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 CASCA DA PITOMBA (Talisia esculenta) E CARVÃO ATIVADO
AUTORES: Silva-junior, A.A. (UFPE/ETELDL-PE) ; Silva, T.B. (ETELDL-PE) ; Gomes, A.O. (ETELDL-PE) ; Oliveira, J.F.P. (ETELDL-PE) ; Melo, M.L.M. (ETELDL-PE) ; Moraes, C.M. (UFPE/ETELDL-PE) ; Silva, A.J. (ETELDL-PE) ; Bastos, A.M.R.S. (UFPE) ; Albuquerque, S.S.M.C. (UFPE) ; Costa, M.F. (ETELDL-PE)
RESUMO: O objetivo foi otimizar o processo da adsorção do Cu2+ e do SO42-(Sulfato de Cobre
a 2%) utilizando a casca da pitomba. 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 (casca da
pitomba e Carvão ativado). O melhor processo de adsorção para o Cu2+ foi no ensaio
2 (10g, 1,68 nm, sem tratamento e temperatura ambiente) e para o SO42- foi no
ensaio 14 (10g, 1,68 nm, com tratamento (ácido acético 10%) 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: Casca de pitomba; Adorção; Otimização
INTRODUÇÃO: A casca da pitomba é um resíduo domiciliar descartado em grande quantidade na
natureza. A pitombeira, planta frutífera da família das Sapindáceas, desenvolve-
se tanto no interior da mata primária densa como em formações secundárias, Mata
Atlântica e Floresta Amazônica. Os frutos, de polpa carnosa e adocicada, ficam
protegidos por uma casca dura e quebradiça de cor marrom, são popularmente
apreciados nas regiões Norte e Nordeste do País, sendo consumidos “in natura”
(Lorenzi, 2002). 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).
MATERIAL E MÉTODOS: Foram utilizadas para pesquisa as pitombas adquiridas no comercio local da
cidade de Escada – PE. As cascas foram separadas do caroço e da polpa lavadas em
água corrente e secas em estufa 80 °C por 24h (nome, modelo). Após secas as
cascas 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 (casca de pitomba 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 imersão de 30
minutos para ambos os produtos (Casca de pitomba e Carvão ativado), depois seca
a 105°C. As células 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 células para
realizar os ensaios. O processo de adsorção foi realizado, todas as células
foram numeradas de 1a 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, depois coletado e
armazenado em potes de 50 mL e acondicionado a 5°C para análise em
Espectrofotômetro UV-VISISVEL (UV-VIS spectrophotometer) (marca Thermo
Scientific e modelo Genesys 10s).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na otimização do processamento de adsorção do cátion Cu2+ e do ânion SO42-
(Sulfato de Cobre a 2%) utilizando a casca de pitomba 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 casca de pitomba: Para o metal pesado (Cobre) obteve 3,80 A -
ensaio 2 (processamento: 10g, 1,68 nm, sem tratamento e a 40°C) e para o íon
sulfato 1,10 A, ensaio 14 no processamento: 10g, 1,68 nm, com tratamento (ácido
acético a 10%) e 40°C (FIGURA 2). Comparado a prova em branco com os resultados
obtidos teremos: A melhor adsorção para o cobre foi com 3,70 A e para o sulfato
foi com 0,60 A, ambos para o carvão ativado. 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 CASCA DE PITOMBA E CARVÃO
ATIVADO.
CONCLUSÕES: Nas condições que esta pesquisa foi realizada obtivemos os resultados: Para casca
de pitomba o metal pesado (Cobre) obteve 3,80 A - ensaio 2 (processamento: 10g,
1,68 nm, com tratamento (ácido acético a 10%) e a 40°C) e para o íon sulfato 1,10
A, ensaio 14 no processamento: 10g, 1,68 nm, sem tratamento e temperatura
ambiente. A melhor absorção foi com carvão ativado: Cobre (3,70 A) e para o
sulfato (0,60 A), confirmando o carvão ativado como melhor absorbante. 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.
LORENZI, H. Árvores brasileiras: manual de identificação e cultivo de plantas arbóreas do Brasil. 4.ed. Nova Odessa: Instituto Plantarum, v.1, 368p., 2002.
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.