Isotermas de adsorção

Uma isoterma de adsorção apresenta a relação de equilíbrio existente entre a concentração do adsorvato na solução e o adsorvato retido no adsorvente, a uma

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 q ( m g g -1 ) t (min)

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determinada temperatura. As isotermas de adsorção foram obtidas variando-se a concentração inicial de corante na solução, sendo que as concentrações empregadas são mostradas na Tabela 6.

Tabela 6: Efeito da variação da concentração inicial de corante azul de metileno na eficiência de adsorção (qe).

Ci (mg L-1) Abs Ce (mg L-1) m (g) qe (mg g-1) 100 1,281 6,74 0,2023 9,22 200 0,339 19,34 0,2005 18,02 300 0,210 31,89 0,2013 26,64 500 0,424 59,18 0,2017 43,71 700 0,687 92,73 0,2031 59,80 800 0,510 140,31 0,1997 66,07 900 0,756 203,06 0,2021 68,97 1000 1,046 277,04 0,2033 71,12 Tempo de contato = 1h

Fonte: Autoria própria

Uma isoterma de adsorção é dita favorável quando apresenta formas convexas, indicando que o qe aumenta com o aumento do Ce. Observando a Figura 7, que mostra a isoterma obtida através da curva de qe versus Ce, pode-se dizer que é uma isoterma favorável. A partir de 70 mg g-1 pode-se observar que o qe tende a se manter constante, indicando que o bioadsorvente alcançando seu ponto de saturação.

Figura 7. Isoterma de adsorção do corante azul de metileno na rama da mandioca (T= 25 ºC). Fonte: Autoria própria

Os parâmetros de isotermas de equilíbrio podem fornecer algumas informações sobre o mecanismo de adsorção e propriedades superficiais bem como a afinidade do adsorvente (CARDOSO, 2010). A literatura apresenta vários modelos matemáticos que permitem a linearização da isoterma, neste trabalho foram aplicados os modelos de Langmuir e Freundlich, as Figuras 8 e Figura 9 mostram os dois modelos respectivamente.

0 10 20 30 40 50 60 70 80 0 25 50 75 100 125 150 175 200 225 250 275 300 q e ( m g g -1) Ce (mg L-1₎

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Figura 8. Isoterma de adsorção do corante azul de metileno na rama da mandioca usando o modelo de Langmuir. Fonte: Autoria própria

Figura 9. Isoterma de adsorção do corante azul de metileno na rama da mandioca usando o modelo de Freundlich. Fonte: Autoria própria

Comparando a Figura 8 com a Figura 9, pode-se dizer que o modelo matemático de Langmuir foi o mais adequado para descrever o processo de adsorção do corante Azul de Metileno na rama da mandioca, pois apresentou maior linearidade (R² = 0,986) comparado ao modelo de Freundlich (R² = 0,956).

y = 0,011x + 0,710 R² = 0,986 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 0 50 100 150 200 250 300 C e /q e ( g L -1) Ce (mg L-1₎ y = 0,582x + 0,534 R² = 0,956 0 0,5 1 1,5 2 2,5 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 lo g q e log Ce

Analisando os dados experimentais pelo modelo de Langmuir, calculou-se os parâmetros de Langmuir obtidos dos coeficientes angular e linear da reta representada na Figura 8, que são mostrados na Tabela 7.

Tabela 7. Parâmetros de Langmuir para a adsorção de azul de metileno na rama da mandioca.

qmáx (mg g-1) KL (L mg-1) R2

90,1 0,0156 0,986

Fonte: Autoria própria

Rafatullah et al. (2009), cita em sua revisão, a capacidade de adsorção de vários resíduos agrícola que foram estudados utilizando como adsorvato o corante Azul de Metileno, a Tabela 8 mostra o qmáx de algumas biomassas que se aproximam muito do resultado encontrado neste trabalho.

Tabela 8- Adsorção do corante Azul de Metileno em resíduos agrícolas. Resíduo sólido agrícola qmáx (mg g-1)

Casca de coco Casca de café Casca de madeira Casca de alho 99,0 90,1 84,5 82,6 Fonte: (RAFATULLAHA ET al.,2009)

Comparando os resultados de qmáx apresentados na Tabela 8 com o valor obtidos neste trabalho, 90,1 mg g-1, pode-se dizer que a rama da mandioca é um bom adsorvente, quando comparadas a outras biomassas já estudadas na adsorção do Azul de Metileno.

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5. CONCLUSÕES

Após o término dos experimentos relacionados à adsorção e avaliação dos resultados analíticos, pode-se concluir que: a adsorção do corante azul de metileno pela rama da mandioca sofre influência de diferentes fatores, tais como pH, força iônica, tempo de contato e concentração do corante.

O estudo do efeito do pH indicou que quando a solução estava próxima de seu pH natural (5,5),ocorreu maior adsorção devido a inexistência de íons em solução. Já em pH 8 a adsorção também foi favorecida devido ao caráter catiônico do Azul de Metileno. Portanto pode-se dizer que a maior adsorção do Azul de Metileno na rama da mandioca ocorre em pH 5 e 8.

A presença do NaCl em solução com o corante azul de metileno exerceu um influência negativa na adsorção do corante na rama, uma vez que ao aumentar a concentração de NaCl em solução, diminuiu-se a eficiência da adsorção.

No estudo relacionado ao tempo de contato, o equilibro foi alcançado aos 60 minutos do início da adsorção, este tempo pode ser considera curto, e corresponde ao encontrado na literatura, quando se trata de adsorção em biomassas.

O modelo de isoterma de Langmuir foi o que se ajustou aos dados experimentais. Através dele calculou-se a capacidade máxima de adsorção da rama da mandioca que foi de 90,1 mg g-1.

Baseado nos estudos de adsorção realizados neste trabalho conclui-se que a rama da mandioca se apresentou como um bom adsorvente quando utilizada na adsorção do corante Azul de Metileno. Além de ser uma biomassa de baixo custo, a quantidade máxima adsorvida está de acordo com outros estudos presentes na literatura para biomassas de resíduos agrícolas.

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