Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Química Verde
TÍTULO: PROCESSO DE RECUPERAÇÃO DE SÍLICA-GEL 60 PARA APLICAÇÃO EM PROCEDIMENTOS DE PURIFICAÇÃO DO CARDANOL.
AUTORES: Maia, J.C. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUI) ; Nobre, F.X. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUI) ; Batista, F.S.C.L. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUI) ; Freitas, A.R. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUI) ; Rios, M.A.S. (UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUI)
RESUMO: O presente trabalho demonstra uma técnica alternativa de tratamento de sílica
gel 60, que utiliza uma combinação de reagentes químicos (hipoclorito de sódio e
peróxido de hidrogênio na presença de luz solar) de baixo custo e baixo risco
ambiental, objetivando sua reutilização em colunas de separação cromatográfica.
Para comprovação da eficiência do tratamento utilizou-se cromatoplacas. Essas
mostraram que o adsorvente tratado foi eficiente na separação do cardanol
(componente do Líquido da Casca da Castanha de Cajú - LCC), pois apresentou
similaridade ao fator de retenção do padrão de cardanol, obtido a partir de
sílica gel 60 nova. Além disso, o tratamento proposto é de fácil reprodução e
proporciona considerável redução na geração de resíduos sólidos contaminados por
matéria orgânica.
PALAVRAS CHAVES: Sílica gel; Recuperação; Cardanol
INTRODUÇÃO: A produção química gera inúmeros inconvenientes, tais como: contaminação do
ambiente, formação de subprodutos tóxicos, produção de resíduos, entre outros,
gerando uma necessidade de aprimorar processos que sejam cada vez menos
prejudiciais ao meio ambiente (PRADO, 2003). A Química Verde (QV) tem como
objetivo minimizar o impacto ambiental, com seus princípios baseados na
sustentabilidade, priorizando a atividade química ambientalmente correta
(RODRIGUES, 2010). Assim, deve-se atentar aos adsorventes utilizados na
purificação e separação de substâncias químicas, em especial à sílica gel, que
possui posição de destaque em procedimentos das áreas de síntese orgânica,
produtos naturais e correlatos. O resíduo supracitado é gerado através das
técnicas de separação e purificação por cromatografia, e necessita de um
tratamento que vise sua reutilização de forma a reduzir seu descarte no meio
ambiente, e promova também a economia desse material de alto custo (TEXEIRA,
2003). Diversos tratamentos para recuperação de sílica foram comparados no
trabalho de Texeira (2003), onde o procedimento apontado como mais eficiente foi
o que utilizou peróxido de hidrogênio e irradiação solar. O método que empregou
permanganato de potássio e ácido oxálico também se mostrou eficaz, contudo,
envolve muitas etapas e gera resíduos de manganês e ácido oxálico. Portanto, o
objetivo desse trabalho é apresentar uma metodologia alternativa de recuperação
de sílica utilizada em cromatografia de coluna, que seja: eficiente no processo
de separação do cardanol (constituinte do LCC técnico); economicamente viável e
de fácil reprodutibilidade. A técnica proposta visa ainda atender aos princípios
da QV ao proporcionar considerável redução na geração de resíduos sólidos
contaminados por matéria orgânica.
MATERIAL E MÉTODOS: ⇒Tratamento da Sílica Gel 60.
O adsorvente utilizado para separação do cardanol no laboratório do Grupo de
Inovações Tecnológicas e Especialidades Químicas - UFPI é originalmente a Sílica
Gel 60 (Merck) com granulometria entre 70 e 230 mesh (63 – 200 µm). No ensaio
foram utilizadas 100 gramas de sílica gel residual proveniente dos processos de
separação e purificação desse laboratório de pesquisa, a qual foi tratada
conforme as etapas a seguir: Inicialmente lavou-se a sílica com 500 mL de água
destilada para remoção de materiais e solventes residuais. Após a mistura,
deixou-se a amostra decantar por cerca de 40 minutos. Em seguida, removeu-se a
água e tratou-se a sílica com aproximadamente 190 mL de peróxido de hidrogênio
(20-30%) na presença de luz solar por aproximadamente 5 horas. Na sequencia, foi
adicionado 200 mL de hipoclorito de sódio, o qual permaneceu no adsorvente por
48 horas, reagindo de forma combinada com o peróxido de hidrogênio remanescente.
Após 48 horas, retirou-se o excesso dos reagentes químicos do material
adsorvente lavando-o 2 vezes com porções de 1 L de água destilada . Após
lavagem, a sílica gel 60 foi seca/ ativada em estufa a uma temperatura de 100 ±
10 °C, por 24 horas.
⇒Separação do cardanol por Cromatografia em Coluna (CC).
A sílica gel tratada foi utilizada para separação do cardanol em CC. O processo
de separação do cardanol via CC foi monitorado por cromatografia em camada
delgada (CCD). As alíquotas coletadas nessa coluna foram comparadas ao padrão de
cardanol, o qual foi isolado via CC utilizando sílica gel nova. Tanto no
processo de separação quanto no monitoramento por CCD, utilizou-se como eluente
uma mistura de hexano e clorofórmio (1:1). Os reagentes e solventes utilizados
foram todos de grau analítico.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: O clareamento e a degradação da matéria orgânica adsorvida na sílica residual
foram possíveis devido ao poder oxidante do peróxido de hidrogênio e do
hipoclorito de sódio, visto que ambos apresentam elevados potencias de redução
(+1,776 V para o H2O2 e +0,90 V para o OCl-) (REZENDE et
al., 2008). Esses compostos químicos são poderosos agentes oxidantes capazes de
atuar sobre compostos orgânicos e são ainda mais eficientes quando em ação
conjunta (GARDINGO, 2010). Dessa maneira, o sistema de tratamento foi efetivo na
recuperação do referido adsorvente, além de consistir em uma técnica diferente
das abordadas na literatura (RIEHL, 1988; LOUREIRO, 1991; TEXEIRA, 2003 e
ANDREÃO, 2010).
A separação do cardanol em coluna (Figura 1) utilizando como fase estacionária
sílica gel recuperada apresentou resultados similares aos obtidos com
procedimentos que fazem uso de sílica gel 60 nova. Tal fato foi constatado
através de CCD (Figura 2), pois as alíquotas coletadas da coluna com sílica
tratada (Figura 2b e 2c) apresentaram o mesmo fator de retenção do padrão de
cardanol (Figura 2a), o qual foi obtido via coluna cromatográfica com sílica gel
nova. Esses resultados comprovam que a sílica gel recuperada com o tratamento
proposto, isolou o componente de sua matriz (LCC) de forma eficaz.
Figura 1
Coluna cromatográfica de separação do cardanol com
sílica gel recuperada.
Figura 2
Placa de CCD demonstrando separação do cardanol via
coluna cromatográfica, com padrão de cardanol (a) e
amostras de cardanol eluídas da coluna (b e c).
CONCLUSÕES: Com os resultados obtidos pode-se confirmar que a sílica gel recuperada com o
tratamento proposto é eficaz na separação do constituinte majoritário do LCC, por
coluna cromatográfica. A reutilização da sílica de coluna é um procedimento
prático e viável do ponto de vista econômico, uma vez que poderá propiciar a
redução dos gastos dos grupos de pesquisas das universidades que a utilizam. Além
disso, o tratamento sugerido atende aos princípios da química verde por
contribuir
para a minimização da geração de resíduos sólidos e priorizar o uso de reagentes
químicos de baixo risco ambiental.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem ao CNPq, CAPES, FAPEPI, e UFPI.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: ANDREÃO, P. S. S., GIACOMINI, R. A., STUMBO, A. M., WALDMAN, W. R., BRAZ-FILHO, R., LIGIÉRO, C. B. P., MIRANDA, P. C. M. L. 2010. Utilização e recuperação de sílica gel impregnada com nitrato de prata. Química Nova, v. 33, n. 1: 212-215.
GARDINGO, M. F. Tratamento de águas e efluentes contento surfactantes através do sistema peróxido de hidrogênio / hipoclorito. 2010. 80 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais e de Processos Químicos e Metalúrgicos)– Departamento de Engenharia dos Materiais, Pontifícia Universidade Católica do Rio de Janeiro, Rio de Janeiro.
LOUREIRO, A. P.; SOUZA, J. A.; APARECIDO, D.; FERNANDES, J. B. 1991. Recuperação de Sílica Gel: Nova Alternativa. Química Nova v. 14, n. 2: 112.
PRADO, A. G. S. 2003. Química verde, os desafios da química do novo milênio. Química Nova, v. 26, n. 5: 738-744.
REZENDE, W.; LOPES, F. S.; RODRIGUES, A. S; GUTZ, I. G. R. 2008. A Efervescente Reação Entre Dois Oxidantes de Uso Doméstico e a Sua Análise Química por Medição de Espuma. Química Nova na Escola, 30: 66-69.
RIEHL, C. A. S.; PINTO, A. C. 1988. Sílica-Gel: Uma Alternativa. Química Nova, v. 11, n. 3: 329-330.
RODRIGUES, G. D; SILVA, L. H. M; SILVA; M. C. H. 2010. Alternativas verdes para o preparo de amostras e determinações de poluentes fenólicos em água. Química Nova, v. 33, n. 6: 1370- 1378.
TEXEIRA, S. C. G., MATHIAS, L., CANELA, M. C. 2003. Recuperação de sílica-gel utilizando processos oxidativos avançados: uma alternativa simples e de baixo custo. Química Nova, v. 26, n. 6: 931-933.