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ESTUDO COMPARATIVO DA ADSORÇÃO DE ÍONS MONOVALENTES DE PRATA PELO CARVÃO DAS SEMENTES DE Moringa Oleifera LAM REIS, L. H. Q. SILVA, A. M. S.
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Adsorção Classifica-se como interação superficial entre dois compostos, o adsorvente e o adsorvato. A adsorção pode ser separada em função das forças envolvidas em dois grupos: a quimissorção e a fisissorção. Existem diversos modelos matemáticos para descrever o processo.
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Adsorção Adsorção é uma das técnicas usadas para remoção de metais pesados e outros contaminantes. O processo de adsorção, apresenta altas taxas de remoção para baixas concentrações de metais. Geralmente, a etapa da adsorção é aplicada à fase final do processo para diminuir custos operacionais.
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Carvão Ativado Entre os principais tipos de adsorventes comerciais destacam-se: zeólitas, alumina ativada, sílica e carvão ativado. O carvão ativado destaca-se por causa de sua elevada área superficial (≅1500 m2/g). Muitos estudos são realizados com o intuito de encontrar um carvão com condições ótimas de operação.
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Ativação Superficial O carvão ativado, geralmente é preparado a partir da seleção de determinada fonte de carbono. O carvão é obtido através da decomposição térmica, e a ativação da superfície pode ser química ou física. Física: altas temperaturas (800~1000ºC) em atmosferas pouco reativas (ar, vapor de água, CO2) Química: impregnação de um determinado agente, ácidos, bases, seguidos de aquecimento em torno de 600 ºC.
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Ativação Superficial A ativação superficial influencia muito a capacidade de adsorção de carvões ativados. As distribuição porosa é afetada pela ativação superficial. Cada distribuição porosa possui um isoterma específico.
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Ativação Superficial Figura 1. Definição das isotermas pela IUPAC. FONTE: Almeida, adaptado.
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Ativação Superficial Figura 2. MEV da (a) matéria-prima pura e (b) após a ativação. FONTE: Kalavathy; Miranda (2010 , p adaptada)
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Moringa Oleifera LAM A Moringa Oleifera LAM, uma árvore típica da Índia e África, resistente à estiagem e climas tropicais. Referida por alguns autores como a “árvore milagrosa” Utilizada no combate à fome e a desnutrição em alguns países da África. Estudos apontam o carvão da Moringa como uma boa opção para a substituição de sais de alumínio em estações de tratamento.
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Objetivos Tendo em vista essas considerações, o presente trabalho objetiva realizar uma comparação da adsorção de íons monovalentes de prata (Ag+) para carvões ativados e não-ativados preparados a partir das sementes de Moringa Oleifera LAM.
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Materiais e Métodos As sementes da moringa foram trituradas, para diminuir o diâmetro dos grãos. O óleo das sementes foi extraído pelo Extrator de Soxhlet, usando etanol como solvente. As amostras resultantes das sementes foram secadas em estufa (110 ºC) até atingir peso constante. Uma amostra foi submergida em H3PO4 por 40 horas para a ativação superficial, enquanto que a outra foi levada direto à mufla para carbonização a 500 ºC.
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Materiais e Métodos Após a submersão, secou-se a amostra ativada em estufa (250 ºC) até atingir peso constante, e em seguida a amostra foi levada à mufla para carbonização. Colocou-se as soluções de Ag+ (AgNO3) em contato com o carvão da moringa por 1 hora, sob agitação de aproximadamente 1000 rpm. A concentração final das amostras foi determinada por volumetria de precipitação, utilizando o método de Mohr.
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Resultados Para o Carvão Ativado das Sementes de Moringa, obteve-se o gráfico mostrado na Figura 3. Figura 3. Gráfico de quantidade adsorvida (Q) em função da concentração de equilíbrio das soluções de Ag+. FONTE: Acervo dos autores.
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Resultados Para o Carvão das Sementes de Moringa, sem ativação superficial, obteve-se o gráfico mostrado na Figura 3. Figura 4. Gráfico de quantidade adsorvida (Q) em função da concentração de equilíbrio das soluções de Ag+. FONTE: Acervo dos autores.
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Resultados Os principais modelos estatísticos utilizados para descrever o processo de adsorção são o de Langmuir e de Freundlich. A Tabela 1 a seguir demonstra os dados obtidos: Superfície LANGMUIR FREUNDLICH Parâmetros R2 Qmax (g Ag+.g-1) b n KF Ativada 0,8093 5,130836 0,001298 0,9658 1,818182 0,063096 Não-ativada 0,9843 3,144654 0,000598 0,9690 1,680955 0,017696 n = expoente de Freundlich referente a eficiência do processo de adsorção; se n variar de 1 a 10, o processo é favorável. K = constante de Freundlich referente a capacidade da adsorção; depende da temperatura b= afinidade entre a superfície do adsorvente e o soluto. Tabela 1. Parâmetros obtidos através da adequação dos dados obtidos. FONTE: Autores.
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DISCUSSÃO De acordo com os resultados, pode-se perceber que a distribuição dos poros foi visivelmente afetada. A adsorção de Ag+ mostrou-se efetiva para os dois carvões. É possível perceber que a capacidade de adsorção do carvão ativado foi quase o dobro da não-ativado.
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Conclusão A ativação da superfície garante uma melhor adsorção.
A ativação superficial através da impregnação ácida é um processo oneroso para ser implantado em um sistema de tratamento. Deve ser avaliado o custo-benefício do processo antes da escolha da implementação.
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Referências ALMEIDA, I. L. S. Avaliação da capacidade de adsorção da torta de Moringa Oleifera para BTEX em amostras aquosas f. Dissertação (Mestrado) – Instituto de Química, Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, Disponível em: < /Publico/Diss%20Ivone.pdf>. Acesso em: 20 jul KALAVATHY, M. H.; MIRANDA, L. R. Moringa Oleifera - A Solid Phase Extractant For The Removal Of Copper, Nickel And Zinc From Aqueous Solutions. Chemical Engineering Journal, v. 158, n. 2, p , abril Disponível em: < Acesso em: 20 jul
