| A. Ciências Exatas e da Terra - 4. Química - 2. Química Ambiental |
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USO DE CARVÕES ATIVADOS COMERCIAIS E MODIFICADOS NA RETENÇÃO DE Cd(II) E Cr(III) |
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| Gisele de Souza Alves 1 |
| Cristiane Imenes de Campos Bueno 1 |
| Wagner Alves Carvalho 1 |
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| (1. Faculdade de Química, CEATEC, PUC-Campinas) |
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| INTRODUÇÃO: |
Metais tóxicos estão presentes em efluentes descartados no meio ambiente por várias atividades industriais. Dentre os processos de retenção destes metais, temos a utilização de alguns materiais naturais como o carvão ativado, que vem merecendo atenção por não apresentar elevados custos de processo. A adsorção de íons metálicos presentes em soluções aquosas pelo carvão depende da espécie metálica, das condições da adsorção e da superfície do adsorvente. A adsorção pode ser realçada pela presença de grupos funcionais fracamente ácidos na superfície do sólido. Neste trabalho, avaliamos a capacidade de retenção de três carvões ativados brasileiros, identificados por Brascarbo, Clarimex 061 e Clarimex 061 tratado com HNO3. |
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| METODOLOGIA: |
Carvões comerciais foram obtidos da Brascarbo Agroindustrial Ltda. (Paraná, Brasil). Eles foram identificados como Clarimex 061 (carvão ativado com ácido fosfórico a 400oC) e Brascarbo (carvão ativado com vapor d’água a 800oC). Os carvões foram utilizados sem qualquer tratamento prévio. Em um estudo subseqüente, o carvão Clarimex 061 passou por uma lavagem com ácido nítrico a fim de intensificar sua ativação. Os testes de adsorção foram realizados em sistemas contendo 0,1g de carvão ativo em pó em contato com 6,0 mL das soluções dos metais de interesse, em concentrações variando de 10 a 1000 mg L-1. Os sistemas foram mantidos sob agitação magnética por 60 min, e a fase líquida foi separada por filtração com filtro RC15 0,2mm acoplado a uma seringa. As concentrações finais das soluções resultantes foram determinadas em um espectrofotômetro de absorção atômica Perkin Elmer-Analyst300. |
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| RESULTADOS: |
A concentração total dos grupos funcionais de superfície, determinada pelo método de Boehm, é de 0,480 e 2,380 meq g-1, respectivamente para o carbono Clarimex e Brascarbo. O carvão Brascarbo possui 0,963 meq g-1 de grupos básicos, enquanto o Clarimex não apresenta basicidade detectável. A forma da curva de afinidade de prótons para o Brascarbo é típica para carbonos anfóteros, enquanto no Clarimex ocorre uma superfície heterogênea com contribuição total de grupos ácidos. A ativação afeta profundamente a retenção dos metais. Constatamos que o processo de retenção dos cátions metálicos é rápido. Tipicamente, o equilíbrio é atingido em um tempo inferior a 15 min, demonstrando que os sítios de adsorção estão bastante acessíveis, provavelmente situados em poros que não conferem impedimento estérico à aproximação das espécies metálicas hidratadas. Outros sólidos com estruturas porosas tridimensionais, como as zeólitas, requerem tempos muito superiores para atingir o equilíbrio como, por exemplo, 24 horas para a escolecita. Para concentrações iniciais de 1000 mg L-1, as retenções de Cr(III) e Cd(II) foram, respectivamente, 7,2 e 10,7 mg g-1 (Brascarbo); 1,7 e 10,6 mg g-1 (Clarimex) e 3,2 e 7,6 mg g-1 (Clarimex tratado com HNO3). O comportamento pode ser relacionado às diferenças existentes nos sítios carbonilados presentes na superfície dos sólidos. O aumento substancial na retenção dos metais pelo carvão Clarimex tratado com HNO3 é justificado pelo aumento na concentração dos grupos funcionais de superfície (de 0,480 para 2,512 meq g-1) e na sua conversão a um comportamento anfótero, com 0,616 meq g-1 de grupos básicos. |
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| CONCLUSÕES: |
Os resultados obtidos indicam que o principal mecanismo responsável pela retenção dos cátions metálicos está relacionado à formação de complexos com átomos de oxigênio de grupos funcionais na superfície dos carvões. Analisando a influência do pH na retenção dos metais, observamos que para os carvões Brascarbo e Clarimex tratado com HNO3 houve um aumento de até 6 vezes na quantidade retida quando o pH variou de 1 a 6, enquanto que a influência do pH no carvão Clarimex foi muito pequena. Este comportamento deve estar relacionado à desprotonação de grupos funcionais na superfície dos carvões e a menor competição pelos sítios de troca.
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Instituição de fomento: CNPq
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Trabalho de Iniciação Científica
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Palavras-chave: adsorção; carvão ativo; metais pesados. |
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| Anais da 58ª Reunião Anual da SBPC - Florianópolis, SC - Julho/2006 |
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