Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Físico-Química
TÍTULO: TÍTULO: ADSORÇÃO DE CORANTES EM SOLUÇÃO AQUOSA COM A MONTMORILONIA
AUTORES: Silva, J.O. (PPGQ/UFRR) ; Franco, C.R. (PPGQ/UFRR) ; Duarte, E.D.R.S. (DQ/UFRR)
RESUMO: O presente trabalho objetiva avaliar a seletividade da montmorilonita e determinar
as isotermas de Langmuir e Freundlich. através do processo de adsorção de corantes
(azul indosol, Reativo azul 5G, Laranja Indosol e Verde de folhas), em meio
aquoso. Os resultados obtidos do processo de adsorção ocorreram, através da
determinação da absorção da luz monocromática, com o espectrofotômetro UV-VIS que
mostrou uma ordem de seletividade da montmorilonita com respeito aos corantes da
seguinte maneira: Laranja Indosol > Azul Indosol > Reativo azul 5G >> Verde de
folhas. A isoterma de Langmuir adaptou-se melhor diante aos dados impetrados. A
ordem de máxima adsorção (b) dos corantes pela montmorilonita foi: Azul Indosol >
Laranja Indosol > Reativo Azul 5G.
PALAVRAS CHAVES: corantes; montmorilonita; adsorção
INTRODUÇÃO: A elevada estabilidade biológica da maioria dos corantes dificulta a sua
degradação pelos sistemas convencionais de tratamentos. O material que apresenta
maior capacidade de adsorção é o carvão ativado, porém a sua utilização em
grande quantidade apresenta um custo elevado (GHASEMI, J.; NIAZI, A.; KUBISTA,
M., 2005) e (SYNDER, C. H., 2003). Por tanto, o interesse pela busca de outros
adsorventes alternativos de baixo custo para a remoção dos corantes de efluentes
contaminados tem aumentado muito. O presente trabalho tem como objetivo avaliar
a seletividade da montmorilonita e determinar as isotermas de Langmuir e
Freundlich. através do processo de adsorção de corantes (azul indosol, Reativo
azul 5G, Laranja Indosol e Verde de folhas), em meio aquoso utilizando como
adsorvato esta argila, pois este mineral é um bom despoluente de águas de
córregos, rios, através do processo de adsorção de íons metálicos e corantes
(SPOSITO, G., 2008) e (MC BRIDE, M. B., 1994).
MATERIAL E MÉTODOS: Com a argila montmorilonita K10 da Aldrich e os corantes comerciais: azul
indosol, reativo azul 5G, laranja indosol e verde folhas, preparou-se os
sistemas (adsorvato-adsorvente) da seguinte maneira: pesou-se ≈1g de
montmorilonita, e colocadas em frascos de plásticos de 5x10-6 m3.
Após, adicionou-se 2,5x10-6 m3 das soluções de corantes com
concentrações entre 1 a 5 x10-2 kg.m-3, tampadas, agitadas por um
curto período de tempo, e deixadas em contato até os sistemas atingirem o
equilíbrio a 298,15K. A adsorção em cada solução, foi estudada através da
determinação da absorção da luz monocromática, com o espectrofotômetro UV-VIS.
As medições foram feitas antes Abs(i) e após Abs(f) o contato das soluções do
corante com o substrato no equilíbrio do processo. No estudo da cinética do
processo de adsorção, foram retiradas alíquotas das soluções após certo tempo de
contato (≈ 3,6x103 s), com a montmorilonita e feito leituras de absorvância até
que este último parâmetro permaneceu constante com o tempo. Com os dados de
absorvância e adsorção nas soluções corante-montmorilonita foram calculadas as
isotermas de Langmuir e Freundlich.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Da equação: Rendimento% = {[Abs(i) – Abs(f)]/Abs(i)}x100, obteve-se os seguintes
rendimentos de adsorção: Azul Indosol (95,61), Reativo Azul 5G (92,16), Laranja
Indosol (96,50) e Verde de Folhas (5,02). A montmorilonita é um bom adsorvente,
para os três corantes, o que pode ser atribuído às interações entre as cargas
negativas da organização octaedral da montmorilonita e cargas positivas dos
corantes. A ordem de seletividade da montmorilonita é: Laranja Indosol>Azul
Indosol>Reativo azul 5G>>Verde de folhas. Da equação de Langmuir: Ce/qe = [1/bK]
+ [Ce/b], em que Ce = concentração do adsorvato na solução no equilíbrio; qe =
quantidade de soluto retido pela unidade de massa do adsorvente; b = máxima
quantidade de cátions que pode ser retido pelo adsorvente e K = intensidade de
adsorção, calculou-se (b) e (K) de Langmuir, ver Tabela 1.
Estes resultados permitem estabelecer uma ordem de máxima adsorção (b) dos
corantes na montmorilonita: Azul indosol>laranja indosol>reativo azul 5G. Da
equação de Freundlich: logqe = (1/n)logCe + logKf, em que Ce e qe correspondem
às mesmas variáveis da equação de Languimuir, Kf = constante de Freundlich/L.g-1
(descreve a capacidade de adsorção) e 1/n = representa a intensidade de
adsorção, calculou-se n e Kf de Freundlich, ver Tabela 2.
Os valores de n são maiores que 1, fora dos padrões normais, exceto o corante
verde de folhas.
TABELA 1
Parâmetros característicos e coeficiente de
determinação para os corantes conforme o modelo de
adsorção de Langmuir a 298, 15K.
TABELA 2
Parâmetros característicos e coeficiente de
determinação para os corantes conforme o modelo de
adsorção de Freundlich a 298, 15K.
CONCLUSÕES: O mineral montmorilonita tem excelente capacidade de adsorção para os corantes:
azul indosol, azul reativo 5G e laranja indosol e não é bom adsorvente do corante
verde folhas. Considerando os rendimentos médios nos processos de adsorção
montmorilonita/corantes pode-se estabelecer uma ordem de seletividade da maneira
seguinte: Laranja indosol>azul indosol> reativo azul 5G>verde de folhas. As
isotermas de Langmuir foram as que se adaptaram melhor aos dados obtidos neste
trabalho. A ordem de máxima adsorção (b) dos corantes pela montmorilonita é: Azul
indosol>laranja indosol>reativo azul 5G.
AGRADECIMENTOS: CAPES, PPGQ/UFRR e DQ/CCT/UFRR.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: GHASEMI, J.; NIAZI, A.; KUBISTA, M.; Thermodynamics study of the simerization equilibria of rhodamine B and 6G in diferents íons strengths by fhotometric titration and chemometrics methos; Spectrochimica acta (A), v.62,p.649-656,2005.
MC BRIDE, M. B.: Environmental Chemistrtry of Soils. New York: Oxford, 1994.
SPOSITO, G.; The Chemistry of Soils. 2 . ed. New York: Oxford, 2008.
SYNDER, C.H.; The extraordinary Chemistry of Ordinary Things; 4th Ed.; wiley, J.; New York; 2003.