ADSORÇÃO DE CORANTE ÁCIDO UTILIZANDO RESÍDUO DE FIBRA DE VIDRO
ACID DYE ADSORPTION USING FIBERGLASS WASTE
Ferreira, Raquel Pisani Baldinotti – Campus de Sorocaba – Engenharia Ambiental – raquelpisani@hotmail.com Av. Três de Março, 511, 18087-180, Sorocaba/SP
Orientador: Prof. Dr. Leandro Cardoso de Morais – Campus de Sorocaba Colaborador: Prof. Dr. André Henrique Rosa
Palavras-chave: Resíduo de fibra de vidro; corante; adsorção; isotermas.
Keywords: fiberglass waste; dye, adsorption; isotherms.
RESUMO
Este trabalho vem no sentido de observar a adsorção de corante ácido violeta em resíduo de fibra de vidro.
1.INTRODUÇÃO
O desenvolvimento industrial agrava largamente a quantificação de resíduos gerados; sem reutilização, estes, ocupam uma grande área nos aterros sanitários, e assim como os resíduos, os efluentes têxteis, são um dos principais responsáveis pela contaminação dos corpos de água, no quais geram grandes problemas para a biota e a vida aquática local. È nesta perspectiva que este estudo vem observar a viabilização de um processo de adsorção do corante ácido em fibra de vidro.
2. OBJETIVOS
Estudar a viabilidade da utilização do resíduo de fibra de vidro como adsorvedor de um corante ácido utilizado pelas indústrias têxteis;
Estudar a cinética de adsorção do corante ácido em contato com a fibra de vidro, em um tempo determinado de 24 horas;
Desenvolver o estudo de adsorção de corante ácido, através das isotermas de Langmiur e Freundlich;
3.MATERIAIS E MÉTODOS
Utilizou-se o corante Telon Violet, no qual é um corante ácido utilizado em várias indústrias têxteis do mercado.
Para determinar ao comprimento de onda (λ) do corante, foi-se necessário utilizar o espectrofotômetro Hack UV - modelo DR2800 do Laboratório de química do campus UNESP Sorocaba, cujo funcionamento baseia-se na máxima absorbância em um determinado comprimento de onda.
Para encontrar a maior absorbância do corante Telon Violet, preparou-se uma solução de 0,005 g de corante em 100 ml de água destilada em um béquer, á uma concentração de 50 mg/L.
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
4.1Comprimento de onda do corante Telon Violet
Através dos resultados obtidos na Figura 4.1, o pico de absorbância foi encontrado por volta de 520nm. Este pico indica que o comprimento de onda correspondente a máxima absorbância para o corante Telon Violet M-RWN. Assim, para todo ensaio de absorção do corante, utilizou-se este comprimento de onda. A Figura 4.1, mostra a curva do maior pico de absorbância do corante ácido.
Figura 4.1: A máxima absorbância do corante Telon Violet M-RWN.
1..2 Influência do pH
O efeito inicial do pH na adsorção, foi analisado pelo experimento através de duas amostras, uma com adição de ácido 1M de HCl, amostra (1) e outra sem adição de ácido, amostra (2), respectivamente, como mostra a Tabela 1 abaixo:
Tabela 1: Influência do pH inicial (com concentração do corante à 50mg/L e 10g de resíduo de fibra de vidro).
Amostra (1) Amostra (2)
T(min) Absorbância pH Absorbância pH
0 1,343 0 1,343 5
15 0,843 0 1,328 5
30 0,802 0 1,396 5
60 0,758 0 1,383 7
90 0,736 0 1,367 7
120 0,664 0 1,356 7
240 0,516 0 1,344 8
360 0,369 0 1,295 7
480 0,334 0 1,259 7
1440 0,164 0 1,098 7
2880 0,109 0 1,028 7
Observou-se que a amostra 1, foi a qual obteve-se maior adsorção do corante, encontrando-se a maior velocidade de reação nos primeiros 15 minutos mantendo o pH igual a zero.
A remoção do corante da amostra 1, obteve-se um percentual de 91,88% em um tempo de 48h, contra 23,45% da segunda amostra.
Segundo VIEIRA et al. (2011) diz que [...] “quando o pH do sistema diminui, o número de sítios carregados negativamente também diminui, conseqüentemente o número de sítios positivos aumenta, favorecendo a adsorção do corante aniônico, devido a atração eletrostática, ocorrendo a eletroneutralização da reação”, e ainda ROYER (2008) diz que [...] “ a atração eletrostática das cargas negativas do corante (sulfônicos) com as cargas positivas”, da fibra de vidro, no qual é catiônica, segundo o teste de Lixiviação NBR 10.005/2004. Assim, a rápida adsorção, no momento de contato inicial, em pH igual a zero, pode ser explicada pela disponibilidade de superfície positivamente carregada de fibra de vidro, no qual levou à atração eletrostática rápida do corante aniônico da solução.
O estudo de KHALED et al., (2009) [...] “mostrou que quando utilizado um corante aniônico em pH alcalino a presença de excesso de íons OH-,competem com os ânions de corante de adsorção, assim com o aumento do valor de pH á uma diminuição da porcentagem de remoção do corante.”
O comportamento da reação de adsorção das amostras (1) e (2), são representadas uma gráfico de absorbância (λ) versus tempo (min), como mostra a Figura 4.2 abaixo:
Figura 4.2: Efeito do ácido HCL na reação de adsorção do corante Telon Violet.
1..3Influência da concentração inicial do corante
A influência da concentração inicial do corante na adsorção pela fibra foi estudada. O experimento foi realizado em concentrações de (25 a 250 mg/L), a uma temperatura média ambiente de 23,5° C, e pH ajustado para zero, por todo período de amostragem. Leram-se as absorbâncias de cada concentração em tempos determinados até 24 horas, e posteriormente, converteram-se os valores coletados das absorbâncias em concentrações utilizando a equação linear da curva de calibração acima. Assim, encontrou-se o valor da concentração de equilíbrio para cada concentração estudada.
O comportamento do experimento é mostrado na Figura 4.3.
Figura 4.3: Influência da concentração inicial da adsorção do corante (concentração: de 25 a 250mg/L; fibra de vidro: 10 g; tempo de contato de 24h; pH= 0).
Com os dados da Figura 4.3, pode-se calcular a porcentagem de adsorção do experimento, como mostra a Tabela 2.
Concentração Inicial Ce (mg/L) qe (mg/g) Adsorção %
25 0,566 0,244 97,736
50 1,385 0,486 97,230
100 17,889 0,821 82,111
150 30,655 1,193 79,563
200 116,181 0,885 41,910
250 132,624 1,174 46,950
Observou-se que com o aumento da concentração do corante em solução, diminuiu-se a porcentagem de adsorção. Este fato demonstra que, quanto maior a concentração do corante, mas rápido ocorre à saturação dos sítios vazios da fibra.
1.4. Análise do comportamento das isotermas de adsorção
Analisou-se o comportamento das isotermas, através dos dados da Tabela 2, podendo-se desenvolver o estudo de adsorção construindo-se os gráficos de linearização das isotermas de Langmuir e Freundlich, Figuras 4.4 e 4.5 respectivamente. Os valores de qm e Ka, de Langmuir, e 1/nf e KF, de Freundlich, foram calculados através da equação da linha de tendência gerada pelos dois gráficos da Tabela 3.
Por meio da Tabela 3, pode-se plotar os gráficos de linearização das equações de Langmuir e Freundlich e encontrar os valor de qm e Ka, e 1/nf e KF, respectivamente.
Tabela 3: O qm e Ka da equação de Langmuir, e os valores de KF e 1/nf da equação de Freundlich, encontrados na correlação de coeficientes e probabilidade de fatores das equações.
Isoterma Equação linear Plot Coef. Angular
Coef.
Linear Equação
Langmuir Ce/qe = 1/Kaqm + Ce/qm Ce/qe vs. Ce 1/qm 1/(Kaqm) 2
Freundlich log qe = log KF + (1/nf)log Ce Log qe vs. Log Ce 1/nf log KF 4
Figura 4.4: Linearização da Isoterma de Langmuir.
Figura 4.5: Linearização da Isoterma de Freundlich.
Os parâmetros obtidos da linearização dos modelos de Langmuir e Freundlich para adsorção estão descritos na Tabela 4.
Tabela 4: Resultados obtidos pela linearização das isotermas.
Corante Langmuir Freundlich
Ka qm (mg/g) r² KF 1/nf r²
Telon violet 0,561 1,019 0.96 0,37 0,245 0.83
Os dados experimentais se ajustaram melhor ao modelo de Langmuir, evidenciado através do fator de correlação (r²). A Tabela 4 mostra um valor de qm igual a 1,019 mg g-1, como o esperado, já que o diâmetro da partícula da fibra é de 0,0005 a 0,05 milímetros.
Os resultados de adsorção da fibra mostraram-se eficazes, pois apresentou uma porcentagem de adsorção elevada.
5. CONCLUSÕES
O estudo demonstrou que a adsorção depende do pH, já que a maior taxa de adsorção ocorreu com o pH ácido.
Observou-se que, para o sistema atingir à estabilidade de solução quando adicionou-se HCL sobre o adsorvente, houve um aumento de absorbância, no primeiros 15 min de reação, o que mostra a troca iônica entre a fibra de vidro e o corante ácido, sendo comprovada através da Isoterma de Freundlich com o valor de 1/nf < 1.
Pode-se observar que as isotermas de adsorção do corante Telon Violet seguiram os modelos de Langmuir e Freundlich.
Observou-se que o resíduo de fibra de vidro é eficaz para remoção do corante ácido, já que a porcentagem de adsorção foi elevada.
6. BIBLIOGRAFIAS
KHALED, A.; NEMR, A.; EL-SIKAILY, A.; ABDELWAHAB, O. ScienceDirect, Alexandria, Egypt. 2008.
ROYER, BETINA. Remoção de corantes Têxteis utilizando casca de semente de araucária angustifólia como bioadsorvente. Dissertação (Mestrado em Química) – Instituto de Química, UFRGS, Porto Alegre, 2008.
VIEIRA, A.P.; SANTANA, S A.A.; BEZERRA, C W.B.; SILVA, H A.S.; CHAVES, J A.P.;
MELO, J C.P.; SILVA FILHO, E C.; AIROLDI, C. Brazil. Chem. Soc. 2011, 21-29, 22.
