Linearização de Langmuir para adsorção de RB19 em carvão

O estudo do fenômeno de adsorção através da linearização segundo o modelo de Langmuir é apresentado na figura 47 e os parâmetros inerentes são mostrados na tabela 20. 0 5 10 15 20 25 30 35 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 qe (mg. g -1) Ce(mg.L-1)

Figura 47 - Linearização de Langmuir na representação do processo de adsorção de RB19 em carvões ativados sob condições alcalinas do meio.

Tabela 20 - Parâmetros de Langmuir para adsorção de RB19 em carvão ativado

em meio alcalino. Amostra qm (mg.g-1) KL (L.mg-1) RL Equação da reta r² Carvão ativado 36,4 0,001 0,96 Y = 0,0275x + 25,905 0,74

O valor de correlação indica possibilidade de utilização do modelo de Langmuir para descrever a adsorção de RB19 em carvão ativado quando o pH do meio é alcalino, permitindo atribuir, a este adsorvente, capacidade de adsorção em torno de 36,4 mg.g-1.

5.2.4.1.2 Linearização de Freundlich para adsorção de RB19 em carvão ativado sob condições alcalinas

A linearização de Freundlich é apresentada na figura 48 e seus parâmetros calculados estão dispostos na tabela 21.

0 20 40 60 80 100 120 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 Ce /q e (g. L -1) Ce(mg.L-1)

Figura 48 - Linearização de Freundlich na representação do processo de adsorção de RB19 em carvões ativados sob condições alcalinas do meio.

Tabela 21 - Parâmetros de Freundlich para adsorção de RB19 em carvão ativado

em meio alcalino.

Amostra n KF

(mg.g-1)

Equação da reta r²

Carvão ativado 3,8 2,9 Y = 0,2662x + 0,461 0,36

Devido à grande variância obtida nesta modelagem, fato indicado pelo coeficiente de variação, infere-se que o modelo de Freundlich não é ideal para descrever o processo de adsorção de RB19 em carvão ativado.

5.2.4.2 Isotermas de adsorção de RB19 em carvão ativado sob condições ácidas (pH 4,0)

O processo de adsorção de RB19 em carvão ativado foi descrito, também, quando o pH do meio está sob condições ácidas, ou seja, 4,0, como observa-se na tabela 22 e figura 49. 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 lo g qe log Ce

Tabela 22 - Porcentagem de remoção de cor através da adsorção de RB19 em

carvão ativado sob condições do meio em pH 4,0.

Remoção de RB19 (%) Concentração Inicial (mg.L-1₎ Amostra 100 500 1000 2000 3000 5000 Carvão ativado 28,6 7,2 7,4 5,5 2,2 4,9

Figura 49- Isoterma de adsorção de RB19 em carvões ativados com sistema sob condições ácidas.

Verifica-se uma capacidade de adsorção com patamar em 40 mg.g-1, indicando que quando em pH ácido o carvão ativado apresenta maior capacidade de adsorção. Este gráfico permite dizer que, quando em condições de pH ácido, em comparação com a lama vermelha, o carvão ativado da casca do coco possui capacidade inferior de remoção de corante RB19 em solução aquosa.

0 10 20 30 40 50 60 70 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 qe (mg. g -1) Ce(mg.L-1)

5.2.4.2.1 Linearização de Langmuir para adsorção de RB19 em carvão ativado sob condições ácidas (pH 4,0)

O estudo do fenômeno de adsorção foi possível através da linearização da isoterma através do modelo de Langmuir, conforme apresentado na figura 50 e tabela 23.

Figura 50 - Linearização de Langmuir na representação do processo de adsorção de RB19 em carvões ativados sob condições ácidas do meio.

Tabela 23- Parâmetros de Langmuir para adsorção de RB19 em carvão ativado

com pH do meio ajustado para 4,0.

Amostra qm (mg.g-1) KL (L.mg-1) RL Equação da reta r² Carvão ativado 50,4 0,0006 0,97 Y = 0,0199x + 33,008 0,39

Observa-se que o carvão ativado apresenta capacidade de adsorção em torno de 50,4 mg.g-1 _{em relação ao corante RB19.}

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 Ce /q e (g. L -1) Ce(mg.L-1)

5.2.4.2.2 Linearização de Freundlich para adsorção de RB19 em carvão ativado sob condições ácidas (pH 4,0)

O estudo do processo de adsorção de RB19 em carvão ativado segundo o modelo de Freundlich é mostrado na figura 51 e tabela 24.

Figura 51 - Linearização de Freundlich na representação do processo de adsorção de RB19 em carvões ativados sob condições ácidas do meio

Tabela 24 - Parâmetros de Freundlich para adsorção de RB19 em carvão ativado

com pH do meio ajustado para 4,0.

Amostra n KF Equação da reta r²

Carvão ativado 3,2 2,46 Y = 0,3108x + 0,392 0,34

Este fenômeno não foi descrito adequadamente pela linearização de Freundlich, pois o valor do coeficiente de determinação está muito aquém do esperado. 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2 2,2 2,4 2,6 2,8 3 3,2 3,4 3,6 3,8 lo g qe log Ce

6 CONCLUSÃO

Com a realização deste estudo foi possível concluir que os processos químicos e térmicos de ativação da lama vermelha pouco influenciaram na adsorção do corante Reativo Azul 19. Apesar da ocorrência de aumento na área específica do material adsorvente, os poros criados não apresentaram tamanho suficiente para adsorver as moléculas grandes e complexas deste corante.

O tratamento químico não contribuiu para aumentar a afinidade entre o material adsorvente e o corante quando o meio é alcalino e, em alguns casos, como da amostra LV6, chegou a ser prejudicial ao processo à retenção da molécula de corante. Acredita-se que o uso do ácido clorídrico alterou o balanço de cargas da superfície da lama vermelha, inviabilizando a ocorrência de adsorção e aumentando a heterogeneidade do material adsorvedor. Para esta situação, verificou-se que nenhum modelo de adsorção descreve adequadamente o processo de adsorção.

O fator preponderante para o aumento da eficiência da lama vermelha na adsorção de RB19 foi a alteração do pH do meio para um valor inferior ao pHPCZ do material adsorvente.

Quando o pH do meio é ácido, tanto para a lama vermelha sem tratamento quanto a lama vermelha tratada termicamente tratada o fenômeno de adsorção foi descrito com propriedade pela linearização de Langmuir, sendo possível atribuir a essas amostras a capacidade de remoção de RB19 na proporção 153mg.g-1. Nessas condições, nota-se ocorrência de intensos fenômenos de adsorção e eficiente remoção de corante RB19 da solução aquosa. Neste caso, a isoterma de Langmuir é mais adequada para descrever o processo de adsorção. A amostra LVn foi a que apresentou maior capacidade de remoção de cor e, em contrapartida, LV6 apresentou-se como o pior adsorvedor. Destaca-se que a amostra LV1, apesar de apresentar elevada capacidade de adsorção segundo Langmuir (308,8 mg.g-1) e, coincidentemente, ser a amostra que após tratamento térmico apresentou maior área específica, não pode ser considerada como a melhor amostra para ser utilizada na remoção de RB19 da solução aquosa. Neste caso cabe uma avaliação criteriosa, que considere o coeficiente de determinação (r²) da ordem de 0,11, que indica que o modelo de Langmuir não pode ser usado

para descrever esse processo de adsorção, somado ao fato de que, conforme supracitado, o aumento na área específica não tem relação direta com o aumento no número e tamanho dos poros de adsorção. Sendo assim, este resultado não representa a realidade do fenômeno de adsorção e deve ser descartado.

Quando em pH alcalino, a lama vermelha apresenta baixa capacidade na remoção de corante em solução aquosa. Nessas condições o modelo que melhor representa o processo de adsorção de RB19 em lama vermelha com e sem tratamento é o de Freundlich, atribuindo-se uma capacidade de adsorção em torno de 0,07mg.g-1. Além disso, é possível dizer que a lama vermelha tratada com HCl é a que apresenta piores condições de adsorção, com remoção da ordem de 0,01 mg.g-1.

O carvão ativado da casca do coco, não possui grande afinidade com o corante RB19, apresentando, quando o pH do meio é ácido, capacidade de adsorção da ordem de 50,4 mg.g-1.

Quando comparada aos processos de oxidativos avançados e à adsorção em carvão ativado, verifica-se superioridade da técnica de adsorção em lama vermelha para remoção de RB19 em solução aquosa. Para o caso específico deste estudo, verificou-se elevada capacidade de adsorção de RB19 em lama vermelha. Quando as concentrações iniciais de corante RB19 em solução aquosa eram da ordem de 100 mg.L-1_{, chegou-se a atingir eficiência de 97% de remoção} quando o pH do meio foi ajustado para 4,0. o que permite concluir que a lama vermelha é um material adsorvedor com elevada capacidade de remoção para o corante Reativo Azul 19, e apresenta-se como um material alternativo e de baixo custo, com potencial para aplicação nos processos de tratamento de efluentes das indústrias têxteis.

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No documento Caracterização da lama vermelha e sua aplicabilidade na adsorção do corante têxtil Reativo Azul 19 (páginas 112-131)