ESTUDO DA AÇÃO COMPETITIVA ENTRE CROMO E COBRE NA REAÇÃO DE COMPLEXAÇÃO UTILIZANDO EXTRATO DE MANJERICÃO COMO COMPLEXANTE ORGÂNICO.

ISBN 978-85-85905-25-5

Área

Química Verde

Autores

Muchon, A.M. (CENTRO UNIVERSITÁRIO DE FORMIGA) ; Almeida, A.M. (CENTRO UNIVERSITÁRIO DE FORMIGA)

Resumo

A Química Verde tornou-se muito necessária para a melhoria dos fatores ambientais do planeta. Realizou-se a extração por solvente com manjericão e utilizou-se o material extraído para complexação com metais visando determina-los. Após análises preliminares, decidiu-se por usar os metais Cromo e Cobre para estudos mais refinados. Realizados os ensaios constatou- se um grau de competitividade entre os dois metais e que o extrato pode ser utilizado de modo a determinar qualitativamente Cromo e Cobre, entretanto as amostras não devem conter Ferro, pois este elemento causa interferência. Na ausência de Ferro pôde-se concluir que o complexante obtido, identifica o cromo preferencialmente, em relação ao cobre, e por colorimetria constata-se o cobre na cor verde e o cromo de cor cinza esverdeado.

Palavras chaves

Manjericão; Cromo; Espectofotometria UV-Vis

Introdução

Cada vez mais a sociedade progride no ramo científico, necessitando de métodos práticos, alternativos, e eficientes para a realização de qualquer processo, principalmente quando se trata de ideias que visam o melhor aproveitamento dos recursos naturais e da utilização de meios naturais e não poluentes ao meio ambiente, ligando assim, diretamente a parte de desenvolvimento sustentável a inovações em conjunto com a ‘Química Verde’. Em se tratando de tecnologias limpas e sustentáveis, os processos podem ser divididos em três grandes categorias: (Lenardão et al, p. 124, 2004.), i) o uso de fontes renováveis ou recicladas de matéria-prima; ii) aumento da eficiência de energia, ou a utilização de menos energia para produzir a mesma ou maior quantidade de produto; iii) evitar o uso de substâncias persistentes, bio acumulativas e toxicas. Mesmo diante de tais pressupostos e de outras tantas evoluções e inovações, o homem continua negligente em relação às questões ambientais básicas, que deveriam ser sua grande preocupação. Cita-se como exemplo o tratamento de efluentes químicos, a saúde de alimentos ou bebidas ingeridas. Tais situações geram desequilíbrios onde muitas vezes pessoas mais leigas sofrem pelo descuido ou falta de preocupação de terceiros. Diversos são os casos em que são constatadas contaminações em águas ou alimentos por elementos metálicos, e estes podem acarretar problemas ambientais e de saúde consequentemente. Para combater estes problemas e as diversas doenças que se originam do impacto ambiental, são feitas análises laboratoriais periodicamente de efluentes, sejam eles industriais, laboratoriais ou de qualquer fonte química em questão. O fato é que até mesmos tais análises geram resíduos que necessitam de tratamento especial para que possa ser feito o descarte adequado do mesmo no ambiente. Desta forma, se há tanta preocupação na avaliação de uma amostra para que seja constatada a presença ou não de algum poluente, metais em questão, porque não recorrer a métodos ambientalmente limpos e ecológicos para a avaliação destes parâmetros. Existem formas simples e eficiente para realizar a determinação dos metais cobre e cromo, utilizando reagentes analíticos que apresentam mudança de coloração na presença dos elementos, tais como a utilização da difenilcarbazida no comprimento de onda de 540nm para a determinação de cromo total em amostras, utilizado um meio ácido e o uso do reagente neocuproína a 457nm na proporção 2:1 de cobre com pH entre 3 e 9, sendo extraído por solventes orgânicos. (Baird et al, p.307-314, 2017.), porém todos estes métodos geram resíduos que devem ser tratados para prevenir futuras contaminações no meio ambiente ou em seres humanos. O fato é que por inúmeras vezes o caminho para um futuro mais limpo e alternativo está nas mãos de pesquisadores, e este não é observado com a devida atenção. Sendo assim, foi proposto um trabalho visando o emprego de extratos orgânicos obtidos a partir de plantas comumente usadas no dia a dia das pessoas, como no caso o manjericão, o qual foi proposto para a análise de complexação de diversos metais, e que proporcionaram resultados satisfatórios. Realizando-se a extração de substancias da planta, nota-se que o processo é rápido, eficaz, de custo baixíssimo e a geração resíduos é praticamente nula, pois o solvente utilizado (etanol) é recuperado e pode ser reaproveitado, e os restos de galhos e folhas podem ser usados como adubo para solo ou fabricação de adubos orgânicos. O material extraído dissolve na agua e, cria assim uma forma de contato com elementos metálicos, o que permite o método de determinação qualitativa de alguns metais específicos, sem causar poluição e que proporciona a análise mesmo em campo, sem necessitar de um laboratório equipado para efetuar a limpeza de vidrarias e gastos com reagentes analíticos caros e que prejudicam o meio ambiente.

Material e métodos

Na realização dos experimentos utilizou-se de soluções padrão de 1000mg/L dos seguintes metais: cobre, ferro, cromo, alumínio, chumbo, cadmio, zinco, níquel. Em todos os casos empregou-se água deionizada, e solventes e reagentes de grau analítico ou superior, como álcool etílico, ácido clorídrico, trietanolamina, dimetilformamida. No procedimento de destilação usou-se uma manta aquecedora, mangueiras de passagem de agua, balão de destilação de fundo redondo, condensador, béqueres e balões volumétricos. Nos procedimentos de analise empregaram-se ponteiras de plástico, micropipetas, tubos de ensaio com tampas, estufa, placas de petri, espectrofotômetro UV-VIS. Todas as vidrarias e utensílios que necessitavam de higienização para a exclusão de possíveis interferentes, tiveram tratamento em banho ácido por 24h. Para a obtenção do extrato de manjericão, pesaram-se cerca de 20g de material colhido no próprio dia, os galhos e folhas foram previamente lavados para retirada de impurezas, depois foram separadas as folhas dos galhos, os quais foram reduzidos a partes menores e acondicionados dentro do balão de destilação juntamente com álcool etílico que tem a função de solvente extrator. Montou-se um sistema de destilação simples, que consistiu de um balão de destilação de fundo redondo sobreposto a uma manta térmica e ligado a um condensador que mantinha fluxo de agua continuo para a condensação do etanol oriundo do balão, o qual era coletado por um béquer e retornava ao interior do balão, reaproveitando o solvente. Uma solução complexante foi preparada a partir de 4mL do extrato concentrado diluído em balão volumétrico para 250mL com álcool etílico. Nas análises iniciais de complexação testou-se 8 metais, usando um sistema constituído por: 5mL de complexante, 1mL de metal da solução de 1000mg/L e 5mL de álcool etílico. Para todos realizaram-se os testes separadamente, porém não houve resultados satisfatórios. Desta forma, optou-se então pela mudança do meio reacional, e para tanto, foram feitas novas análises colorimétricas adicionando 1mL de solução de HCl 1mol/L, que também não forneceu resultado favorável para investigação. Efetuou-se em paralelo uma mistura utilizando 1mL de uma solução contendo de 15mL de trietanolamina (para alcalinizar o meio), 15mL de etanol e 20mL de dimetilformamida, vale ressaltar que foi usado a solução de trietanolamina, pois outros reagente como o NaOH poderiam formar compostos e precipitar, ou ainda interagir com o extrato, por fim acrescentou-se 5mL de álcool etílico no sistema, observando-se alterações significativas de cores, o que contribui muito para as análises. Essas diferenciações de cores foram constatadas para os elementos Ferro, Cobre e Cromo. Escolheu-se então a utilização deste sistema em meio básico para a realização dos estudos com os metais complexados com o manjericão. A partir deste ponto, os metais citados foram utilizados para realizar um estudo de interferência mantendo o complexante constante.

Resultado e discussão

A cerca dos objetivos estipulados no projeto, inicialmente foi descartada a utilização do Ferro nas analises, pois o mesmo ocasionava a formação de cristais e causava interferência nas análises feitas. Os cristais formados, são de origem desconhecida e estão sendo estudada a parte, mediante os parâmetros estabelecidos, foram realizados uma varredura com Cromo e Cobre os quais apresentaram resultados que podem ser observados no gráfico: ‘‘Varredura dos metais Cr e Cu isolados’’, na tentativa de encontrar um ponto de pico para criar uma curva de calibração, visando o aperfeiçoamento dos procedimentos de determinação e a possibilidade de uma análise quantitativa para quaisquer que fosse o metal, entretanto não foram obtidos pontos favoráveis, tornando impraticável a construção de um método por espectrofotometria UV-Vis. Sendo assim, foram efetuadas analises de interação entre os metais juntamente com o extrato mantendo o volume constante, evidenciado no gráfico ‘‘Correlação analítica entre Cromo com Cobre utilizando extrato de manjericão em meio básico’’, e a partir da tabela ‘‘Planejamento estatístico utilizado’’, podemos confirmar as leituras obtidas correlacionando os ensaio e suas composições com as leituras obtidas afim de determinar o grau de competitividade nas amostras, sendo assim como fica evidenciado, ao elevar o nível de Cromo nas amostras, a um aumento no sinal analítico, o mesmo não ocorre quando elevamos o nível de Cobre, pode- se concluir que havendo a presença de cromo e, sendo alta ou baixa a quantidade de cobre presente no material analisado, existe um composto ate então desconhecido, presente no extrato de manjericão que dá preferência ao cromo ocasionando um sinal analítico marcante, foi utilizado o comprimento de onda de 360nm para todas as amostras analisadas, pois não foi constatado outro ponto interessante para leitura, entretanto foram feitas leituras dos ensaios também no comprimento de onda de 410nm que são utilizadas no gráfico ‘‘Comparação de absorvância variando Cromo e Cobre em comprimentos de ondas ideais para cada metal.’’, o qual serve para aferir que em 360nm é o ponto ideal para análise de Cromo em relação a Cobre.

Conclusões

Com base nos estudos efetuados é possível confirmar que a interferência causada pelo Cobre na determinação de Cromo utilizando o extrato de manjericão como complexante é de baixa relevância e como não há ponto de pico que possibilite a leitura de cobre em específico, o método analítico torna-se único para o Cromo. Vale ressaltar que a presença de Ferro causa alta interferência e impossibilidade de leitura no sistema e que o pH do meio deve ser básico com a utilização de bases que não provoquem a precipitação de nenhum possível componente encontrado nas amostras ou dos metais, em se tratando de um extrato não caracterizado, não é conhecido até o presente momento, o mecanismo da reação de complexação, nem o composto que reage com os metais, sendo assim os passos futuros estão entre a caracterização do extrato e a viabilização da análise de outros metais ainda não testados ou até outras funções.

Agradecimentos

Agradeço ao UNIFOR-MG pelos equipamentos e reagentes utilizados, ao CNPQ pela bolsa disponibilizada e aos meus colegas de equipe.

Referências

BAIRD, R. B.; EATON, A. D.; RICE, E. W. 3500-Cr. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 23. ed. p. 307, 2017.
BAIRD, R. B.; EATON, A. D.; RICE, E. W. 3500-Cu B. Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater. 23. ed. p. 313, 2017.
LENARDAO, E. J. et al. Os 12 Princípios da Química Verde e sua Inserção nas Atividades de Ensino e Pesquisa. Green Chemistry. Química Nova, v.26, n.1,
p.124, 2003.