62ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 4. Química - 3. Química Analítica

Estudo Termonalítico da perlita pura e modificada com quitosana.

Elisama Vieira dos Santos 1 Francisca Edivânia de Morais 1 Márcia Lima da Silva 1 James Pyetro do Amaral Nogueira 1 Carlos Alberto Martinez Huitle 1 Nedja Suely Fernandes 1

1. UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO NORTE/UFRN

INTRODUÇÃO:

A perlita é um mineral de origem vulcânica inerte, que expandido através do calor resulta num produto leve e branco em forma de grãos. Quando a perlita moída é aquecida a mais de 900ºC ocorre uma expansão de 4 a 20 vezes seu volume original de maneira similar à pipoca. A perlita apresenta a seguinte composição molar [9,4 SiO2: Al2O3: 0,5 Na2O: 0,39 K2O: 0,12 CaO: 1,2 H2O + (MgO 0,016: 0,035 Fe2O3: 0,013 TiO2)], sendo caracterizada como um aluminossilicato. Quase toda a perlita é consumida na forma expandida e pode ser aplicada na construção civil, horticultura, filtros, isolante (térmico e acústico), blocos refratários e tijolos. Esse aluminossilicato vem sendo utilizado como adsorvente de metais pesados na sua forma expandida ou modificado com quitosana, um dos mais abundantes biopolímeros encontrados na natureza. Tanto a perlita quanto a quitosana apresentam características para adsorção de metais, sendo um bom adsorvente. No presente estudo a perlita previamente tratada com ácido cítrico para ativar os seus sítios ácidos foi modificada com quitosana e caracterizada através da Termogravimetria (TG) e Termogravimetria Derivada (DTG) com o intuito de determinar o percentual de quitosana na perlita.

METODOLOGIA:

As amostras da perlita expandida utilizadas neste estudo foram fornecidas pela Schumacher Insumos localizada no Rio Grande do Sul e proveniente da Argentina. A perlita foi peneirada na mesa vibratória PRODUTESTE modelo T, granulometria correspondente a 32 mesh e tratada com ácido cítrico por 4 h para remover qualquer componente solúvel da perlita. Em seguida a perlita tratada foi lavada com água deionizada e seca em estufa com circulação forçada de ar a 60°C por 4 h. Em seguida 1 g de quitosana foi dissolvida na solução de ácido cítrico 0,2 mol/L para a preparação do gel. Ao gel formado foi adicionado 2g de perlita tratada com ácido. A mistura foi agitada por 4h e aquecida a (40-50°C) para a obtenção de uma mistura homogênea. Os granulos esféricos de quitosana para revestir a perlita foi preparado com adição de uma solução de 0,70 mol/L NaOH para a precipitação.Os grânulos foram lavados com água deionizada para a obtenção de um pH neutro e secas em estufa a 60°C por 24°C.Para determinar o percentual de quitosana na perlita foi utilizado uma termobalança modelo DTG - 60 da Shimadzu nas seguintes condições: aquecimento até 900 oC, razão de aquecimento de 10ºC min-1, cadinho de alfa-alumina, atmosfera de nitrogênio com vazão de 50mL min-1.

RESULTADOS:

As amostras foram divididas em perlita expandida pura, perlita tratada com ácido cítrico, quitosana pura e perlita revestida com quitosana e em seguida foram avaliadas por Termogravimetria (TG). A perlita pura teve inicialmente um ganho em torno de 479,27°C correspondendo a 3,30%, indicando provavelmente que o argilomineral adsorveu o nitrogênio utilizado na análise. Em seguida ocorreu uma decomposição de 8,02% com início em 489,27°C. Após o tratamento de ativação dos sítios ácidos na perlita expandida à análise termogravimétrica comprovou uma perda de massa total de 5,75%. Para a quitosana é observado três perdas de massa perfazendo um total de 100% em 618,34 oC. A perlita revestida com quitosana apresentou três etapas de perdas de massa, sendo a primeira com 12,09% de massa no intervalo de 23,00 a 80,78°C, correspondendo à etapa de desidratação. A segunda perda de massa ocorreu no intervalo de 232,79 a 338,97°C equivalente a 14,29% e a terceira decomposição ocorreu entre 338,97 e 515,03 °C com 14,55% de perda de massa. A perda de massa total ficou em torno de 52,75%. Considerando todos os resultados verificou-se a presença de 34,34% referente à presença de quitosana na perlita, mostrando dessa forma a capacidade da perlita em incorporar a quitosana na sua superfície.

CONCLUSÃO:

Com base na Termogravimetria pode-se concluir que a ativação dos grupos ácidos da perlita expandida com ácido cítrico possibilitou um revestimento de quitosana correspondente a 34,34%, indicando que o procedimento utilizado foi satisfatório, possibilitando realizar a adsorção de metais. Além disso, foi observado que é necessário aumentar a temperatura de secagem da perlita revestida com quitosana, em função do elevado percentual de água observado pela curva termogravimétrica.

Instituição de Fomento: Coordenação e Aperfeiçoamento de pessoal de nível Superior - CAPES e PETROBRAS

Palavras-chave: Perlita, Quitosana, Análise térmica.