ÁREA: Ambiental
TÍTULO: Degradação de mistura residual de corantes Azul de Metileno e Cristal Violeta por método Fenton
AUTORES: Finco, G.F. (UTFPR - TOLEDO) ; Poggere, P.A. (UTFPR - TOLEDO) ; Silveira, E.V. (UTFPR - TOLEDO) ; Manzatti, G. (UTFPR - TOLEDO) ; Medeiros, R.S. (UTFPR - TOLEDO) ; Lobo, V.S. (UTFPR - TOLEDO)
RESUMO: Este trabalho teve como objetivo tratar por método Fenton uma mistura de corantes
residuais de um dos laboratórios de ensino e pesquisa da UTFPR – câmpus Toledo. A
mistura consistia de azul de metileno e violeta cristal, ambos em soluções
aquosas. Foram feitos 5 testes, sendo que a quantidade dos reagentes variou de
0,25 mL a 0,75 mL. Com o resultado das absorvâncias medidas pelo espectrofotômetro
de varredura UV-Vis, desde o resíduo inicial (sem nenhum reagente) até a
descoloração completa. Foi calculada a eficiência de cada método, sendo que o
melhor foi o que utilizou 0,25 mL de H2O2 e 0,75 mL de FeSO4.
PALAVRAS CHAVES: corantes residuais; descoloração; Fenton
INTRODUÇÃO: A preocupação com o meio ambiente e as iniciativas para sua recuperação e
conservação são uma preocupação cada vez maior em todo o mundo. Dentre os
aspectos mais preocupantes estão cuidado e o tratamento da água de efluentes
que, ao ser lançada com contaminantes (como espécies orgânicas e metais
pesados), em contato com a biota aquática, causam modificações nos locais onde
são despejados, já que os corantes sintéticos são tóxicos e altamente reativos,
fazendo com que a disponibilidade de oxigênio na água diminua. Isso causa a
morte de diversos seres aquáticos, tais como plantas, animais e bactérias. As
indústrias têxteis estão entre os maiores poluidores de água do planeta, devido
à grande quantidade de corantes utilizados nos seus processos de fabricação.
Entretanto, indústrias não são as únicas fontes de resíduos coloridos.
Laboratórios de ensino e pesquisa das áreas química, farmacológica, e afins
também geram grande quantidade de resíduos de corantes em análises e aulas
práticas, o que também requer tratamento e disposição correta dos mesmos. Dentre
os tratamentos atuais, que estão ganhando destaque por sua eficiência,
encontram-se os Processos Oxidativos Avançados (POA’s); estes destroem a maioria
das moléculas tóxicas pela reação com os radicais hidroxila (HO•) gerados, que
são altamente reativos e não-seletivos.
MATERIAL E MÉTODOS: Os estudos foram realizados no laboratório de Análise Instrumental da UTFPR –
câmpus Toledo, nos meses de maio e junho de 2012. Todos foram realizados por
método Fenton, em béquer de 150 mL, recoberto com papel alumínio, com 100 mL de
solução, tendo como reagentes peróxido de hidrogênio (8,82 molL-1) como fonte de
radicais HO•, e sulfato de ferro (0,048 molL-1), como fonte de íons férricos,
variando-se os volumes dos mesmos de 0,25 mL a 0,75 mL (Tabela 1).
Tabela 1:Combinações de reagentes para testes de degradação
Teste H2O2 (mL) FeSO4 (mL)
1 0,25 0,25
2 0,25 0,5
3 0,25 0,75
4 0,5 0,25
5 0,75 0,25
As reações ocorreram sob agitação constante (agitador modelo 114, Nova Ética),
sendo retirada uma alíquota para análise em pHmetro (modelo pH 250, Policontrol)
e em espectrofotômetro de varredura (modelo T80+ UV/Vis Espectrometer PG
Instruments Ltda.) a cada 5 minutos, sendo o tempo mínimo estabelecido para a
completa descoloração da mistura de 60 minutos. Após o término de cada teste,
foi utilizada a Equação 1 abaixo, para cálculo da eficiência de descoloração, de
acordo com Salgado et al. (2008):
Eficiência da descoloração (%) = (1 – ai/a0) x 100 (1)
Onde:
ai = absorvância final das amostras em um tempo reacional qualquer;
a0 = absorvância inicial das soluções coloridas.
Este cálculo foi realizado separadamente para o pico de absorção de cada
corante, ou seja: a 665 nm para o azul de metileno e a 585 nm para o violeta
cristal.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Pelos espectros é possível perceber a influência do FeSO4 na degradação; sendo
este a fonte de íons ferrosos, sua quantidade utilizada é diretamente
proporcional à eficiência de cada processo. Quanto maior a quantidade desse
composto, menor é o tempo necessário para a reação se completar e o resíduo se
apresentar completamente descolorido.
Em contrapartida, nos testes em que as quantidades de H2O2 utilizadas foram o
dobro e o triplo da quantidade de ferro, o tempo para a descoloração foi muito
maior. O mesmo aconteceu quando a quantidade de FeSO4 e H2O2 era a mesma: após
40 minutos de reação, a descoloração passou a ser desprezível, de acordo com o
espectro do mesmo. E, após os 60 minutos, tempo mínimo estabelecido para cada
teste, a amostra ainda apresentava coloração intensa.
Esse efeito é esperado, já que, conforme Nogueira et al. (2007), o H2O2
também pode reagir com o radical hidroxila, formando o radical hiperdroxila,
cujo potencial de redução é menor que o do HO•, o que compromete o processo de
degradação. O excesso de H2O2 e a baixa concentração de Fe2+ no meio (se
comparada à concentração de Fe3+) tornam a reação do H2O2 com Fe3+ mais lenta do
que a reação de H2O2 com Fe2+, o que aumenta o tempo necessário para a
descoloração do resíduo.
Após os testes, foram calculadas as eficiências de descoloração
referentes a cada teste; a Tabela 2 relaciona os resultados:
Tabela 2: Eficiência de descoloração
Teste Azul de Metileno Violeta Cristal
1 41,61% 31,83%
2 84,87% 69,74%
3 93,92% 84,77%
4 55,45% 41,68%
5 38,30% 30,0%
Assim quanto maior a quantidade de ferro, maior é a descoloração do
composto, em tempo consideravelmente menor, se comparado com os outros testes.
CONCLUSÕES: O método Fenton para tratamento de resíduos de corantes mostrou-se uma alternativa
interessante para a disposição correta destas soluções. O Teste 3 mostrou-se
satisfatório para a descoloração do resíduo.
Percebe-se que o composto ferroso é extremamente importante neste processo, sendo
interessante a determinação das quantidades adequadas de cada reagente, tanto da
fonte de íons férricos quanto da fonte de radicais hidroxila, utilizando-se do
mínimo possível de ambos, porém, o suficiente para manter-se um tempo aceitável
para a aplicação deste tipo de tratamento em escala laboratorial.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: NOGUEIRA, Raquel F. P.; et al. Fundamentos e Aplicações Ambientais dos Processos Fenton e Foto-Fenton. Química Nova, vol. 30, n. 2, p. 400-408, 2007.
SALGADO, Bruno C. B.; et al. Descoloração de Efluentes Aquosos Sintéticos e Têxtil Contendo Corantes Índigo e Azo via Processos Fenton e Foto-assistidos (UV e UV/H2O2). Engenharia Sanitária e Ambiental, vol. 14, n. 1, p. 1-8, Jan./Mar. 2008.
