INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE GOIÁS. Câmpus Inhumas. Licenciatura em Química

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE

GOIÁS

Câmpus Inhumas

Licenciatura em Química

ESTUDO DA INFLUÊNCIA DO PH NA FOTODEGRADAÇÃO DO

CORANTE AMARANTO POR RADIAÇÃO SOLAR

Larêssa Nogueira de Resende

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA DE GOIÁS

Câmpus Inhumas

Licenciatura em Química

Larêssa Nogueira de Resende

ESTUDO DA INFLUÊNCIA DO PH NA FOTODEGRADAÇÃO DO

CORANTE AMARANTO POR RADIAÇÃO SOLAR

Orientador: Prof. Dr. Fernando Pereira de Sá

Coorientadora: Profa. Dra. Elisangela C. de Lima Borges Trabalho de conclusão de curso apresentado ao Instituto Federal de Goiás (IFG)/Câmpus Inhumas, como requisito necessário para obtenção do título de Licenciada em Química.

Inhumas, Dezembro de 2017. FOLHA DE APROVAÇÃO

DEDICATÓRIA

Diante deste trabalho, eu agradeço aos meus pais Adilson Dias de Resende e Zilma Claudino Nogueira, as minhas irmãs Michelle Nogueira de Resende e Tuanna Nogueira de Resende, a minha avó Maria das Dores de Lima, ao meu tio Vandeir Rezende de Lima e a todo o resto da minha família pelo apoio dado durante esta jornada.

AGRADECIMENTOS

Agradeço a Deus por me dar forças em todos os momentos nesta jornada tão importante.

Aos meus pais Zilma Claudino Nogueira e Adilson Dias de Resende por me darem apoio durante todos esses quatro anos e por sempre acreditarem em mim.

As minhas irmãs Michelle Nogueira de Resende e Tuanna Nogueira de Resende que sempre me deram forças pra continuar e que tanto me inspiram na luta acadêmica.

A minha irmã de alma Loanny Gontijo por sempre ter acreditado em mim e por estar comigo em todos os momentos.

A minha avó Maria das Dores de Lima por sempre estar comigo e por cuidar mim. Agradeço aos meus tios/as por acreditarem no meu potencial e pelo incentivo dado durante a minha formação.

Ao meu namorado Carlos Henrique Cavallini pelo apoio, carinho e paciência.

Agradeço ao Instituto e todo o seu corpo docente, assim como direção e administração.

Agradeço ao professor Dr. Fernando Pereira de Sá pela orientação do trabalho e pela amizade, paciência e dedicação durante este processo.

Agradeço a professora Raquel Naves e ao professor Fernando Schimidt por terem contribuído com os seus conhecimentos neste trabalho.

A coorientadora Dra. Elisangela C. de Lima Borges pelo apoio dado no desenvolvimento deste trabalho.

Aos meus amigos e companheiros de luta Marcos Rodrigues, Leila Paula Lima e Geovana Gonçalves pela amizade e por me darem força durante todo o curso. Vocês são exemplos pra mim. Obrigada por fazerem esses quatro anos mais belo. Que a força esteja conosco!

‘’ Educação não transforma o mundo. Educação muda as pessoas. Pessoas transformam o mundo.’’

RESUMO

Na atualidade à questão ambiental tem adquirido um enfoque maior trazendo como resultado uma crescente conscientização do problema da contaminação do meio ambiente. Devido a isso, novas normas e legislações cada vez mais restritivas têm sido adotadas a fim de minimizar o impacto ambiental. O descarte dos efluentes coloridos no ecossistema é uma fonte dramática de poluição estética, de eutrofização e de perturbações na vida aquática. A necessidade por tratamentos efetivos dos efluentes vem-se tornando uma preocupação crescente para minimizar os problemas ambientais. Devido a isso a fotocatálise heterogênea inserida nos Processos Oxidativos Avançados está ganhando cada vez mais espaço no tratamento de efluentes coloridos. Um dos parâmetros importantes que pode garantir a eficiência desse tipo de tratamento é a variação do pH. Nesta pesquisa, o processo de fotodegradação com utilização da radiação ultravioleta, do efluente sintético composto pelo corante Amaranto, foi avaliado através das variáveis: pH, tempo de contato e na ausência e presença de fotocatalisador. A quantificação de corantes em soluções, antes e após a fotodegradação, foi realizada com o uso de espectroscopia UV/Vis. Através da metodologia utilizada os resultados obtidos mostram que o tratamento desse corante mediante a fotodegradação solar foi satisfatório na degradação do mesmo, utilizando concentração de 10 mg/L, na presença ou ausência do óxido de zinco e com a variação do pH durante uma exposição de aproximadamente nove horas. Além disso, os resultados mostraram que o pH da solução é um parâmetro primordial na eficiência deste processo, sendo que nas amostras sem o uso do catalisador o melhor pH foi o 12, já com o uso do catalisador o melhor foi o pH 2.

ABSTRACT

At present, the environmental issue has acquired a greater focus resulting in a growing awareness of the problem of contamination of the environment. Because of this, new and increasingly restrictive regulations and legislation have been adopted in order to minimize environmental impact. The disposal of colored effluents into the ecosystem is a dramatic source of aesthetic pollution, eutrophication and disturbances in aquatic life. The need for effective treatment of effluents is becoming a growing concern to minimize environmental problems. Due to this the heterogeneous photocatalysis inserted in the Advanced Oxidative Processes is gaining more and more space in the treatment of colored effluents. One of the important parameters that can guarantee the efficiency of this type of treatment is the variation of the pH. In this research, the photodegradation process using ultraviolet radiation from the synthetic effluent composed of the Amaranto dye was evaluated through the following variables: pH, contact time and in the absence and presence of photocatalysts.The quantification of dyes in solutions, before and after photodegradation, was performed using UV / Vis spectroscopy. Through the methodology used the results show that the treatment of this dye by the solar photodegradation was satisfactory in the degradation of the same, using a concentration of 10 mg / L, in the presence or absence of the zinc oxide and with the variation of the pH during an exposure of approximately nine o'clock. In addition, the results showed that pH of the solution is a paramount parameter in the efficiency of this process, and in the samples without the use of the catalyst the best pH was 12, with the use of the catalyst the best was pH 2.

LISTA DE ILUSTRAÇÕES

Figura 1- Estrutura química do corante Amaranto. ... 13 Figura 2- Fotorreator com a utilização de radiação solar usado nos experimentos de irradiação contendo a solução do corante Amaranto. ... 18 Figura 3- Fotorreator com a utilização de radiação solar usado nos experimentos de irradiação contendo a solução do corante Amaranto. ... 18 Figura 4- Espectrofotômetro digital. ... 19 Figura 5- Amostras do corante Amaranto (10 mg/L), em pH natural, com a utilização de 10 mg de ZnO em vários tempos de irradiação. ... 20 Figura 6- Amostras do corante Amaranto (10 mg/L), em pH natural, com a utilização de 50 mg de ZnO em vários tempos de irradiação. ... 20 Figura 7- Amostras do corante Amaranto (10 mg/L), em pH natural, com a utilização de 100 mg de ZnO em vários tempos de irradiação. ... 21 Figura 8- Espectro UV/VIS do corante Amaranto (10 mg/L), em pH natural, com a utilização de 100 mg de ZnO ... 22 Figura 9- Absorbância em 540 nm do corante Amaranto (10 mg/L), em diferentes pHs das soluções, correspondentes a 360 minutos de irradiação e sem ZnO. ... 22 Figura 10- Amostras do corante Amaranto (10 mg/L) em vários pH’s e sem irradiação. ... 23 Figura 11- Absorbância em 540 nm do corante Amaranto (10 mg/L), em diferentes pHs das soluções, sem irradiação e sem ZnO ... 23 Figura 12- Absorbância em 540 nm do corante Amaranto (10 mg/L), em diferentes pHs das soluções, correspondentes a 360 minutos de irradiação e com 100 mg de ZnO. ... 24 Figura 13- Amostras com pH 2 do corante Amaranto (10 mg/L) com a presença do óxido de zinco em vários tempos de irradiação. ... 24 Figura 14- Absorbância em 540 nm do corante Amaranto (10 mg/L), em diferentes pHs das soluções, sem irradiação e com 100 mg de ZnO. ... 26

LISTA DE SIGLAS

UV/VIS...RADIAÇÃO ULTRAVIOLETA / VISÍVEL

λ

SUMÁRIO

3.2 Preparo da solução do corante Amaranto ... 17

3.4 Coleta de dados ... 19

3.5 Caracterização ... 19

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES ... 20

4.1 Eficiência do óxido de zinco na fotodegradação em pH natural ... 20

4.2 Eficiência da fotodegradação do corante Amaranto (10 mg/L) sem ZnO e com a modificação do pH ... 22

4.3 Eficiência da fotodegradação do corante Amaranto (10 mg/L) com ZnO e com a modificação do pH ... 24

5 CONCLUSÕES ... 27

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 28

APÊNDICE A – Aceite do trabalho: “Fotodegradação do Corante Vermelho Bordeaux por Radiação Solar”... 30

1 INTRODUÇÃO

Devido ao avanço do desenvolvimento industrial, seja na área urbana ou na área agrícola, a quantidade de poluentes que são lançados ao meio ambiente vem sofrendo um aumento drástico propiciando com que os ambientes aquáticos sejam prejudicados, pois os lençóis freáticos, rios, lagos, entre outros, acabam por se tornar o paradeiro final desses contaminantes (BONANCÊA, 2005).

As indústrias de cosméticos, de couro, de papel, têxteis, entre outras, utilizam grandes quantidades de corantes e consomem água limpa nos processos de produção, retornando ao ambiente como efluente. O descarte dos efluentes coloridos no ecossistema é uma fonte dramática de poluição estética, de eutrofização e de perturbações na vida aquática (LUCILHA; TAKASHIMA, 2009).

De acordo com Daneshvar et. al (2005), estima-se que aproximadamente 700.000 toneladas de 10.000 diferentes tipos de corante e pigmentos são produzidas anualmente no mundo, sendo que estas fazem parte dos processos industriais das mais variadas áreas. Decorrente disso, ao longo do tempo, vêm-se aumentando o enfoque nas questões ambientais podendo ser constatada pela criação de novas normas assim como em legislações que diminuem os impactos causados por esses poluentes.

Seguindo uma tendência mundial, a indústria de corantes no Brasil, responsável por pelo menos 5.000 empregos e alto rendimento financeiro, tem dedicado grande esforço para atender às regras de proteção ambiental, embora a aplicação destes corantes no processo de tintura constitua efetivamente um grande problema, uma vez que grandes porcentagens destas indústrias são pequenas empresas, tornando difícil a atividade de fiscalização (GUARATINI; ZANONI et. al, 2000).

Sabe-se que até a metade do século XIX, todos os corantes eram derivados de folhas, raízes, frutos ou flores de várias plantas e de substâncias extraídas de animais. Entretanto, em 1856, houve o surgimento do primeiro corante sintético descoberto na Inglaterra proporcionando as indústrias a utilização de múltiplas variações de cores (GUARANTINI; ZANONI, 2000).

Segundo Sá (2013), os corantes são compostos orgânicos que devido à presença de grupos cromóforos tais como nitro, nitroso, azo e carbonila, possuem a propriedade de absorver luz visível seletivamente, sendo por isso colorido. Uma das aplicações do uso de

corantes está nas indústrias de alimentos. Segundo o artigo 10 do Decreto n∘ 55.871, de 26 de março de 1965 (AGÊNCIA NACIONAL DE VIGILÂNCIA SANITÁRIA, 1965), existem três categorias de corantes permitidas para uso em alimentos: os corantes naturais, o corante caramelo e os corantes artificiais/sintéticos. Com o uso deles, as cores são adicionadas aos alimentos, principalmente, para restituir a aparência original (afetada durante as etapas de processamento, de estocagem, de embalagem ou de distribuição), para tornar o alimento visualmente mais atraente (ajudando a identificar o aroma normalmente associado à determinados produtos), para conferir cor aos desprovidos de cor e para reforçar as cores presentes nos alimentos (CONSTANT; STRINGHETA; SADI, 2002).

O corante Amaranto, que apresenta o comprimento de onda (λ) de 540 nm, se enquadra na classe dos corantes sintéticos reativos em que possui em sua estrutura pelo menos um grupo cromóforo no qual tem como característica a ligação azo (N=N) e grupos sulfônicos (ARAÚJO; YOKOYAMA; TEIXEIRA, 2006). Esse tipo de ligação pode ser identificado na Figura 1 sendo a mesma responsável pela coloração típica do corante em questão.

Figura 1- Estrutura química do corante Amaranto.

Fonte: (PRADO; GODOY, 2003)

Esse tipo de corante é bastante utilizado nas indústrias alimentícias brasileiras por apresentar boa estabilidade à luz, a calor e em meio ácido (GODOY; PRADO, 2003). Entretanto, quando descartado em ambientes aquáticos sem nenhum tipo de tratamento,

a conversão dos grupos sulfonados em íons característicos de corantes aniônicos (MALL; SRIVAS- TAVA; AGARWAL, 2006).

Para o tratamento de efluentes vários tipos de processos como de caráter biológico, químico e físico podem ser utilizados. Nos métodos biológicos o tratamento de Iodo ativado é o mais utilizado por apresentar maior eficiência. Nos métodos físicos, processos como filtração, osmose reversa, adsorção, entre outras, podem ser empregadas para o tratamento de efluentes. Já nos métodos químicos exemplos de processos como coagulação, floculação, métodos de oxidação convencionais também se apresentam como uma alternativa para a degradação de efluentes coloridos (SÁ, 2013).

Diante vários tipos de métodos, os Processos Oxidativos Avançados (POA’s) vêm sendo cada vez mais estudado por se apresentar eficiente no tratamento de corantes alimentícios. Esse processo conta com a formação de espécies altamente oxidantes como, por exemplo, o radical hidroxila (OH•) que é capaz de promover a degradação de vários compostos poluentes mediante a presença ou não de radiação UV (SOBRINHO, 2014). Portanto, nos POA’s ocorre a mineralização da grande maioria dos contaminantes orgânicos presentes nos corantes artificiais, ou seja, o composto não é apenas transferido de fase, mas destruído e transformado em dióxido de carbono, água e ânions inorgânicos (não tóxicos ou de menor potencial tóxico, visto que sabe-se como tratá-los)(SOBRINHO, 2014).

Dentre os POA’s existem ainda sistemas como a fotocatálise homogênea e a fotocatálise heterogênea. Entre estes, pode-se citar os processos que envolvem a utilização de ozônio, peróxido de hidrogênio, decomposição catalítica de peróxido de hidrogênio em meio ácido e semicondutores como dióxido de titânio e oxido de zinco (fotocatálise heterogênea) (NOGUEIRA; JARDIM, 1998). A grande diferença entre os dois é que no sistema homogêneo o catalisador se encontra dissolvido na fase aquosa e no sistema heterogêneo o catalisador é utilizado em uma fase diferente do da solução em questão (BONÂNCEA, 2005). Além disso, Bonância (2005) relata que, ao se fazer uma comparação entre os dois sistemas, o sistema homogêneo não se torna tão viável pelo fato do catalisador em fase aquosa poder apresentar problemas ao meio ambiente.

De acordo com Nogueira e Jardim (1998), o princípio da fotocatálise heterogênea consiste na ativação de um semicondutor por luz solar ou artificial. Este semicondutor é caracterizado por bandas de valência (BV) e por bandas de condução (BC) sendo a região entre elas chamada de band gap. Sobre o processo esses autores relatam que:

A absorção de fótons com energia superior ou igual a bandgap resulta na promoção de um elétron da banda de valência para a banda de condução com geração concomitante de uma lacuna (h+) na banda de valência. Estas lacunas apresentam potenciais bastante positivos o que gera radicais OH• a partir de moléculas de água adsorvidas na superfície do semicondutor os quais podem oxidar o contaminante orgânico (NOGUEIRA; JARDIM, 1998, p. 69).

De acordo com várias pesquisas feitas no ramo da fotodegradação utilizando o método da fotocatálise heterogênea, o catalisador mais utilizado para o tratamento de corantes é o dióxido de titânio (TiO2) por ser muito eficiente na degradação de compostos orgânicos

(SOBRINHO, 2014). Entretanto, outro catalisador que pode ser utilizado para esse tipo de processo é o óxido de zinco (ZnO). Além de ser acessível financeiramente e não ser tóxico, o óxido de zinco apresenta elevada atividade em vários processos fotoquímicos por apresentar energia da band gap de 3,37 eV que é similar ao do dióxido de titânio (3,2 eV) (BORTOLINI, 2017). Outras vantagens sobre o óxido de zinco é que ele apresenta elevada condutividade térmica e boa estabilidade térmica, além de possuir propriedades químicas, físicas, ópticas e elétricas de grande agrado para várias utilidades (BORTOLINI, 2017).

Em um processo fotocatalítico há diversos fatores que influenciam na eficiência de sua reação como, por exemplo, a morfologia do fotocatalisador, intensidade da radiação, temperatura da solução, comprimento da onda de luz, presença de íons, concentração do poluente, quantidade do catalisador, modelo do reator e variação do pH (SOBRINHO 2014). Entre estes, a variação do pH vem sendo destacado nas pesquisas por afetar a eficiência da reação fotocatalítica devido a possíveis interações eletrostáticas entre fotocatalisador e o substrato na solução (SOBRINHO, 2014).

2 OBJETIVOS 2.1 Objetivo Geral

O trabalho tem como objetivo principal estudar a influência do pH na fotodegradação, por radiação solar, docorante Amaranto.

2.2 Objetivos Específicos

 Caracterizar as soluções dos corantes por espectroscopia UV/Visível;

 Estudar a fotodegradação do corante Amaranto em função da quantidade de fotocatalisador na concentração de 10 mg/L;

 Estudar a fotodegradação do corante Amaranto em função da concentração de 10 mg/L sem o uso de fotocatalisador;

 Estudar a fotodegradação do corante Amaranto em função do pH das soluções, com e sem o uso de fotocatalisador;

3 METODOLOGIA 3.1 Materiais

O corante alimentício Amaranto, Figura 1, foi gentilmente cedido pela Importadora Brastókio, sendo utilizado sem tratamento prévio. O ZnO assim como as vidrarias, as soluções tampões, as soluções ácidas e básicas foram cedidas pelo laboratório de Química e Energia e Meio Ambiente do Câmpus Inhumas.

3.2 Preparo da solução do corante Amaranto

O preparo da solução contida no fotorreator foi feito através de três etapas. Na primeira etapa preparou-se a solução padrão medindo 500 mg do corante e adicionando-o em 500 mL de água destilada resultando, portanto, em uma solução de 1000 mg/L. Na segunda etapa foram adicionados a um volume de 5 litros de água uma alíquota da solução padrão preparada anteriormente. Na última etapa foram adicionados 100 mg do catalisador óxido de zinco (ZnO).

3.3 Fotorreator

Para o tratamento do corante Amaranto foi desenvolvido um fotorreator solar baseado no modelo proposto por Ferreira e Daniel (2004), Figuras 2 e 3. O reator possui base de metal com as seguintes dimensões de 1,30 x 1,0 m. Na parte superior desta base metálica fica concentrado um espelho com medidas de 0,7 x 0,5 m responsável por refletir a luz solar por toda a extensão dos dois tubos de quartzo que abrigam o efluente. A ligação entre os tubos de quartzo é feita mediante o uso de mangueiras que completam o circuito por onde a solução perpassa. O efluente a ser tratado fica armazenado em um recipiente metálico que, por meio de bombeamento, passa pelos tubos de quartzo até chegar novamente ao recipiente.

Figura 2- Fotorreator com a utilização de radiação solar usado nos experimentos de irradiação contendo a solução do corante Amaranto.

Fonte: Própria.

Figura 3- Fotorreator com a utilização de radiação solar usado nos experimentos de irradiação contendo a solução do corante Amaranto.

3.4 Coleta de dados

A realização da coleta das amostras foram feitas, aproximadamente, de 2 em 2 horas com ínicio às 8 horas e término às 16 horas durante 2 dias. A cada amostra coletada foram realizadas as modificações do pH em 2, 4, 6, 8, 10 e 12, na concentração de 10 mg/L, com e sem a presença do óxido de zinco além de serem avaliados a variação de temperatura e o horário em que as mesmas foram coletadas.

3.5 Caracterização

O acompanhamento da descoloração das soluções foi realizado por espectroscopia UV-VIS com espectrofotômetro digital da Bel photonics (Figura 4), utilizando cubetas de quartzo de 5 cm3 (caminho óptico de 1 cm), com o monitoramento de varredura entre 190 e 800 nm.

Figura 4- Espectrofotômetro digital.

4 RESULTADOS E DISCUSSÕES

4.1 Eficiência do óxido de zinco na fotodegradação em pH natural

A quantidade de catalisador é um dos fatores que interferem na eficiência do processo de fotocatálise heterogênea. Para avaliar a quantidade ideal e, consequentemente, a eficiência do óxido de zinco na descoloração do corante Amaranto foram analisadas amostras de 10 mg do óxido de zinco (Figura 5), 50 mg (Figura 6) e 100 mg (Figura 7) contidas em 5 litros de solução.

Figura 5- Amostras do corante Amaranto (10 mg/L), em pH natural, com a utilização de 10 mg de ZnO em vários tempos de irradiação.

Fonte: Própria.

Figura 6- Amostras do corante Amaranto (10 mg/L), em pH natural, com a utilização de 50 mg de ZnO em vários tempos de irradiação.

Figura 7- Amostras do corante Amaranto (10 mg/L), em pH natural, com a utilização de 100 mg de ZnO em vários tempos de irradiação.

Fonte: Própria.

Conforme podem ser observadas nas Figuras 5 e 6 as quantidades estudadas de 10 mg e de 50 mg para a fotodegradação do corante em questão não foram satisfatórias visto que não houve descoloração significativa do Amaranto em nenhum dos tempos de irradiação. Já com a utilização de 100 mg de óxido de zinco (ZnO) pode ser observado na Figura 7, na qual percebe-se a descoloração do corante em vários tempos de irradiação. Além disso, na Figura 8, é possível observar o decréscimo da banda de absorção do corante que condiz com os estudos de Sobrinho (2014) no qual relata que a eficiência do óxido de zinco está relacionada ao mesmo possuir alta capacidade de absorver o espectro solar o que o configura como um fotocatalisador ideal para tratamentos de corantes mediante o uso de energia solar. Entretanto, é preciso sempre avaliar a quantidade ideal para que este catalisador se torne realmente eficiente durante o processo de degradação.

Figura 8- Espectro UV/VIS do corante Amaranto (10 mg/L), em pH natural, com a utilização de 100 mg de ZnO . 200 300 400 500 600 700 800 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Abso rb â n ci a  (nm) 0 min 80 min 256 min 671 min 706 min 905 min 1326 min Fonte: Própria.

4.2 Eficiência da fotodegradação do corante Amaranto (10 mg/L) sem ZnO e com a modificação do pH

A Figura 9 mostra a relação entre a absorbância e o pH das amostras com concentração de 10 mg/L, correspondentes ao tempo de 360 minutos de exposição a radiação solar.

Figura 9- Absorbância em 540 nm do corante Amaranto (10 mg/L), em diferentes pHs das soluções, correspondentes a 360 minutos de irradiação e sem ZnO.

2 4 6 8 10 12 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Abso rb â n ci a pH Fonte: Própria.

Percebe-se pela Figura 9 que, em relação aos demais, o pH 12 foi o mais eficiente na descoloração do corante alimentício Amaranto. Conforme também observado na Figura 10 de forma qualitativa e Figura 11 de forma quantitativa, essa eficiência pode ser explicada devido ao fato que, como a solução inicial do corante é acida (pH 5), este fenômeno é consequência da reação ácido + base ⟶ sal + água fazendo com que no início do processo grande quantidade do corante reaja (FARIA et.al., 2011).

Figura 10- Amostras do corante Amaranto (10 mg/L) em vários pH’s e sem irradiação.

Fonte: Própria.

Figura 11- Absorbância em 540 nm do corante Amaranto (10 mg/L), em diferentes pHs das soluções, sem irradiação e sem ZnO

0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 Abso rb â n ci a

4.3 Eficiência da fotodegradação do corante Amaranto (10 mg/L) com ZnO e com a modificação do pH

Na Figura 12 é possível observar a relação entre a absorbância e o pH das amostras correspondentes a 360 minutos de exposição da radiação solar na presença do óxido de zinco.

Figura 12- Absorbância em 540 nm do corante Amaranto (10 mg/L), em diferentes pHs das soluções, correspondentes a 360 minutos de irradiação e com 100 mg de ZnO.

2 4 6 8 10 12 0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 Abso rb â n ci a pH Fonte: Própria.

De acordo com o observado, o pH 2 foi o que apresentou melhor eficiência na descoloração do corante Amaranto. Essa eficiência pode ser mais bem observada através da Figura 13, que mostra de forma qualitativa a descoloração do corante.

Figura 13- Amostras com pH 2 do corante Amaranto (10 mg/L) com a presença do óxido de zinco em vários tempos de irradiação.

De acordo com Sobrinho (2014) o ponto isoelétrico do óxido de zinco é de 9,0 o que significa que para valores em que o pH é maior que o ponto isoelétrico a superfície deste fotocatalisador está negativamente carregada e para os valores menores está positivamente carregada fazendo com que haja interações eletrostáticas entre o fotocatalisador e o substrato na solução.

O pH da solução afeta a carga superficial dos adsorventes, bem como o grau de ionização dos diferentes poluentes. Quando o pH do sistema aumenta, há também um aumento no número de sítios ativos carregados negativamente e o número de sítios carregados positivamente diminui (SÁ, 2013).

O corante Amaranto é aniônico, o que significa que em meio aquoso haja dissociação e a conversão dos grupos sulfonados em íons. Para valores de pH básico, ocorre desprotonação dos grupos hidroxilas e as cargas positivas na superfície do corante diminuem, levando à diminuição da remoção dos corantes. Além disso, o corante aniônico deve estar em competição com OH− nas soluções (SÁ, 2013). Assim, estes fatos explicam o favorecimento do aumento da quantidade absorvida em condições ácidas.

Por outro lado, o aumento incomum na quantidade removida em pH próximo a 12, pode ser explicado pela diminuição da absorbância no 𝜆𝑚𝑎𝑥 destes corantes na ausência do processo de absorção, apenas pelo fato do meio ser básico (SÁ, 2013), conforme pode ser observado na Figura 14. Fato semelhante ao que ocorre no processo sem utilização do ZnO já descrito anteriormente.

Figura 14- Absorbância em 540 nm do corante Amaranto (10 mg/L), em diferentes pHs das soluções, sem irradiação e com 100 mg de ZnO.

2 4 6 8 10 12 0,24 0,26 0,28 0,30 0,32 0,34 0,36 Abso rb â n ci a pH Fonte: Própria.

5 CONCLUSÕES

De acordo com os resultados descritos anteriormente, pôde-se comprovar que os procedimentos apresentados obtiveram resultados satisfatórios. Através desse estudo, foi possível observar a influência do pH na descoloração do corante Amaranto mediante a radiação solar sendo que, com a presença do óxido de zinco, o pH 2 apresentou melhor eficiência e sem o mesmo, o pH mais eficiente foi o 12 o que mostra a importância deste parâmetro no processo de fotodegradação. Além disso, também se pode constatar a eficiência do óxido de zinco como semicondutor/catalisador na degradação do corante Amaranto com a utilização de uma pequena quantidade do mesmo. Mediante este estudo, têm-se que a utilização dessa metodologia no tratamento de corantes alimentícios pode ser considerada satisfatória já que proporciona a preservação da qualidade da água, seja nos rios ou lagos, visto que ainda pode ser reaproveitada nos processos industriais.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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APÊNDICE A – Aceite do trabalho: “Fotodegradação do Corante Vermelho

Bordeaux por Radiação Solar”