4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 4.1Comprimento de onda do corante Telon Violet

Transcrição

1 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 Av. Três de Março, 511, , 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.

2 Figura 4.1: A máxima absorbância do corante Telon Violet M-RWN 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, , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,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 /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.

3 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, ,385 0,486 97, ,889 0,821 82, ,655 1,193 79, ,181 0,885 41, ,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.

4 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 q m e K a, de Langmuir, e 1/n f e K F, 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 q m e K a, e 1/n f e K F, 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. Coef. Isoterma Equação linear Plot Coef. Angular 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 K F 1/nf r² Telon violet 0,561 1, ,37 0, Os dados experimentais se ajustaram melhor ao modelo de Langmuir, evidenciado através do fator de correlação (r²). A Tabela 4 mostra um valor de q m 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.

5 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/n f < 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 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, 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.