Adsorção do corante azul de metileno em partículas de argilominerais: análise dos tamanhos das partículas

Interactions of cationic dye methylene blue (MB) with clay particles in aqueous suspension have been extensively studied. As already known, the number of natural negative charges on the clay modifies significantly the particle sizes dispersed in water and therefore the nature of the interaction with the dye. This work evaluated with UV-Vis spectroscopy method how the clay particle sizes weighted on the adsorption and rearrangement of the dye molecules in aqueous system. The results obtained from light-scattering measurements confirmed that larger particles are found in suspensions containing the high-charged clays as the visible absorption band related to the MB aggregates (570 nm) on these suspensions prevailed.

Preparação de membranas de acetato de celulose organomodificadas para adsorção dos íons Cu(II), Cd(II), Mn(II) e Ni(II)

Cellulose acetate polymeric membranes had been prepared by a procedure of two steps, combining the method of phase inversion and the technique of hydrolysis-deposition. The first step was the preparation of the membrane, and together was organomodified with tetraethylortosilicate and 3-aminopropyltrietoxysilane. Parameters that exert influence in the complexation of the metallic ion, as pH, time of complexation, metal concentration, had been studied in laboratory using tests of metal removal. The membranes had presented resistance mechanics and reactivity to cations, being able to be an alternative for the removal, daily pay-concentration or in the study of the lability of metals complexed.

Adsorção competitiva de inibidor de corrosão usado em poços de perfuração de petróleo sobre aço, esmectita e arenito

A commercial corrosion inhibitor used in petroleum production was characterized by means of infrared spectroscopy and energy dispersive spectroscopy (EDS). Predicting the adsorption behavior of corrosion inhibitor onto steel, sandstone and esmectite is the key to improve working conditions. In this study, the adsorption kinetics of inhibitor formulations in HCl 15% or in Mud Acid (HCl 13,5% and ammonium bifluoride) onto steel, sandstone and esmectite was determined by means of spectrophotometry. Kinetic parameters indicated that adsorption of inhibitor in the presence of bifluoride was favored. Moreover, the adsorption constant rate was the largest when the substrate was esmectite.

Crescimento de mudas de maracujázeiro-amarelo em resposta à adubação com superfosfato simples e pó de rocha

Pesquisas feitas com pó de rocha têm mostrado a potencialidade de alguns resíduos em promover o enriquecimento mineral de solos pobres; prática definida como rochagem do solo. Este trabalho teve como objetivo avaliar o crescimento de mudas de maracujázeiro-amarelo (Passiflora edulis Sims f. flavicarpa Deg.) em resposta à adubação com superfosfato simples e pó de rocha. O experimento foi realizado no período de janeiro a abril de 2006, em casa de vegetação do Instituto de Ciências Agrárias da Universidade Federal de Minas Gerais (ICA-UFMG), localizado em Montes Claros/MG. Os tratamentos, em esquema fatorial 2 x 5, no delineamento em blocos casualizados, com três repetições, corresponderam à adição ao substrato de: duas doses de pó de rocha e cinco de superfosfato simples. Foram avaliados: altura das plantas, diâmetro do caule, número de folhas por planta, área foliar, massas de matéria fresca e seca da raiz, massas de matéria fresca e seca da parte aérea e conteúdo de fósforo na planta. Os resultados indicam aumento do crescimento das mudas com o incremento das doses de superfosfato simples e redução do efeito da adubação fosfatada com a adição de pó de rocha ao substrato, possivelmente relacionados a fenômenos de adsorção por formas de ferro amorfo e/ou por carbonatos, considerando que o pó de rocha provém da desintegração de ardósias, mármore e granito. A dose de superfosfato simples sem adição de pó de rocha, para se obterem mudas de maracujá com melhores características, deve ser de 3,0 a 6,5 kg m-3, enquanto com a adição de pó de rocha, de 6,0 a pelo menos 10,0 kg m-3.

Avaliação físico-química e aplicação de modelos matemáticos na predição do comportamento de polpas de manga desidratadas em pó

A manga é uma fruta tropical muito popular em virtude das suas características exóticas e do seu valor nutritivo, sendo bastante apreciada na culinária e na alimentação da população brasileira. Este trabalho teve como objetivo analisar o comportamento higroscópico dos pós de manga das variedades Rosa e Tommy Atkins através de isotermas de adsorção, e as características físico-químicas e minerais tanto destes pós quanto das frutas na sua forma in natura. A partir dos resultados obtidos das análises físico-químicas e minerais para as amostras in natura e em pó, observa-se que as variedades Rosa e Tommy Atkins são estatisticamente semelhantes entre si na maioria dos parâmetros analisados. No entanto, observa-se que a variedade Rosa apresentou uma melhor qualidade nutricional que a variedade Tommy Atkins, notadamente no que se refere ao teor de vitamina C e carotenóides. Para o ajuste das isotermas de adsorção, os modelos de GAB e de Oswin se ajustaram satisfatoriamente aos dados experimentais dos pós de manga, exceto para a variedade Rosa. Também foi detectado que em ambientes com atividade de água elevada (a partir de 0,70) os pós das variedades Rosa e Tommy Atkins apresentam um comportamento mais higroscópico.

Estudos de adsorção sobre materiais porosos e preparação de carvões mesoporosos usando como matriz argilas porosas heteroestruturadas

Este trabalho foi desenvolvido, tendo como base dois objectivos principais; a montagem e calibração de uma instalação volumétrica para estudos de adsorção e a preparação de carvões mesoporosos com base em matrizes constituídas por materiais inorgânicos mesoestruturados. Foi estudada a utilização de uma argila porosa heteroestruturada (PCH) como matriz, recorrendo ao álcool furfurílico como precursor de carvão. Alguns carvões foram preparados usando SBA-15 como matriz com o mesmo precursor de carvão ou com a sacarose. A preparação destes carvões envolveu a infiltração de um precursor de carvão nos poros da matriz, polimerização do precursor, carbonização do compósito formado, remoção da matriz com ácido fluorídrico e lavagem dos carvões obtidos. Este trabalho incidiu ainda no estudo da utilização do ácido p-toluenosulfónico como catalisador da polimerização do precursor de carvão e estudar o modo como o tipo de matriz e o número de ciclos de infiltração-polimerização afectam as características dos carvões obtidos. Os métodos de preparação dos carvões CMK-3 e CMK-5, foram seguidos conforme descritos na literatura, com o objectivo de reproduzir estas estruturas. As matrizes e os carvões foram caracterizados recorrendo à realização de isotérmicas de adsorção de azoto. Técnicas de difracção de raios X e microscopia electrónica de varrimento. A eficiência da remoção da matriz foi avaliada através da determinação do teor de cinza e a eficiência da lavagem dos carvões foi verificada através da determinação do ponto de carga zero e do teor em fluoreto. Foi verificada a eficiência dos métodos de remoção e lavagem dos carvões, bem como a reprodutibilidade do seu processo de preparação. Foi possível a preparação de carvões mesoporosos sem ser necessário o uso do catalisador, independentemente do tipo de matriz. O catalisador apenas teve impacto nos carvões preparados com dois ciclos de impregnação-polimerização, ocorrendo um aumento da mesoporosidade da amostra. Variando a amina usada na preparação da PCH (octilamina, decilamina, dodecilamina), foi possível obter carvões com propriedades textuais distintas, demonstrando a versatilidade das argilas porosas heteroestruturais como matrizes inorgânicas. Não foi possível reproduzir todas as características das amostras apresentadas na literatura, tendo-se contudo verificado a influência do método de carbonização.

Remoção do fenol em solução aquosa por adsorção em carvão activado

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção de grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Espectroscopia in situ no estudo cinético da adsorção de produtos farmacêuticos poluentes em carvões activados

A utilização dos carvões activados na remoção compostos poluentes dos efluentes urbanos tem demonstrado ser um processo cada vez mais económico e eficaz, sendo por isso muito utilizado no sector de tratamento e purificação de águas de abastecimento. O principal objectivo desta dissertação foi aplicar espectroscopia UV-Vis in situ no processo de adsorção em fase líquida de PPCP’s, nomeadamente cafeína e paracetamol. Nesta nova abordagem de medição e procedimento experimental, tiveram de se ter em conta vários factores e estudar o seu efeito durante o processo de adsorção. Um destes factores é a presença do carvão durante a medição da absorvância em espectroscopia. Deste modo, foram realizadas medições ao longo do tempo em soluções de carvão activado para determinar qual a sua interferência na medição e os motivos de tal comportamento. Verificou-se também que a forma, a quantidade e a agitação do carvão também influenciam os resultados de espectroscopia. Aplicando este novo método de medição, foi necessário adaptar a lei de Lambert-Beer para calcular os valores de concentração das espécies em solução, eliminando o erro na medição, provocado pela presença do carvão. Deste modo, o método de decomposição espectral foi aplicado e verificou-se que apenas as concentrações de carvão calculadas não correspondem aos valores reais em solução, apenas a sua variação demostra a evolução da interferência do adsorvente na medição dos valores de absorvância. No estudo cinético de adsorção dos solutos foi usado um carvão comercial tanto em pó como em formato granular. Durante o processo de adsorção em carvão granular verificou-se que a velocidade de adsorção foi menor, provavelmente devido à maior dificuldade de acesso aos poros, provocada pela complexidade da estrutura. Contudo, registou-se sempre uma remoção completa do soluto neste carvão, uma vez que a quantidade mínima possível nestes ensaios de carvão NOG é de 2,5mg, sendo uma quantidade relativamente superior à necessária para remover o soluto completamente da solução. Num pequeno estudo de adsorção de cafeína em carvões de diferentes origens confirmou-se que a eficiência de remoção do soluto é proporcional ao volume total de poros e deduz-se que a sua velocidade de adsorção está relacionada com a presença de mesoporosidade. Comparando a eficiência de remoção e a velocidade de adsorção dos dois solutos pelo mesmo carvão, observou-se que a adsorção da cafeína é mais rápida. Apesar dos valores de solubilidade e de volume molecular não justificarem de imediato este resultado, a cafeína tem maior afinidade com o carvão comercial, sugerindo a existência de propriedades químicas e texturais do carvão que levam a estes resultados. Por último, efectuou-se um estudo de adsorção de misturas para verificar a hipótese de adsorção competitiva entre os solutos. Após a realização dos ensaios verificou-se que não existe competição significativa entre a cafeína e o paracetamol.

Características de adsorção de fósforo em alguns solos da Amazônia Central

Com o objetivo de determinar as características de adsorção de fósforo utilizando-se a isoterma de Langmuir, e suas relações com algumas propriedades físicas e químicas de solos, foi desenvolvido um estudo no Laboratório de Solos do Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia (INPA), com amostras da camada superficial (0 - 20 cm) de oito solos do Estado do Amazonas. Grande variação na capacidade máxima de adsorção (CMAP), energia de adsorção e fator capacidade de P máximo (FCPmáx) foi observado. O Plintossolo Argilúvico alumínico (FTa) foi o solo que apresentou os maiores valores de CMAP e FCPmáx e o Latossolo Amarelo1 (LAx -1) apresentou o maior valor de energia de adsorção. A CMAP variou de 0,297 a 0,888 mg P g-1 de solo, a energia de adsorção ficou na faixa de 0,230 a 0,730 L mg-1, e o FCPmáx variou de 137 a 593 mL g-1. O parâmetro FCPmáx obedeceu à seguinte ordem decrescente: Plintossolo Argilúvico alumínico > Latossolo Amarelo 1 > Latossolo Amarelo 3 > Latossolo Amarelo 6 > Latossolo Amarelo 2 > Latossolo Amarelo 4 > Argissolo Amarelo distrófico > Latossolo Amarelo 5. A CMAP e o FCPmáx correlacionaram-se positivamente com o conteúdo de argila (r = 0,948** e r = 0,962** ) e alumínio trocável (r = 0,688* e r = 0,666* ), e negativamente com a saturação de bases (r = - 0,667* e r = - 0,761*), respectivamente. A energia de adsorção apresentou correlação positiva com o conteúdo de argila (r = 0,783*) e negativa com a saturação de bases (r = - 0,775*).

A adsorção de molibdênio pelo solo

São apresentados os resultados obtidos sôbre o estudo da adsorção de molibdênio, na forma do iônio molibdato, por amostras dos horizontes Ap e A12 de solo Podzólico Vermelho -Amarelo var. Piracicaba e horizontes Ap e de solo Latosolico Vermelho Escuro-orto, do Estado de São Paulo. As mencionadas amostras foram tratadas com carbonato de cálcio, a fim de se obter uma variação mais ou menos ampla do pH. Procurou-se avaliar a capacidade de adsorção de molib dênio dessas amostras de solos, mediante a agitação de dois gramas de material com 5 ml de soluções padrão contendo quantidades crescentes de molibdênio. Após um repouso durante 16 horas, procedeu-se à determinação do teor de molibdênio de equilíbrio. Calculou-se a quantidade de molibdênio adsorvido por diferença entre a originalmente existente e a determinada na solução de equilíbrio, após a agitação e repouso. Os dados obtidos evidenciaram que a quantidade de molibdênio adsorvido pelas amostras de solos estudadas aumenta com a concentração de molibdênio da solução de equilíbrio e decresce à medida que se eleva o pH.

Adsorção de fosfato em solos com caráter ácrico avaliada por um modelo de complexação de superfície

Foi estudada, em 1993, a aplicação de um modelo de complexação de superfície para a verificação do efeito do pH e da concentração de fosfato na solução do solo sobre a adsorção de fósforo em dois latossolos roxos ácricos da região Norte do Estado de São Paulo. Utilizaram-se amostras superficiais e em profundidade, na maior expressão do horizonte B. Para alterar o pH, as amostras foram incubadas com doses crescentes de carbonato de cálcio e de ácido clorídrico. Para obtenção das curvas de adsorção, as amostras foram equilibradas com uma solução de cloreto de cálcio 0,01 mol L-1 contendo de zero a 1.200 mg dm-3 de P . A elevação da concentração de fosfato na solução de equilíbrio resultou em maior adsorção em toda a faixa de pH estudada. Os potenciais eletrostáticos iniciais tornaram-se mais negativos com a elevação do pH. Mesmo com a variação do parâmetro ajustável - adsorção máxima - obteve-se boa simulação da adsorção de fosfato, gerando diferentes valores de potenciais eletrostáticos. Embora o modelo não apresente valores reais para o potencial eletrostático, foi eficiente na simulação da adsorção fosfato em função do pH e da concentração de fósforo em equilíbrio na solução do solo. A adsorção de fosfato foi mais influenciada pela concentração de fósforo que pelo pH.

Adsorção de fósforo e sua relação com formas de ferro em dez solos do Uruguai

Oxihidróxidos de ferro formam ligações químicas muito fortes com ânions fosfatos, diminuindo suas disponibilidades para as plantas. Este trabalho foi realizado em 1994 e 1995, com os objetivos de quantificar formas de ferro em solos do Uruguai e de relacioná-las com a adsorção de fósforo. Em amostras superficiais (0 a 15 cm) do horizonte A de dez solos, o ferro extraído com ditionito (Fe d) variou entre 1.598 e 8.592 mg kg-1 e esteve relacionado com o material de origem. As formas de ferro de baixa cristalinidade, extraídas com oxalato de amônio 0,2 mol L-1 pH 3 (Fe03), representaram de 45 a 78% do total extraído com o ditionito. A capacidade máxima de adsorção de fósforo (K2), calculada a partir do modelo de Langmuir, variou de 104 a 704 mg kg-1. Encontrou-se correlação significativa (r = 0,894, P < 0,01) entre as formas de óxidos de ferro de baixa cristalinidade (Fe03) e a adsorção de fósforo pelos solos. A porcentagem de fósforo adsorvida pelos solos após a adição de 600 mg de P kg-1 (P600) relacionou-se significativamente (r = 0,975, P < 0,01) com a capacidade máxima de adsorção de fósforo pelos solos. Também apresentou alta correlação (r = 0,894, P < 0,01) com as formas de ferro de baixa cristalinidade (Fe03), e pode ser utilizado como um índice para estimar a capacidade de adsorção de fósforo desses solos.

Adsorção de ácidos húmicos em latossolo roxo natural e tratado com oxalato de amônio

A interação de substâncias húmicas com minerais no solo pode influir na dinâmica da decomposição da matéria orgânica e na sua estabilidade. A adsorção de dois ácidos húmicos em Latossolo Roxo natural (LR natural) e tratado com oxalato de amônio (LR tratado) foi efetuada, com vistas em investigar os mecanismos de adsorção e os principais grupos funcionais envolvidos, bem como relacionar a capacidade adsortiva de acordo com as características químicas e moleculares dos adsorbatos. Os ácidos húmicos extraídos com solução de NaOH 0,5 N de uma amostra de carvão (AHc) e de um solo Brunizém (AHs) foram caracterizados por análise elementar e espectroscopia de 13C-RMN. A parametrização dos dados experimentais das isotermas de adsorção foi do tipo y = A tanh Bx, e o modelo de Langmuir também foi aplicado. As amostras adsorvidas foram analisadas por espectroscopia no Infra-Vermelho por Reflectância Difusa com Transformada de Fourier (DRIFT). A adsorção dos ácidos húmicos no LR natural foi de natureza química, sendo evidenciado por DRIFT que a reação de troca de ligantes das carboxilas com a superfície dos minerais foi um mecanismo importante. O AHc, que apresentou caráter aromático mais elevado e maior teor de carboxilas na molécula, foi adsorvido em maior quantidade do que o AHs nos dois adsorventes, o que indica a possível participação de estruturas aromáticas na interação organomineral. No LR tratado, cuja área superficial específica foi superior (ASE = 140,9 m² g-1), a adsorção foi mais elevada do que no LR natural (ASE = 66,1 m² g-1). A maior ASE no LR tratado foi relacionada com o rompimento de microagregados no tratamento com oxalato de amônio que extraiu a porção cimentante dos óxidos de ferro que unia os minerais. A interação neste tipo de adsorvente, estimada segundo a equação y = A tanh Bx, foi mais forte do que na amostra natural, o que pode estar relacionado com a presença de sítios de adsorção hidrofóbica pela presença do oxalato na superfície, com a exposição de sítios mais reativos após tratamento e pH mais ácido. O modelo de Langmuir mostrou-se adequado para explicar a adsorção na amostra natural, enquanto, no LR tratado com oxalato de amônio, o ajuste não foi satisfatório. Em geral, a aplicação da equação y = A tanh Bx forneceu melhor ajuste (R² maior) do que a equação de Langmuir.

Efeito do pH na adsorção-dessorção de chumbo em Latossolos brasileiros

Reações de adsorção-dessorção de chumbo em solos são influenciadas por atributos de superfície dos colóides dos solos e pela composição da solução do meio. Este estudo avaliou o efeito do pH sobre a adsorção-dessorção de chumbo em Latossolos brasileiros. Amostras do horizonte A de cada solo, suspensas em Ca(NO3)2 5 mmol L-1, foram tituladas com HNO3 7 mmol L-1 ou solução saturada de Ca(OH)2, para que fosse atingido o valor de pH estipulado em cada experimento (4,5, 5,5 e 6,5). Atingido o pH de equilíbrio, as amostras foram equilibradas com Pb(NO3)2, com vistas em obter uma concentração final de 0,15 mmol L-1 (relação solo:solução 1:100; força iônica 15 mmol L-1), por um período de 72 h. A dessorção foi realizada em Ca(NO3)2 5 mmol L-1, pH 5,5. O aumento do pH de 4,5 para 6,5 causou aumento da adsorção de até 16,7 vezes, um aumento médio de 2,9 vezes de pH 4,5 para 5,5; 1,4 vez de pH 5,5 para 6,5 e 4,2 vezes de pH 4,5 para 6,5. A relação Pb adsorvido/Pb adicionado foi, em média, de 0,33 para pH 4,5; 0,75 para pH 5,5 e 0,94 para pH 6,5. A fração média de Pb dessorvido (Pb dessorvido/Pb adsorvido) decresceu de 0,36 a pH 4,5, para < 0,06 a pH 6,5. O efeito dos atributos do solo sobre a adsorção-dessorção de chumbo decresceu quando o pH aumentou, evidenciado por uma maior diferenciação na quantidade adsorvida pelos solos em valores mais baixos de pH. A adsorção de Pb foi positivamente correlacionada (e geralmente a fração dessorvida foi negativamente correlacionada) com área superficial específica, CTC a pH 7,0, teores de caulinita, hematita, Fe2O3 extraídos pelo ditionito-citrato-bicarbonato de sódio e oxalato ácido de amônio e SiO2 e Fe2O3 extraídos pelo ataque sulfúrico. O fato de considerável fração de chumbo permanecer adsorvida em pH 4,5 mostra a reduzida disponibilidade deste metal em Latossolos, mesmo em baixos valores de pH.

Teor total e capacidade máxima de adsorção de chumbo em Latossolos brasileiros

O teor total e a capacidade máxima de adsorção de chumbo (Pb) dos solos são influenciados pelos seus atributos físicos, químicos e mineralógicos e o seu conhecimento é de fundamental importância para estudos da dinâmica do Pb no meio ambiente. Neste estudo, determinaram-se o teor total e a capacidade máxima de adsorção de Pb (CMAPb) de Latossolos de várias regiões geográficas do Brasil e correlacionaram-se os valores de CMAPb com os seus atributos físicos, químicos e mineralógicos. O teor total variou de 6,14 a 30,55 mg kg-1, com média de 18,00 mg kg-1, verificando-se os maiores teores em solos das regiões sul e sudeste. A CMAPb variou de 2.115 a 19.465 mg kg-1, com média de 11.296 mg kg-1, apresentando correlação negativa com as relações Al2O3/Fe2O3 e Gt/(Gt + Hm) e correlação positiva com Si e Fe, extraídos por ataque sulfúrico, Fe, extraído pelo oxalato ácido de amônio e ditionito-citrato-bicarbonato de sódio, caulinita e hematita, bem como com os valores de CTC e superfície específica. Os solos estudados apresentaram grande capacidade de retenção de Pb, tendo os Latossolos Roxos e Latossolos Vermelho-Escuros apresentado maiores CMAPb que os Latossolos Vermelho-Amarelos e Latossolo Amarelo. Adicionalmente, a maioria dos solos apresentou CMAPb maior que a CTC a pH 7,0, o que pode ser um indicativo de que parte do Pb é adsorvido como complexo de esfera interna.