ALTERNATIVO
LIMA, A. P. M. F. C.*; CARDOSO, A. L.
1Instituto Federal do Espírito Santo – Campus Ibatiba; *anapaulamfcdelima@gmail.com
1. INTRODUÇÃO
O Sulfato de zinco (ZnSO4) é um composto quí- mico cristalino incolor, solúvel em água, raramente encontrado na natureza. Dentre os di- ferentes meios de obtenção, destaca-se a reação do zinco metálico com ácido sulfúrico. De acor- do com a equação 01 descrita abaixo.
Zn(s) + H2SO4(aq) → ZnSO4(aq) + H2 (g) (equação 01)
O sulfato de zinco é utilizado como fonte de Zinco (Zn) e Enxofre (S) em hidroponia, em cul- tivos orgânicos, nas adubações foliar, entre outros.(DE MELO, E.M. et.al., 1999) O Zinco é essencial para o desenvolvimento das plantas, porém, seu uso em excesso é extremamente tóxi- co, tanto às plantas como a outros seres vivos presentes no solo.
O ZnSO4 também é utilizado para repor Zinco (Zn) na dieta de animais, em processos de zinca- gem por galvanoplastia e como mordente em tingimento. Em medicina é utilizado como ads- tringente. (COUTINHO NETO, A. M. et. al. 2010).
Como fonte de zinco metálico foi utilizado as pi- lhas secas de Lechanché. Estas são formadas basicamente por um envoltório de uma liga de zinco, separado por um papel poroso e por uma barra central de grafite envolvida por dióxido de manganês (MnO2), carvão em pó (C) e por uma pasta úmida contendo cloreto de amônio (NH4- Cl), cloreto de zinco (ZnCl2) e água (H2O). O objetivo deste trabalho foi produzir ZnSO4 através da reutilização de materiais que comu- mente são descartados.
2. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL A fonte de Zinco utilizada para produção de ZnSO4 foi o envoltório das pilhas de Lechanché
descartadas. A substância metálica formada por zinco foi limpa e seca para ser utilizada posteri- ormente (Figura 1).
Utilizando uma balança de precisão, foram pesa- dos 40,15g de cartuchos de zinco no total. Em seguida, o zinco metálico foi colocado em um becker contendo 400 ml de solução de bateria (H2SO4 aproximadamente 20% v/v)., como ob- serva-se na Figura 2.
Fig. 2: Reação em
andamento. (Fonte: Ana Paula Lima, 2015)
Fig. 1: Cartuchos de zinco (Fonte:
Ao fim da reação, obtém-se uma mistura reacio- nal onde encontra-se o ZnSO4, além de uma série de impurezas sendo necessário o processo de filtração.
O filtrado obtido foi uma solução incolor. Para que ocorra a precipitação do sal deve-se aplicar um dos métodos:
1- Resfriamento: (Método 01)
Nesse caso a amostra foi levada à geladeira onde ficou por vários dias, ocorrendo a precipitação do sal.
2- Adição de Álcool: (Método 02)
Álcool etílico foi adicionado á parte do filtrado agitando a mistura com um bastão de vidro ocorrendo a precipitação do sal, como mostra a Figura 3, após isso todo o composto foi condicionado ao processo de filtração a vácuo.
Com finalidade de obter crescimento cristalino, em um becker contendo ZnSO4 foi adicionada uma grande quantidade de água visando a super- saturação da solução, onde foi deixada em repouso para que ocorresse a recristalização de modo espontâneo, esta que ocorreu após algu- mas semanas como pode ser observado na Figura 4.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
Na equação 01 apresentada anteriormente, nota- se a mudança de estado físico do zinco, quando dissolvido na solução de bateria gerando energia em forma de calor e variação de temperatura, ca- racterísticas das reações exotérmicas. Ao final da reação foi observado a liberação de gás H2, Após o processo de purificação e precipitação do sal obteve-se um sólido cristalino com aspetos se- melhante ao ZnSO4 comercial.
Os resultados demonstraram que é possível pro- duzir ZnSO4 a partir de material alternativo. Este estudo possibilita a obtenção de novos pro- dutos, de acordo com a equação 02 descrita abaixo:
2ZnSO4 (s) → 2ZnO (s) + 2SO2 (g) + O2 (g) (equação 02)
A caracterização do sulfato de Zinco está sendo realizada, através de testes como: ponto de fu- são, Análise térmica Termogravimetria e Calorimetria Exploratória Diferencial (TG/DSC), Infravermelho e difração de raio X, estes testes estão sendo realizados no departa- mento de química da Universidade Federal de Viçosa (UVF-MG).
A primeira etapa da cristalização consiste na for- mação de íons “embrionários”, que crescem e formam os núcleos. Os núcleos podem ser en- tendidos, de forma genérica, como pequenos cristais (poucas centenas de ångström (Å), (1 Å = 10-10 m). A matéria é continuamente deposita- da na face cristalina a uma taxa proporcional à diferença de concentração entre o ponto de de- posição e a maior parte da solução. (COSTA, I.S, 2012).
Fig. 4: Cristal de ZnSO4, após recristalização,
visto em lupa com aumento de 16 vezes. (Fonte: próprio autor, 2016)
Fig. 3: Precipitado de Sulfato de
Zinco em uma mistura água e etanol. (Fonte: Ana Paula Lima, 2015)
4. CONCLUSÕES E PERSPECTIVAS
Logo ao fim das atividades realizadas, observou- se a eficiência dos métodos empregados para a produção do sulfato aspirado ao início dos expe- rimentos. Esta reação permite uma ampla discussão sobre as questões envolvidas no des- carte da pilha, que é um problema ambiental, das transformações químicas e dos processos de pu- rificação do sal obtido. A recristalização abre um novo leque discussões sobre redes cristalinas e geometria. Análises mais detalhadas, como ca- racterização do material e levantamentos geométricos dos cristais, são possíveis alvos para estudos posteriores e assim, sanar dúvidas que ainda pairam em relação ao comportamento desta substância.
5. BIBLIOGRAFIA
COSTA, I. S. Nucleação e crescimento
cristalino experimentos didático de cristalização. São Paulo, 2012. 191p.
Dissertação (mestrado minerologia e petrologia) Instituto de Geociências IGc/USP. Universidade de São Paulo.
DE MELO, E. M. et.al. efeito da aplicação foliar de sulfato de zinco na produção do cafeeiro (coffea arabica ) Ciênc. e Agrotec., Lavras, v.23, n.1, p.84-95, jan./mar., 1999.
COUTINHO NETO, A. M. et. al. Produção e es- tado nutricional do milho para silagem em função dos modos de aplicação de zinco. Nu- cleus, v.7, n.2, out.2010.
AGRADECIMENTOS
Ao Instituto Federal do Espírito Santo (Ifes – Campus Ibatiba); A Universidade Federal de Viçosa (UFV).