60ª Reunião Anual da SBPC

INTRODUÇÃO:

A preocupação e o interesse com as questões ambientais vêm aumentando com o passar das décadas. Cientistas do mundo inteiro vêm desenvolvendo pesquisas que visam avaliar e diminuir os impactos da poluição da biosfera, além de desenvolver tecnologias limpas, que geram menos resíduos. Dentre os vários poluentes, os metais têm recebido atenção especial, uma vez que alguns são extremamente tóxicos, para uma grande variedade de organismos, mesmo em concentrações baixas. Diante disso, métodos alternativos vêm sendo investigados como, por exemplo, a adsorção com biosorventes. Um desses biosorventes é a quitosana, que é um polissacarídeo amino, derivado do processo de desacetilação da quitina, que constitui a maior fração dos exoesqueletos de insetos e crustáceos, sendo assim assumido como o segundo composto orgânico mais abundante na natureza, ficando atrás apenas da celulose. A obtenção da quitosana através da quitina é um método bem conhecido na literatura. Seu uso além de envolver o setor farmacêutico (agente anti-inflamatório) e alimentício (agente coagulante do queijo), vêm sendo usados intensamente na adsorção de metais onde tanto os metais quanto a quitosana podem ser recuperados posteriormente. Neste trabalho, investiga-se a modificação química da superfície da quitosana com CETREMIDE (Brometo de cetil trimetil amônio), para obtenção de um sal de amônio quaternário de quitosana, o qual possui sítios catiônicos; e avalia-se as propriedades de adsorção do íons Cobre (II) e Cromo (III) neste sistema.

METODOLOGIA:

A pesquisa foi desenvolvida nas instalações do laboratório de Química Orgânica da Universidade Estadual da Paraíba em Campina Grande-PB. Inicialmente fez-se a modificação química na estrutura da quitosana. Em uma segunda etapa preparou-se soluções contendo os metais cobre (II) e cromo (III). A modificação química da quitosana foi feita da seguinte forma: Inicialmente fez-se a dispersão desta em meio aquoso, à 300ml de água destilada foram adicionados 30g de quitosana, em seguida foram adicionados 60,6g de cetremide, esta mistura ficou sob agitação a 60 ºC por 24h. Após este período, precipitou a mistura com acetona, e o substrato final foi filtrado à vácuo, seco à 60 ºC e armazenado. O experimento de adsorção foi feito, partindo-se de 13g do Sal de Amônio Quaternário de Quitosana (SAQQ), misturado a 200mL de etanol e 10ml de glutaraldeído a 25%. Esta mistura ficou sob agitação por 24h a temperatura ambiente. Após o tempo de agitação fez-se a filtração a vácuo e a secagem a 60 ºC. Uma alíquota do material obtido foi enviado para caracterização pela técnica de espectroscopia na região do infravermelho. Numa segunda etapa foi feito o preparo das soluções do metal (CuSO₄ e CrCl₃ ) com concentrações iniciando em 200ppm e variando de cem em cem até 1000 ppm de metal. Em recipientes de vidros de 100ml, foram adicionados 0,5g de SAQQ e 100ml das soluções de concentrações variadas, a mesma permaneceu em contato por 24 h sob agitação. Após o período de agitação, foram filtradas e enviadas para a quantificação do metal por absorção atômica.

RESULTADOS:

A análise por espectroscopia na região do infravermelho permitiu observar e classificar algumas bandas relativas a vibrações características dos grupos funcionais presentes na estrutura da quitosana pura e da quitosana modificada com cetremide. A introdução de certos grupos funcionais na matriz polimérica da quitosana pode proporcionar uma maior interação com um grande número de íons metálicos, e consequentemente poderá ser empregada em processos de pré-concentração. Observando a concentração dos íons metálicos adsorvidos percebe-se que a quantidade de substrato que foi utilizada, de 0,5g, consegue adsorver uma quantidade de Cu²⁺ entre 0,1981g e 0,9838g, isso equivale a uma variação de concentração entre 198,05ppm e 983,82ppm, e de 0,1992g e 0,9985g de Cr³⁺, correspondente à variação de 199,16ppm a 998,48ppm de solução.

CONCLUSÕES:

Os resultados obtidos pelas análises de espectroscopia vibracional na região do Infravermelho da quitosana mostraram duas bandas com significação, essas bandas são atribuídas às vibrações dos grupos OH, do N-H e do grupo amina (NH₂). Estes dados são condizentes com resultados da literatura especializada que afirma ser o grupo amina livre o responsável pelo processo de coordenação de metais na estrutura da quitosana, sendo inclusive recomendado para o tratamento de águas contaminadas por metais pesados. No espectro da quitosana modificada com o sal de amônio quaternário, percebeu que se mantiveram as características da quitosana, apenas ocorreu modificação nas bandas, e consequentemente no número de onda. De acordo com os resultados dos experimentos onde se utilizou os metais, foi possível determinar o limite de adsorção do íon metálico e a massa de substrato, que deve ser utilizada para absorção de uma concentração de íon metálico conhecida.

Trabalho de Iniciação Científica

Palavras-chave: Adsorção, Quitosana, Metais Pesados

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