62ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 4. Química - 6. Química Inorgânica

ESTUDO DAS ISOTERMAS DE ADSORÇÃO DOS ÍONS COBRE (II) POR QUITOSANA MODIFICADA QUIMICAMENTE COM TIOACETAMIDA

Guilherme Leocárdio Lucena dos Santos 1 Luzia Maria Castro Honório 1 Vandecí Dias dos Santos 2 Afranio Gabriel da Silva 3

1. Departamento de Química - CCT - Universidade Estadual da Paraíba - UEPB 2. Profa. Dra/Orientadora - DQ - CCT - Universidade Estadual da Paraíba - UEPB 3. Prof. Dr/Orientador - DQ - CCEN - Universidade Federal da Paraíba - UFPB

INTRODUÇÃO:

Polissacarídeos naturais têm sido amplamente investigados nos últimos anos em relação às suas características físico-químicas e aplicações. Dentro esta classe de materiais, a quitosana pode ser considerada um dos materiais mais estudados recentemente. Biopolímero do tipo polissacarídeo, biodegradável, hidrofílico, não tóxico, biocompativel e derivado do processo de desacetilação da quitina, a quitosana possui uma estrutura molecular quimicamente similar à fibra vegetal chamada celulose, diferenciando-se somente nos grupos funcionais. O tratamento clássico de efluentes contendo metais envolve processos físico-químicos de precipitação, troca iônica e eletroquímica. Contudo, essas técnicas tradicionais são inadequadas para a descontaminação de grandes volumes de efluentes contendo metais em baixas concentrações, devido à baixa eficiência operacional e aos elevados custos deste processo. Diante disto, a adsorção utilizando adsorventes naturais vem sendo objeto de estudo de vários pesquisadores, uma vez que este método vem proporcionando resultados satisfatórios, além de baixos custos operacionais. Este trabalho teve como objetivo o estudo das isotermas de adsorção do íon cobre (II) utilizando quitosana modificada quimicamente com tioacetamida.

METODOLOGIA:

Para tornar a quitosana quimicamente mais inerte ou resistente ao meio, costuma-se bloquear os seus grupos funcionais, adicionando-se um agente modificador. A introdução de grupos funcionais na estrutura da quitosana aumentam a resistência química e mecânica, a estabilidade, assim como a resistência contra a degradação bioquímica e microbiológica. Desta forma, aproximadamente 5 g de quitosana foram adicionados a 50 mL de tioacetamida (CH3CSNH2) 0,5 M sob agitação por 1 h a temperatura ambiente. Em seguida, foram filtradas, lavadas com Álcool Isopropílico e secadas a 80 ºC por 10 h para evaporação do solvente. O material foi caracterizado por FTIR (Espectroscopia na região do Infravermelho). Para o estudo das isotermas de adsorção, o sistema reacional foi constituído por 200 mg de quitosana modificada com tioacetamida e 100 mL de solução de cobre com concentrações de 200, 400, 600, 800 e 1000 mg/L. O tempo de contato adsorvente/adsorbato, foi de 24h, à temperatura de 25 ºC sob agitação. Após este período realizou-se a filtração e quantificação de íons Cu(II) remanescentes na solução, usando-se a técnica de absorção atômica.

RESULTADOS:

As análises de FTIR permitiram verificar a modificação realizada na estrutura química da quitosana e avaliar a introdução de grupos característicos da tioacetamida. Para o estudo das isotermas de adsorção dos íons cobre (II) a partir dos dados obtidos experimentalmente utilizou-se os modelos matemáticos propostos por Langmuir e Freundlich. Os valores obtidos pelo modelo de Langmuir mostram que o processo é favorável para o íon metálico cobre (II), uma vez que o valor de RL (Parâmetro de equilíbrio do modelo de Langmuir) está entre 0 e 1, intervalo favorável segundo a literatura. Por outro lado, percebe-se que os pontos diferem uns dos outros na tendência da reta. Nas isotermas de Freundlich, percebeu-se uma maior tendência dos pontos experimentais, além de verificar-se que a eficiência do processo encontra-se dentro do intervalo proposto.

CONCLUSÃO:

De acordo com o modelo de Langmuir, as forças que atuam na adsorção são similares em natureza àquelas que envolvem uma reação química, e que a sorção se resume a uma única camada de moléculas da substância sobre a superfície das partículas sólidas, sendo as forças atrativas desenvolvidas entre o sorvente e o sorvido. Por outro lado, o modelo proposto por Freundlich corresponde a uma distribuição exponencial de calores de adsorção. Os sistemas reais podem ser mais bem representados por este tipo de isoterma. Sendo assim, os dados encontrados obedecem aos dois modelos de isotermas propostos, porém ajustaram-se melhor ao modelo de Freundlich.

Instituição de Fomento: Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq

Palavras-chave: Quitosana , Isotermas, Adsorção.