Utilização de escamas do peixe corvina para adsorção de Cr(VI) em meio aquoso - cinética e termodinâmica por calorimetria isotérmica contínua

Adsorption has become a key process for the removal of very low amounts of undesirable components from waters and wastewaters and in the sense for being environmental friendly as well. This work has as aim the study of some properties of scales of Corvina fish (Micropogonias furnieiri) as a new adso...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2011
Main Author: Moura, Karine Oliveira lattes
Orientador/a: Cestari, Antônio Reinaldo
Format: Dissertação
Language:por
Published: Universidade Federal de Sergipe
Programa: Pós-Graduação em Química
Assuntos em Português:
Assuntos em Inglês:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:https://ri.ufs.br/handle/riufs/6153
Resumo Português:A sorção tem se tornado um método muito atrativo, pois permite extrair compostos tóxicos em níveis muito baixos e não gerar subprodutos tóxicos em efluentes aquosos. O presente trabalho avaliou a utilização de escamas de peixe Corvina (Micropogonias furnieri) como um novo adsorvente para remoção do Cr(VI) de soluções aquosas. As escamas foram caracterizadas por termogravimetria, espectroscopia na região do infravermelho, microscopia eletrônica de varredura com medidas de energia dispersiva, difratometria de raios-X e determinação do pH do ponto de carga zero. Os resultados indicaram que as escamas são formadas, predominantemente, de uma fase orgânica rica em colágeno tipo I e outra rica em apatitas. Testes calorimétricos de molhação das escamas apontaram energias de molhação exotérmicas e graus de molhação entre 30,8-45,3%. Estudos cinéticos mostraram aumento da capacidade de remoção das escamas com o aumento da concentração inicial de Cr(VI) em solução e da temperatura. Estudos de cinética de sorção de Cr(VI) por batelada e por calorimetria em solução apontaram melhores ajustes matemáticos utilizando-se o modelo exponencial de Avrami. Estudos de sorção no equilíbrio indicaram melhor ajustes aos modelos de Langmuir-Freundlich e Sips. Determinações termodinâmicas indiretas indicaram que os processos de sorção são endotérmicos (ΔH = 31,21 kJ mol-1), espontâneos (ΔG < 0), e com aumento de entropia após os processos de sorção (ΔS = 0,14 kJ mol-1 K-1). Medidas calorimétricas em solução indicaram que as interações de Cr(VI) com os sítios de sorção mais externos são processos exotérmicos. A presença de surfactante aniônico na solução de Cr(VI) pode aumentar a sorção de Cr(VI) pelas escamas devido a um equilíbrio dinâmico entre monômeros e micelas. Testes iniciais de dessorção de Cr(VI) indicaram liberação de cerca de 30% do crômio sorvido, em meio básico. Observou-se que as escamas de Corvina apresentam excelentes perspectivas como um novo material para remoção de Cr(VI) de soluções aquosas.
Resumo inglês:Adsorption has become a key process for the removal of very low amounts of undesirable components from waters and wastewaters and in the sense for being environmental friendly as well. This work has as aim the study of some properties of scales of Corvina fish (Micropogonias furnieiri) as a new adsorbent to remove Cr(VI) from aqueous solutions. The Corvina scales were characterized by thermogravimetry, Fourier transformed infrared spectroscopy, scanning electron microscopy with energydispersive electron probe X-ray analysis, X-ray diffraction and pH of point of zero charge. The characterization results have suggested that the Corvina scales present two main structural phases, one being rich in type I collagen and one rich in apatites. Sorption studies of Cr(VI) using the batch methodology have indicated that Cr(VI) sorption increased when both initial Cr(VI) concentration in solution and temperature increase. Calorimetric measurements of scales water wetting have pointed out slightly exothermic results and degrees of wetting from 30.8 to 45.3 %. The kinetic data of Cr(VI) sorption were best fitted to the Avrami exponential model. The equilibrium data of Cr(VI) sorption were best fitted to both the Langmuir-Freundlich and the Sips models. Indirect thermodynamic determinations have indicated that the sorption of Cr(VI) is endothermic (ΔH = 31,21 kJ mol-1), spontaneous (ΔG < 0), with positive entropies (ΔS = 0,14 kJ mol-1 K-1). Calorimetric measurements have suggested that the interactions of Cr (VI) with the surface sorption sites of Corvina scales are exothermic in nature. It also was found that the presence of an anionic surfactant can increase Cr(VI) sorption on Corvina scales due to a dynamic equilibrium between monomers and micelles. The initial analysis of Cr(VI) desorption from Corvina scales has shown the release of about 30% of sorbed chromium in alkaline medium. It has been noted that the scales of Corvina fish present important characteristics to be used as a new adsorbent for removal of Cr(VI) from aqueous solutions.