Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Química Analítica
TÍTULO: OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE ADSORÇÃO DO SULFATO DE COBRE UTILIZANDO A SEMENTE DE MELANCIA (Citrullus vulagaris) E CARVÃO ATIVADO
AUTORES: Moura, M.C.S. (ETELDL-PE) ; Silva-junior, A.A. (UFPE/ETELDL-PE) ; Silva, E.L. (ETELDL-PE) ; Moraes, C.M. (UFPE/ETELDL-PE) ; Silva, V.V.A. (ETELDL-PE) ; Silva, C.J.S. (ETELDL-PE) ; Bastos, A.M.R.S. (UFPE) ; Silva, D.R.L. (ETELDL-PE) ; Albuquerque, S.S.M.C. (UFPE) ; Benachour, M. (UFPE)
RESUMO: O objetivo foi otimizar o processo da adsorção do Cu2+ e do SO42-(Sulfato de
Cobre
a 2%) utilizando a semente de melancia. Usando um planejamento delinear
fracionário 26-2, com 16 ensaios, com 4 variáveis independentes: quantidade –
10g
(-1) e 20g (+1), granulação (1,41 e 1,68 nm), tratamento - sem (-1) e com ácido
acético 2% (+1), e temperatura – ambiente (-1) e 40º C (+1), para dois produtos
(Semente de melancia e Carvão ativado). O melhor processo de adsorção para o
Cu2+
foi no ensaio 16 (10g, 1,41nm, sem tratamento e temperatura ambiente) e para o
SO42- foi no ensaio 8 (10g, 1,41nm, sem tratamento e a 40°C), ambos para a
semente. A melhor adsorção Cu2+ ocorreu para a semente e para o SO42- foi com
carvão ativado. O processo mostrou-se viável e econômico.
PALAVRAS CHAVES: Semente de melancia; Adsorção; Sulfato de cobre
INTRODUÇÃO: A melancia (Citrullus vulagaris.) pertence à família das cucurbitáceas. A
melancia contém grande quantidade de água cerca de 90%, e apresenta várias
sementes na parte interna. A semente da melancia tem propriedades
vasodilatadoras (http://www.melancia.com.br). A adsorção é um processo no qual
um material se acumula numa interface entre duas fases. A fase que adsorve é
designadas por adsorvente e a substancia que é adsorvida é designada por
absorbato. Dentre as várias metodologias empregadas no tratamento de efluentes a
adsorção desperta interesse, por ser eficiente, de fácil aplicação,
relativamente barata, passível de recuperação do material adsorvido e
regeneração do adsorvente (SOTO, et al.,2011). O Carvão ativado (AC) é o
adsorvente mais utilizado no processo da adsorção sendo considerado como mais
eficiente para remover composto orgânico em solução aquosa, é encontrado de dois
tipos: carvão ativado em pó (PAC) e o granular (GRA). O carvão ativado é o
adsorvente mais utilizado para o tratamento e purificação de águas residuárias
de indústrias contendo metais pesados e tóxicos (LYUBCHIK et al.,2004),devido
sua alta porosidade e área superficial (GARG et al., 2004). As vantagens do uso
de agro resíduo como adsorventes são: baixo custo, levando-se em conta que
muitos desses materiais são resíduos abundantes e até mesmo inconvenientes para
os locais onde são gerados, possibilidade de recuperação do adsorvato,
possibilidade de regeneração do adsorvente e eficiência (NURCHI & VALLAESCUSA,
2008). A espectrofotometria é o método de análises óptico mais usado nas
investigações biológicas e físico-químicas. A cor das substâncias se deve a
absorção (transmitância) de certos comprimentos de ondas da luz branca que
incide sobre elas (HARRIS, 2005).
MATERIAL E MÉTODOS: Foram utilizadas para pesquisa sementes de Melancia adquiridas no comercio local
da cidade de Escada – PE. As sementes foram separadas da casca e da polpa
lavadas em água corrente e seca em estufa 80 °C por 24h (nome, modelo). Após
secas as sementes foram trituradas em liquidificador e levadas para fazer a
granulação (1,41 e 1,68) na peneira de granulação. Usando um planejamento
delinear fracionário 26-2, com 16 ensaios, com 4 variáveis independentes:
quantidade – 10g (-1) e 20g (+1), granulação (1,41 e 1,68 nm), tratamento - sem
(-1) e com ácido acético 2% (+1), e temperatura – ambiente (-1) e 40º C (+1),
para dois produtos (Semente de melancia e Carvão ativado como prova em branco).
Foram preparados 2000 mL de solução de sulfato de cobre a 2% para a adsorção.
Para análise com tratamento foi preparado 1000 mL de solução de ácido acético a
10%, usando para cada ensaio 50 mL da mesma solução e com tempo de emersão de 30
minutos para ambos os produtos (Semente de melancia e Carvão ativado), depois
seca a 105°C. As cédulas de adsorção foram preparadas com garrafas de 200 ml de
suco natural, foram lavadas e cortadas, na parte superior foi recortada a tampa
e colocada uma tela (FSI-BNMO 200 µ 60X50), foram utilizadas 16 cédulas para
realizar os ensaios. O processo de adsorção foi realizado da seguinte forma:
todas as cédulas foram numeradas de 1á 16 para identificação, para pesagem foi
utilizada a balança semi-analitica, para cada analise realizada foi utilizado 50
mL de sulfato de cobre a 2% como filtrante, as analises com aquecimento foi
utilizado o banho maria e um termômetro para aferir a temperatura, o filtrante
passou 24h para ser retirado da cédulas, depois coletado e armazenado em potes
de 50 mL e acondicionado a 5°C. para análise em Espectrofotômetro UV-VISISVEL.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na otimização do processamento de adsorção do cátion Cu2+ e do ânion SO42-
(Sulfato de Cobre a 2%) utilizando a semente de melancia e carvão ativado. Foi
utilizando um planejamento fracionário delinear 26-2, com 16 ensaios, com 4
variáveis independente : Quantidade – 10g (-1) e 20g (+1), Granulação (1,41 e
1,68 nm), Tratamento - sem (-1) e com ácido acético 2% (+1), e Temperatura –
ambiente (-1) e 40º C (+1). A prova em branco à solução de sulfato de cobre a
2%, Cu2+ - 4,40 A e SO42- - 1,25 A (FIGURA 1). Os resultados para o Carvão
ativado: Para o metal pesado (Cobre) obteve 3,70 A e para o íon sulfato 0,60 A,
ambos no ensaio 7 (processamento: 20g, 1,41nm, sem tratamento e a 40°C), e os
resultados para a semente de melancia: Para o metal pesado (Cobre) obteve 3,80 A
- ensaio 16 (processamento: 10g, 1,41 nm, sem tratamento e a temperatura
ambiental) e para o íon sulfato 0,50 A, ensaio 8 no processamento: 10g, 1,41 nm,
sem tratamento e 40°C (FIGURA 2). Comparado a prova em branco com os resultados
obtidos teremos: A melhor absorção para o cobre foi com carvão ativado (3,70) e
para o sulfato foi com semente de melancia (0,50A). Resultado similar ocorreu na
pesquisa com a casca de cupuaçu tem potencial como adsorvente de metais, com
adsorção para cromo VI maiores que 90%, mesmo quando sem tratamento (MORATO,
SARAIVA & BASTOS, 2011).
FIGURA 1
LEITURA DO SULFATO DE COBRE (2%) NO
ESPECTROFOTÔMETRO UV-VISISVEL.
FIGURA 2
OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE ADSORÇÃO DO SULFATO DE
COBRE UTILIZANDO A SEMENTE DE MELANCIA E CARVÃO
ATIVADO.
CONCLUSÕES: Nas condições que esta pesquisa foi realizada obtivemos os resultados: Para
semente de melancia o metal pesado (Cobre) obteve 3,80 A - ensaio 16
(processamento: 10g, 1,41 nm, sem tratamento e a temperatura ambiental) e para o
íon sulfato 0,50 A, ensaio 8 no processamento: 10g, 1,41 nm, sem tratamento e
40°C. A melhor absorção para o cobre foi com carvão ativado (3,70) e para o
sulfato foi com semente de melancia (0,50A). Os processos mostraram-se bastante
viável e econômico.
AGRADECIMENTOS: Aos Alunos do Curso Técnico em Química Industrial (ETELDL-PE), Programa de Pós-
Graduação em Engenharia Química –DEQ/UFPE.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: GARG, V.K., AMITA, M., KUMAR, R., GUPTA, R., “Basic dye (methylene blue) removal from simulated wastewater by adsorption using Indian Rosewood sawdust: a timber industry waste.” Dyes and Pigments 63, 243-250, 2004.
HARRIS, C D., Análise Química Quantitativa. Fundamentos da Espectrofotometria. 6ª ed. Rio de Janeiro: LTC, 2005. P. 398-423.
LYUBCHIK,S.I,LYUBCHIK,A.I,GALUSHKO,O.L.,TIKHONOVA,L.P.,FONSECA,I.M.,LYUBCHIK, S.B., “Kinetics and thermodynamics of the Cr(III) adsorptionon the activated carbon from co-mingled wastes.” 242, 151-158, 2004.
MACEDO,J.S., COSTA JÚNIOR,N.B.,ALMEIDA,L.E.,VIEIRA,E.R.S.,CESTARI,
A.R., GIMENEZ, I.F. CARREÑO, N.L.., BARRETO, L.S.,”Kinetic and calorietric study of the adsorption of dyes on mesoporous activated carbon prepared from coco nut coir dust.” Journal of Colloid and Interface Science 298 (2006) 515-522.
MORATO, L. L. P.; SARAIVA, L. B.; BASTOS A. M. B., Caracterização e avaliação da casca do cupuaçu como adsorvente de metais, Anais da Iniciação Científica, 2011.
NURCHI, V. M.; VILLAESCUSA, I. Agricultural biomasses as sorbents of some trace metals. Coordination Chemistry Reviews, v. 252, p. 1178-1188, 2008.
SOTO, M.L; MOURE, A.; DOMÍNGUEZ, H.; PARAJÓ, J.C. Recovery, concentration and purification of phenolic compounds by adsorption: A review. Journal of food Engineering, v. 105, p. 1-27, 2011.
SUD, D.; MAHAJAN, G.; KAUR, M. P. Agricultural waste material as potencial adsorbents for sequestering heavy metal from aqueous solutions– A review.
Bioresource Technology, v. 99, p. 6017 – 6027, 2008.
http://www.melancia.com.br, acesso em 26/05/2013.