ADSORÇÃO SIMULTÁNEA DE Cd(II) E Pb(II) EM LIGNINA KRAFT MODIFICADA COM N,N’-ETILENODIAMINOFTALIMIDA
Edgardo A. Gómez Pineda (PQ), Ana A. Winkler Hechenleitner (PQ), Marcos J.L. Santos (IC), Adriana I. Gomes Pereira (IC) e Armando M. Lazzarim
Departamento de Química – Universidade Estadual de Maringá.
Av. Colombo 5790, 87020-900 Maringá PR
palavras chaves: lignina Kraft, adsorção, metais pesados
Materiais Residuais de agroindústria tem sido utilizados como adsorbentes de íons metálicos como meio de diminuir custo no tratamento de águas contaminadas.
A lignina proveniente da industria do papel é um material natural, renovável, de baixo custo e atualmente utilizado como combustível. Em sua superfície apresenta grupos cromóforos tais como hidroxilas alifáticas e aromáticas, aldeídos, ácidos carboxílicos, etc., que apresentam propriedades de coordenação com íons de metais pesados. Uma maneira de aumentar a quantidade de metais na superfície e aumentar as forças de interação metal-superfície é por meio de modificação desta por reação química. Neste trabalho a lignina kraft foi purificada e submetida a reação com N,N’-etilenodiaminoftalimida em meio básico.
A adsorção de Cd(II) e Pb(II) na lignina modificada (LF) foi feita a partir de soluções 1,0 – 5,0 mM na proporção de 25,0 mL de solução em 50,0 mg de LF. A concentração dos metais no equilíbrio foi medida por espectrometria de absorção atômica. A quantidade de metal adsorbido foi calculado a partir da diferença entre a concentração da solução inicial e a concentração de equilíbrio.
As isotermas de adsorção apresentaram em alguns casos multicamadas. Nos casos em que se observou somente um sítio de adsorção, estas isotermas foram analisadas segundo os modelos de Freundlich e Langmuir. Um resumo dos resultados se apresenta na tabela I. Se observa em todos os casos que a LF obedece melhor ao modelo de Langmuir do que a de Freundlich.
Quando se comparam os valores da capacidade máxima de adsorção (qm) da adsorção com os valores obtidos na dessorção (após lavado com água, secado e dessorvido com HCl 1,0 M) pode-se observar que estes últimos são menores, indicando que existem íons fracamente ligados na superfície e que são facilmente lixiviados com água destilada.
Se observa também que sempre após a lixiviação com água destilada, o processo de dessorção obedeceu o modelo de Langmuir. Outro fato importante é que na adsorção de Pb(II) a pH 5,0 na presença de Cd(II), o aumento relativo de Pb(II) diminui qm e aumenta a constante de equilíbrio K. No caso da adsorção de Cd(II) na presença de Pb(II), K apresenta a tendência inversa.
Na adsorção de Pb(II) a pH 6,0 na presença de Cd(II, no processo de dessorção se observa que os valor de qm e K aumentam quando comparados ao mesmo processo a pH 5,0 , indicando que um pH mais alcalino favorece o processo de adsorção de Pb(II), devido provavelmente a um maior números de grupos funcionais superficiais ionizados a pH 6,0
Tabela I. Constantes de Langmuir nos processos de Adsorção/Dessorção de misturas de Pb(II) e Cd(II) a 30ºC
|
Pb(II) pH5 |
|
Adsorção |
|
|
Dessorção |
|
|
mmPb/mmCd |
qm(mol/g) |
K(L/mol) |
R |
qm(mol/g) |
K(l/mol) |
R |
|
2:4 |
não |
Obedece |
Langmuir |
0.231 |
23.29 |
0.9999 |
|
4:2 |
não |
Obedece |
Langmuir |
0.02159 |
0.225 |
1 |
|
6 |
0.415 |
0.662 |
0.9323 |
0.158 |
0.017 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cd(II) pH5 |
|
Adsorção |
|
|
Dessorção |
|
|
|
qm(mol/g) |
K(l/mol) |
R |
qm(mol/g) |
K(L/mol) |
R |
|
2:4 |
12.93 |
0.073 |
0.970 |
Não |
obedece |
Langmuir |
|
4:2 |
1.47 |
0.416 |
0.9932 |
0.212 |
3.723 |
1 |
|
6 |
0.259 |
8.642 |
0.9697 |
0.026 |
8.369 |
1 |
|
Pb(II) pH6 |
|
Adsorção |
|
|
dessorção |
|
|
|
qm(mol/g) |
K(L/mol) |
R |
qm(mol/g) |
K(L/mol) |
R |
|
2:4 |
0.164 |
1.98 |
0.9999 |
0.154 |
1.966 |
0.9999 |
|
4:2 |
0.473 |
0.727 |
0.9076 |
0.275 |
0.725 |
0.9997 |
|
6 |
0.399 |
0.287 |
0.9997 |
0.258 |
0.336 |
0.9999 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Cd(II) pH6 |
|
Adsorção |
|
|
Dessorção |
|
|
|
qm(mol/g) |
K(L/mol) |
R |
qm(mol/g) |
K(L/mol) |
R |
|
2:4 |
0.762 |
4.859 |
0.9939 |
0.008 |
3.875 |
0.9999 |
|
4:2 |
0.523 |
2.547 |
0.9992 |
0.124 |
2.475 |
0.9987 |
|
6 |
0.106 |
0.743 |
0.9999 |
0.247 |
0.191 |
1 |
No caso da adsorção/dessorção de Cd(II) na presença de Pb(II) a pH 6,0 , não se observa variações nos valores de qm quando comparados com os obtidos a pH 5,0. No entanto, se observa uma diminuição dos valores de K.
Pode-se observar através destes resultados, que é possível modificar a lignina kraft de modo a obter materiais com propriedades adsorvedoras de íons metálicos. Quando existe a presença de vários metais em solução, o processo de adsorção/dessorção é modificado quando comparado ao mesmo processo de um único íon em solução.