ATIVIDADE DIRIGIDA DISCIPLINA DE FÍSICO-QUÍMICA TENSÃO SUPERFICIAL

ATIVIDADE DIRIGIDA

 DISCIPLINA DE FÍSICO-QUÍMICA

TENSÃO SUPERFICIAL

Aluna: Flávia Soares Martins

Professora: Sonia

Turma: A1

Niterói, 13 de julho de 2020

Resenha do artigo: NIÓBIA MAGNÉTICA COMO ADSORVENTE DE CONTAMINANTES ORGÂNICOS EM MEIO AQUOSO: EFEITO DA TEMPERATURA E DO pH

O artigo NIÓBIA MAGNÉTICA COMO ADSORVENTE DE CONTAMINANTES ORGÂNICOS EM MEIO AQUOSO: EFEITO DA TEMPERATURA E DO pH escrito por Maraísa Gonçalves, Luiz Carlos Alves Oliveira e Mário César Guerreiro do Departamento de Química, Universidade Federal de Lavras, Lavras – MG, Brasil foi elaborado com o intuito de descrever novos materiais baseados em óxido de ferro puro e composto de óxido de ferro / nióbio para produzir um adsorvente magnético como com pequeno tamanho de partícula o que corrobora para uma alta capacidade de adsorção de compostos. O grupo de pesquisa avaliou a influência da temperatura e do pH na adsorção do corante têxtil vermelho drimarem (VD) e utilizou, por sua abundância natural no Brasil, o nióbio para o desenvolvimento de materiais de alta área superficial e boa capacidade catalítica, combinando as propriedades magnéticas de óxido de ferro com as características ácidas do nióbio.

O artigo está organizado em 5 páginas e é composto por 5 tópicos: Introdução, Parte experimental, Resultados e discussão, conclusão e agradecimentos.

Descoberto em 1801 pelo inglês Charles Hatchett, o Nióbio é utilizado principalmente em ligas ferrosas (utilizado na escala de 100g para cada tonelada de ferro). Com 99% das reservas do mundo e mais de 90% da comercialização mundial, o Brasil explora muito pouco esse metal. O nióbio é o elemento metálico de mais baixa concentração na crosta terrestre, sendo encontrado na natureza a uma proporção de 24 ppm. Cada vez mais essencial à tecnologia atual por ser altamente resistente às altas temperaturas e à corrosão, o Nióbio, número 41 na tabela periódica, até há bem pouco tempo desconhecido da maioria dos brasileiros, é um metal maleável e brilhante. O nióbio frequentou o noticiário e motivou discussões durante a última campanha eleitoral. Mensagens em redes sociais no ano de 2016, alertavam que as reservas brasileiras do minério eram as maiores do planeta e estavam sendo exploradas por meio de contrabando ou da venda a preços muito baixos no mercado internacional. O então deputado federal e hoje presidente, Jair Bolsonaro, enalteceu as virtudes do nióbio e sua multifuncionalidade. O Brasil detém cerca de 98% dos depósitos de nióbio em operação no mundo, seguido por Canadá e Austrália. A maior jazida em operação de nióbio do mundo, localizada na cidade de Araxá (MG) foi inaugurada em 1955 e é operada pela Companhia Brasileira de Metalurgia e Mineração (CBMM), empresa controlada pela família Moreira Salles, do Itaú Unibanco. Em 2011, a mineradora vendeu partes do negócio a grupos asiáticos. (Fonte: Unicamp)

Em Introdução, os autores tratam problemas relacionados a poluição da água por contaminantes da indústria têxtil e o processo mais usado para remoção desses contaminantes, a adsorção. Apesar da adsorção ser um processo não destrutivo e poder ser recuperado e reutilizado, a separação dos adsorventes pode encarecer o processo. Tendo isso em vista, eles trazem a importância da nióbia (Nb2O5) em se mostrar uma alternativa economicamente viável a esse desafio, mas poderia haver uma introdução sobre o que é o nióbio e suas propriedades.

Na parte experimental, são apresentados os parâmetros das soluções utilizadas na tomada de dados, caracterização e testes efetuados, bem como fundamentos teóricos para demonstrar como foi calculado o volume adsorvido. Foi utilizado o pentóxido de nióbio (Nb2O5) ou nióbia, o qual vem sendo utilizado já há alguns anos com o intuito de se obter aluminas altamente densificadas a temperaturas mais baixas e menores tempos de sinterização.

Assim, eles constataram com os resultados obtidos que a adsorção se mostrou dependente do pH da solução, onde um menor pH apresenta uma maior adsorção para a nióbia; e, o aumento da temperatura influenciou positivamente a adsorção. Para obtenção das isotermas de adsorção, os testes foram feitos em bateladas, a partir de 10 mL de soluções do corante têxtil vermelho drimarem (Sandoz), nas concentrações de 25, 50, 100, 250, 500 e 1000 mg L-1 e 10 mg dos materiais (compósitos Fe/Nb e óxido de ferro puro), sob agitação constante, por um período de 24 h. Os experimentos foram realizados em diferentes pHs: 4,0; 7,0; 9,0 e 11,0 (±0,5), com temperatura constante de 25⁰C ± 1. A influência da temperatura no processo de adsorção foi verificada variando as temperaturas de adsorção (10, 25, 50 e 60⁰C). massa do adsorvente (mg g-1) foi calculada usando-se a Equação 1:

                                      (1)[pic 1]

onde C0 e Ceq representam as concentrações do corante inicial e após o equilíbrio de adsorção, V (L) o volume de amostra e m (g) a massa do adsorvente.

Foram usados dois modelos de isoterma para obter a relação entre a concentração de equilíbrio:

Modelo de Langmuir:

                        (2)[pic 2]

em que b e qm são os coeficientes de Langmuir e representam a constante para o equilíbrio adsorvato-adsorvente em monocamada.

Modelo de Freundlich:

                 (3)[pic 3]

onde Ceq e qeq são as concentrações do corante na fase líquida e sólida, respectivamente, e Kf e n os coeficientes de Freundlich.

Os dados experimentais foram tratados segundo os modelos de Langmuir e Freundlich. E não foram satisfatórios para o modelo de Freundlich. Assim, o modelo de Langmuir foi utilizado para o cálculo dos parâmetros termodinâmicos do compósito.

        A caracterização dos materiais por DRX e espectroscopia na região do infravermelho mostraram óxido de ferro puro e óxido de ferro impregnado em nióbia (Fe/Nb), porem com morfologia irregular. Também foi verificado que a presença da nióbia diminui o valor de pH em que o material tem um balanço de carga nula, devido ao caráter ácido desse material. Isso é um fator importante no comportamento de adsorção de compostos iônicos, pois em um valor de pH abaixo do ponto de carga zero (PCZ) predomina carga positiva, o que poderia auxiliar na adsorção do corante aniônico VD.