MINERALIZAÇÃO QUÍMICA DE POLUENTES EMPREGANDO REAÇÃO FENTON

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CENTRO DE CIÊNCIAS EXATAS DEPARTAMENTO DE QUÍMICA

DANIELLA ALMEIDA

MINERALIZAÇÃO QUÍMICA DE POLUENTES EMPREGANDO REAÇÃO FENTON

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Londrina 2021

1. INTRODUÇÃO

O crescimento populacional que ocorreu de forma mais acentuada a partir da década de 90, aliado ao desenvolvimento em diversas áreas, principalmente no setor industrial, contribuiu significativamente para o aumento da contaminação do meio ambiente. Durante a produção de diversos materiais, vários compostos químicos são descartados como poluentes na biota aquática, sendo a maior parte desses compostos orgânicos e classificados como poluentes persistentes (POP), os quais possuem propriedades altamente tóxicas causando danos ambientais mesmo em baixas concentrações (ANILKER et al., 1981; RASOUL et al., 2008).

Isso faz com que a preocupação com os níveis de contaminantes tóxicos lançados no meio ambiente, seja cada vez mais abordada e alcance a atenção necessária para o tema, uma vez que, não se pode ignorar o fato de que dependemos da conversação do meio ambiente para nossa sobrevivência.

As indústrias têxteis destacam-se pela elevada quantidade de resíduos (lodos) descartados, já que durante o processo de tingimento dos tecidos são utilizados grandes volumes de água. Atualmente 12% dos corantes utilizados no tingimento de fibras e tecidos são perdidos durante o processo, produzindo assim uma alta carga de compostos tóxicos se não tratados corretamente (PEIXOTO et al., 2013).

Existem vários tipos de corantes sintéticos que são classificados de acordo com suas propriedades químicas. Cerca de 60% destes corantes utilizados nas indústrias têxteis e de alimentos são do grupo azo, que contém um grupo cromóforo ligado a um ou mais grupamentos -N=N- interligados a outros grupos, tais como aromáticos e hidroxilas (SLEIMAN et al., 2007).

Quando o grupo azo está conjugado com dois anéis aromáticos, o composto absorve radiação eletromagnética no espectro visível, assim o composto apresenta coloração intensa. A presença de outros grupos funcionais no composto aromático pode fazer com que a absorvam em comprimentos de onda diferentes e assim podem ser obtidos compostos variados com diferentes tonalidades de cores. O composto absorve a luz com intensidade variável, além de poder ser inseridos outros grupos, como por exemplo, grupos sulfônicos (LEON, 1996; JU et al., 1995).

A descarga de águas residuais por essas indústrias, mesmo em baixas concentrações, produz uma coloração que tem um forte impacto ambiental, não só pela sua poluição visual, mas também pela toxicidade e por destruir a vida aquática,

pois diminui a passagem da luz solar acarretando problemas no processo de fotossíntese (REYES et al., 1996; RING et al., 2001).

Nesse contexto, a diversidade das classes dos corantes faz com que a procura por métodos eficientes de tratamento de efluentes contendo esses compostos seja elevada. Daí então, a importância do tratamento correto de efluentes contendo corantes, visando diminuir a intensa coloração e, se possível, mineralização total dos mesmos. Porém, muita das vezes devido à complexidade estrutural, as estações de tratamento convencionais apresentam uma baixa porcentagem de remoção destes compostos, fazendo com que muitos deles sejam despejados no meio ambiente sem o tratamento adequado (ROBINSON et al., 2001).

As diversas técnicas de tratamento de efluentes são descritas na literatura e algumas delas não apresentam vantagens em termos de eliminação total da carga orgânica do composto. Os processos biológicos, por exemplo, têm o objetivo de remover a matéria orgânica dissolvida em suspensão por meio de microrganismos (BEYDILLI et al., 1998). Os processos físicos têm como objetivo remover sólidos em suspensão sedimentáveis e flutuantes por meios de separações físicas, tais como gradeamento, peneiramento, caixas separadoras de óleos e gorduras, sedimentação e flotação. Já os processos químicos utilizam muitas das vezes reações químicas complexas, como agentes de coagulação, floculação, neutralização de pH, oxidação, redução, entre outros (BRILLAS et al., 2003).

Com a finalidade de diminuir ou eliminar as desvantagens encontradas pelos métodos convencionais de tratamento de efluentes contendo corantes, os processos alternativos têm atraído cada vez mais interesse ao longo das últimas duas décadas. Nesse contexto, os Processos Oxidativos Avançados (POAs) têm sido uma ótima alternativa por ser uma tecnologia simples e econômica para a remediação de efluentes contendo corantes e outros poluentes orgânicos tóxicos apresentando alto desempenho em termos de descoloração e degradação. Esses processos são baseados na produção de radicais hidroxilas (.OH) os quais são espécies altamente reativas e capazes de oxidar uma vasta gama de poluentes (STASINAKIS, 2008; VALLEJO et al., 2015).

O processo Fenton se destaca entre os vários tipos de POAs como uma das tecnologias mais eficientes para a oxidação de efluentes contaminados com corantes.

1. OBJETIVOS

• Realizar um estudo de descoloração do corante Azul de Metileno explorando as reações Fenton;
• Utilização do Cloreto de Magnésio como catalisador para a reação;
• Emprego de luz solar para Fotólise do Peróxido de Hidrogênio.

1. PARTE EXPERIMENTAL

1. MATERIAIS E REAGENTES

• 5 tubos de ensaio;
• 1 balão volumétrico de 50 mL (UNIGLAS®);
• 2 balões volumétricos de 100 mL (LABORGLAS®);
• Pipeta graduada de 1 mL (Pyrex®);
• Pipeta graduada de 5 mL (Roni-Alzi®);
• Pipeta volumétrica de 2 mL (VIDROLABOR®);
• Béqueres de 50 mL (FMG®; DiogoLab®);
• Balança analítica (Marte®, modelo AY220);
• Pissete;
• Pipeta de Pasteur;
• Água destilada (H2O);
• Ácido sulfúrico (H2SO4);
• Peróxido de hidrogênio (H2O2) 30% (v/v);
• Corante azul de metileno;
• Sulfato ferroso P.A (FeSO4.7H2O)

1. PROCEDIMENTO

1. Preparo da solução de ácido sulfúrico 0,02 mol L-1

Preparou-se 100 mL de solução de ácido sulfúrico na concentração de 0,02 mol L-1. Para isso, determinou-se o volume necessário de solução de ácido sulfúrico concentrado (densidade igual a 1,84 kgL-1 e a pureza de 99%), este colocado em balão volumétrico de 100 mL.

1. Preparo da solução de peróxido de hidrogênio 10%

Preparou-se, em balão volumétrico de 50 mL, uma solução de peróxido de hidrogênio 10%, partindo-se de uma solução estoque comercial de H2O2 30%.