O ESTUDO DA CINÉTICA DE ADSORÇÃO DE CORANTES TÊXTEIS PELO BIOPOLÍMERO QUITOSANA
Magali O. Bonatti (IC), Ricardo A. Rebelo (PQ) e Ivonete O. Barcellos (PQ)
Universidade Regional de Blumenau – FURB, Blumenau, SC
CEP 89010-971
palavras-chave: cinética, corantes têxteis e quitosana
O problema da poluição ambiental tem caráter mundial e vem exigindo ações preventivas e corretivas para situá-lo em níveis aceitáveis, compatíveis com a preservação da qualidade de vida.
Dentre as atividades industriais poluentes temos a têxtil, geradora de alta carga residual conhecida como lodo, e freqüentemente emissora de efluente tratado que não atende ao parâmetro de controle ambiental cor, para o qual é exigido virtual ausência.
Vários processos e produtos podem ser empregados para a remoção de cor, tais como, adsorção, coagulação, técnicas biológicas e oxidação química, destacando-se a utilização de alúmen ou sais ferrosos com polieletrólitos, os quais têm o inconveniente de gerar lodos inorgânicos.
O uso do polímero biodegradável quitosana para a adsorção de uma variedade de corantes tem sido demonstrado com sucesso, inclusive quando do emprego de efluente industrial têxtil, com resultados satisfatórios também sobre outros parâmetros de análise, nominalmente: DBO, DQO e resíduo total dissolvido por evaporação.
Para um melhor aproveitamento desta tecnologia se faz necessário o conhecimento detalhado do mecanismo envolvido na remoção de cor. Desta forma, foram iniciados estudos cinéticos com corantes comerciais, considerando-se também a influência do pH e temperatura sobre o processo.
Quitosana com granulometria entre 100 e 200 mesh foi empregada neste trabalho, sendo caracterizada quanto ao seu grau de desacetilação e massa molecular pelas técnicas de titulometria e viscosimetria, respectivamente. Os seguintes corantes reativos foram estudados sem qualquer purificação adicional: Procion H-E4R, H-E3B e H-EGN. A adsorção foi acompanhada pela técnica de espectrofotometria do UV-Vis monitorando-se a absorção dos corantes nos seguintes lmáx.: H-E4R (420nm), H-E3B (530nm) e H-EGN (620nm). Para a determinação do Kobs,ordem da reação e efeito da temperatura, experimentos foram conduzidos em pH 7,0 à 35, 45, 55 e 650C e quitosana à 0,25; 0,50, 1,00 e 2,00%. Na determinação das energias de ativação (Ea) em pH 7,0, empregou-se temperaturas de 35, 45, 55 e 650C, com a quitosana na concentração de 0,25%. Os seguintes valores de pH foram considerados para determinar sua influência no processo: 4,3; 7,0 e 10,3, sendo os experimentos conduzidos à 550C em presença de quitosana à 0,50%.
O processo de adsorção para os três corantes mostrou um comportamento típico de primeira ordem, apresentando coeficientes de correlação linear (r1) de 0,99728 a 0,99997, com o equilíbrio sendo alcançado após 30 minutos. Independentemente da temperatura, os experimentos apresentaram semelhante comportamento cinético.
Para as quatro temperaturas estudadas observou-se que a cinética de adsorção apresentou valores de Ea dependentes do tipo de corante, determinando-se os seguintes valores em kJ/mol: amarelo H-E4R (37,37), azul H-EGN (21,39) e vermelho H-E3B (21,38). Tais valores indicam tratar-se de fenômeno físico.
Os resultados experimentais relativos ao equilíbrio de adsorção em função do pH indicaram uma influência desta propriedade no processo envolvendo os corantes amarelo H-E4R e azul H-EGN, sendo inexpressiva para o vermelho H-E3B. Em pH 4,3 tivemos um melhor desempenho da quitosana com o amarelo H-E4R, enquanto que com o azul H-EGN, em pH 7,0.
Este comportamento diferenciado poderá causar dificuldades na remoção de cor dos efluentes industriais têxteis, que são comumente misturas de corantes.
A eficiência do biopolímero não é afetada significativamente pela variação de temperatura, sendo um aspecto favorável quando consideramos que nas ETEs têxteis a temperatura varia durante o processo, situando-se geralmente acima de 400C.
Os valores de energia de ativação indicam tratar-se de fenômeno físico, podendo-se considerar a reversibilidade do processo para a reutilização do adsorvente.
Quanto ao pH, este deve situar-se preferencialmente em valores <7, sendo este valor facilmente obtido nas estações de tratamento. Devemos destacar que para o tratamento biológico desses efluentes, o pH é necessariamente corrigido para 7,0.
Finalmente, podemos dizer que a quitosana é um material alternativo para a remoção de cor de efluentes têxteis, com efeitos positivos sobre outros parâmetros de controle ambiental, além de constituir matéria orgânica biodegradável.
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