana adsorveu
aproximadamente 300,49 mg de chumbo o que representa 99,83% da quantidade inicial
de chumbo na solução teste, saturando em um tempo médio de 20 minutos.
Assim, a quitosana é indicada para futuros estudos de aplicação da mesma em
efluentes reais contaminados por chumbo.
AGRADECIMENTOS: Os autores gostariam de agradecer o Centro Universitário Una pela estrutura
oferecida.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1] Arlan de A. Gonsalves, Cleônia R. M. Araújo, “Diferentes estratégias par a reticulação de quitosana,” Quim. Nova, Vol.34, No. 7, 1215-1223, 2011.
[2] FERNANDES, Ligia Lopes. Produção e caracterização de membranas de quitosana e quitosana com sulfato de controitina para aplicações biomédicas. In: J.-K. Francis Suh, Howard W.T. Matthew. Application of chitosan-based polysaccharide biomaterials in cartilage tissue engineering: a review. Biomaterials v 21, p 2589-2598, 2000.
[3] JÚNIOR, Paulo Cézar e LOBO, Anderson Oliveira, “Quitosana como material: Revisão de literatura”. São Paulo, 2011.
[4] JÚNIOR, G. Umberto. “Adsorção de metais em água de produção através de um argilomineral”. II Congresso de pesquisa e inovação da rede norte e nordeste de educação tecnológica, João Pessoa, 2007.
[5] KUMAR, J. Francis et all. “Application of chitosan-based polysaccharide biomaterials in cartilage tissue engineering” A review, Biomaterials, v. 26, pp 2589 - 2596, 2000.
[6] OLIVEIRA, P. Anne.”Preparação e caracterização de um material híbrido, à base de vermiculita modificada com quitosana, para a remoção de íons de chumbo presentes em efluentes sintéticos” . Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Universidade Federal do Rio Grande do Norte.Natal, Rio Grande do Norte, 2010.
[7] OLIVEIRA, P. Anne et all. “Remoção de íons de chumbo de efluentes sintéticos através de adsorção em vermiculita revestida com quitosana”. Revista Liberato, novo Hamburgo, v.12, pg 01-106, 2011
[8] PACHECO, K. Karla. Biossorção de Ferro(II) por casca de caranguejo Ucides Cordatus. Dissertação de mestrado, Universidade Federal da Paraíba, João Pessoa PB. Fevereiro de 2009.
[9] PESTANA, J. Alberto. “Adsorção de corantes têxteis sobre quitosana:
condições, modelagem e otimização”. Tese de Doutorado, Universidade Federal da Paraíba, Centro de ciências exatas e da natureza, Programa de Pós-Graduação em Química, João Pessoa, 2009.
[10] QUEIROZ, Danilo Caldas de; Craveiro, Afrânio Aragão; Craveiro, Alexandre Cabral. Quitosana: A fibra do futuro. 2ª edição. Ed. Padetec, 2004).
[11] ZOLA, Rafael Soares. Estudo de Adsorção-Dessorção: Equação Cinética e Efeito Memória. Dissertação de mestrado em Física, Universidade Estadual de Maringá, 2007.
