Estudo da Cinética de descoloração de um efluente têxtil por meio da reação de Fenton

Estudo da cinética de descoloração de um efluente têxtil por meio da reação de Fenton

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1. INTRODUÇÃO

Dentre os POAs Químicos destaca-se o processo Fenton que envolve reações da espécie peróxido de hidrogênio (H2O2) dissolvido na presença de íons de ferro. A reação de Fenton é o nome dado à oxidação de ferro (II) a ferro (III) pela água oxigenada, uma reação que produz espécies com alto poder oxidante como o radical hidroxila, a fim de gerar espécies fortemente oxidantes para degradar ou destruir uma variedade de poluentes orgânicos. O processo Fenton utiliza íons ferrosos (Fe2+) ou férricos (Fe3+) como catalisadores, em meio ácido, para promover a decomposição de H2O2 e, assim, gerar radicais hidroxilas (HO●).1

Fe2++ H2O2 → Fe3++OH•+OH-

        A reação é favorecida cineticamente, tendo uma constante K= 76 L/mol.s a 30°C e pH igual a 3,0. Os íons ferrosos (Fe2+) atuam como catalisadores para decomposição de peróxido de hidrogênio (H2O2), em meio ácido gerando radical hidroxila, o qual é extremamente reativo, resultando em reações de oxidação muito rápidas (da ordem de 1 x 1010 ).

        O monitoramento da eficiência da reação de Fenton na oxidação/degradação de um corante, bem como a avaliação da cinética da reação pode ser feito por meio de espectrofotômetros, que são instrumentos capazes de registrar dados de absorbância em função do comprimento de onda. O espectro de absorção é característico para cada espécie química, sendo possível a quantificação de uma espécie química por seu “espectro de absorção”.

O valor da absorbância é diretamente proporcional à concentração da espécie analisada, de acordo com a lei de Lambert-Beer, "A intensidade da luz emitida decresce exponencialmente à medida que a espessura do meio absorvente aumenta aritmeticamente".  Em resumo, a lei explica que há uma relação exponencial entre a transmissão de luz através de uma substância e a concentração da substância, assim como também entre a transmissão e a longitude do corpo que a luz atravessa. Se conhecemos distância que a luz atravessa pelo corpo e  o coeficiente de absorção , a concentração da substância pode ser deduzida a partir da quantidade de luz transmitida. 2

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1. OBJETIVOS

Determinar a constante de velocidade da reação de Fenton, bem como sua ordem de reação.

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1. PARTE EXPERIMENTAL

3.1. Materiais (Reagentes, Vidrarias, Equipamentos)

Reagentes	Vidrarias	Equipamentos
FeSO4 5mmol/L	Proveta de 100 mL	Espectrofotômetro
H2O2 5mmol/L	Béquer 100 mL
NaOH 1 mol/L	Pipeta de 2,0 mL e 1,0 mL
Corante azul reativo 0,187g/L a pH = 3	10 tubos de ensaio

1. Métodos (Descrição dos procedimentos)

 

Inicialmente foi transferido 2 mL de uma solução de NaOH (1 mol/L)para os tubos de ensaio previamente enumerados. Feito isso foi medido com uma proveta 100 mL da solução do corante (0,187 g/L) e transferido para um béquer, iniciando a agitação magnética. Logo depois foi adicionado ao béquer 4 mL da solução de FeSO4 (5 mmol/L) e em seguida foi coletado uma alíquota de 2 mL da solução do corante (t=0) e transferido para um tubo de ensaio contendo 2 mL da solução de NaOH (1mol/L). Após coletar a amostra do tempo zero adicionou 1 mL da solução de H2O2 (5 mol/L)e ao mesmo tempo foi acionado o cronometro. A reação foi acompanhada por 1 hora, coletando alíquotas de 2mL da solução nos tempos 5:06, 10:04, 15:10, 20:05, 25:12, 30:08, 40:06, 50:05 e 60:06. E ao final da reação fazer a leitura de absorbância das amostras, no espectrofotômetro.