Efeito da temperatura na adsorção de azul de metileno em ... - SBQ

Sociedade Brasileira de Química (SBQ)Efeito da temperatura na adsorção de azul de metileno em serragem.Ariane Torquato da Silva (IC)*, Taís Felix (IC) e Nito Angelo Debacher (PQ)*arianetorquato@yahoo.com.brDepartamento de Química, Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC), Florianópolis - SC.Palavras Chave: adsorção, serragem, coranteIntroduçãoA adsorção é um processo físico-químico muitousado na indústria para a recuperação de solventes,solutos e tratamento de efluentes.Neste trabalho usou-se um subproduto da indústriamadeireira (serragem de Pinus elliotti), comoadsorvente do corante azul de metileno (AM),variando a temperatura do meio, com o objetivo dedesenvolver um modelo para o tratamento deefluentes têxteis.Resultados e DiscussãoOs experimentos de adsorção foram realizados emfrascos de 50 mL termostatizados a 25, 35 e 45°C,sob agitação mecânica de 200 rpm. Asconcentrações iniciais das soluções de AM foram400, 600, 800, 1000 e 1200 mg dm -3 para 1,0 g deserragem de granulometria = 1,89 mm.A quantidade adsorvida foi acompanhada por UV-Visem ? máx = 664 nm.A Figura 1 mostra as isotermas de adsorção para osistema AM/serragem em três diferentestemperaturas (25°C, 35°C e 45°C). Como pode serobservado nas isotermas, à medida que atemperatura aumenta a quantidade máxima adsorvidadiminuiu, indicando que o equilíbrioadsorção/dessorção se desloca para a esquerda.Figura 1. (a) Isotermas de adsorção do AM emserragem a: ¦ 25°C; ? 35°C; ? 45°C. (b)Linearização da Figura 1 (a).q e (mg.g -1 )500450400350300250200(a)0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 220 240 260 280C e (mg.dm -3 )0 50 100 150 200 250 300 350 400 45029 a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de QuímicaC e /q e (g.dm -3 )1,61,41,21,00,80,60,40,20,0C e (mg.dm -3 )A Figura 1(b) mostra a linearização da Figura 1(a)aplicando a equação de Langmuir.CeaL= 1 + Ceq K KeLOnde q e (mg g -1 ) e C e (mg dm -3 ) são as concentraçõesde equilíbrio do soluto na fase sólida e na fase líquida,respectivamente. K L (dm 3 g -1 ) e a L (dm 3 mg -1 ) sãoconstantes de Langmuir relacionadas às propriedadesfísicas do sistema.L(b)Desta forma é possível calcular K L (dm 3 g -1 ) que éigual a constante de equilíbrio para o processo. Osvalores estão mostrados na Tabela 1.Usando a constante de equilíbrio e aplicando arelação termodinâmica ∆G = -RTlnK L e a equação devan´t Hoff d(lnK L )/dT=∆H/RT-∆S/R através do gráfico,Figura 2, é possível calcular os parâmetrostermodinâmicos (∆G, ∆H e ∆S) do processo. Osvalores estão mostrados na Tabela 2.Figura 2. Cálculo dos parâmetros termodinâmicos deadsorção.ln K L6,05,55,04,54,03,53,02,53,15 3,20 3,25 3,30 3,3510 3 (1/T) (K -1 )Tabela 1. Constante de Langmuir ou de equilíbrio etempo de meia vida (t 1/2 ) para o processo.Temperatura 25 o C 35 o C 45 o CK L (dm 3 g -1 ) 301,20 324,39 291,18t 1/2 (min) 34,31 21,73 9,79Tabela 2. Parâmetros termodinâmicos calculados viagráfico, usando a equação de van´t Hoff.?G° ads , J mol -1 ?H° ads , kJ mol -1 ?S° ads , J K -1 mol -114,06 118,72 -351,02ConclusõesComo pode ser observado na Tabela 2, os valores de? G e ? H são positivos indicando um processo deadsorção não favorecido com o aumento detemperatura, ou seja, a quantidade máxima adsorvidadecresce, o que também pode ser observadoexperimentalmente no gráfico da Figura 1(a). Porémcom o aumento da temperatura o equilíbrioadsorção/dessorção é mais rápido favorecido pelaredução da viscosidade e aumento da energiacinética do meio facilitando a difusão do adsorvato,Tabela 1.____________________1 Silva, A. T. da. TCC. Departamento de Química, UFSC, 2005.

Sociedade Brasileira de Química (SBQ)2 Shaw, D. J. Introduction to Colloid and Surface Chemistry. 4th edition. London: Butterworth-Heinemann, 1994.25 a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química - SBQ 2