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Title: Adsorção de Mn (II) e Zn (II) em soluções aquosas usando perlita expandida revestida com quitosana
Authors: Santos, Elisama Vieira dos
Keywords: Perlita;Quitosana;Voltametria de onda quadrada;Chitosan;Square wave voltammetry
Issue Date: 5-Jul-2011
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: SANTOS, Elisama Vieira dos. Adsorção de Mn (II) e Zn (II) em soluções aquosas usando perlita expandida revestida com quitosana. 2011. 105 f. Dissertação (Mestrado em Físico-Química; Química) - Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2011.
Abstract: In this work, chitosan was used as a coating of pure perlite in order to increase the accessibility of the groups OH- e NH2+the adsorptionof ions Mn2+ e Zn2+.The characterization results of the expanded perlite classified as microporous and whose surface area 3,176 m2 g-1after the change resulted in 4,664 m2g-1.From the thermogravimetry(TG) it was found that the percentage of coating was34,3%.The infrared analysis can prove the presence of groups Si-OH, Si-O e Al-O-Siresulting from the perlite and C=O, NH2and OH characterization of chitosan. The experiments on experiments on the adsorption of Mn and Zn were performed in the concentration range of10 a 50 mgL-1and the adsorption capacity inpH 5,8 e 5,2 was 19,49 and 23,09 mgg-1to 25 oC,respectively.The adsorption data were best fitted to Langmuir adsorption model to Langmuir adsorption model for both metalionsisindicative of monolayer adsorption. The kinetics of adsorption were calculated from the equation of Lagergren fitting the model pseudo-second-order for all initial concentrations, suggesting that adsorption of ions Mn2+ and Zn2+ follows the kinetics of pseudo-second-order and whose constant Speedk2(g/mg.min) are 0,105 e 3,98 and capacity and maximum removal qe 4,326 e 3,348,respectively.In this study we used a square wave voltammetry cathodic stripping voltammetry to quantify the adsorbed ions, and the working electrode glassy carbon, reference electrode silver / silver chloride and a platinum auxiliary electrode. The attainment of the peaks corresponding to ions Mn2+ and Zn2+ was evaluated in and electrochemical cell with a capacity of 30 mL using a buffer system (Na2HPO4/NaH2PO4)at pH 4 and was adjusted with solutionsH3PO4 0,1molL-1and NaOH 0,1 molL-1and addition of the analyte has been a cathodic peak in- 0,873 Vand detection limit of2,55x10-6molL-1para Zn.The dough used for obtaining the adsorption isotherm was 150 mg and reached in 120 min time of equilibrium for both metal ions.The maximum adsorption for 120 min with Mn concentration 20 mgL-1 and Zn 10 mgL-1,was91, 09 e 94, 34%, respectively
Portuguese Abstract: Nesse trabalho a quitosana foi utilizada como revestimento da perlita expandida pura com o objetivo de aumentar a acessibilidade dos grupos OH- e NH2+ na adsorção dos íons Mn2+ e Zn2+. A perlita expandida foi classificada como microporoso com uma área superficial de 3,176m2 g-1 e após modificação resultou em 4,664m2 g-1. A partir da Termogravimetria (TG) verificou-se que o percentual de revestimento foi de 37,5%. A análise de infravermelho comprovou a presença dos grupos Si-OH, Si-O e Al-O-Si decorrentes da perlita e C=O, NH2 e OH característicos da quitosana. Os experimentos na adsorção de Mn2+ e Zn2+ foram realizados no intervalo de concentração de 10 a 50 mg L-1 e acapacidade de adsorção em pH 5,2 e 5,8 foi de 23,09 e 19,49 mg g-1 a 25 oC, respectivamente. Os dados de adsorção se ajustaram melhor ao modelo de adsorção de Langmuir para ambos os cátions metálicos sendo indicativo de adsorção física em monocamada.As constantes de velocidade de adsorção foram calculadas a partir da equação Lagergren se ajustando ao modelo de pseudo-segunda-ordem para todas as concentrações iniciais, sugerindo que a adsorção dos íons Mn2+ e Zn2+ segue a cinética de pseudo-segunda-ordem e cujas constantes de velocidade k2(g/mg.min) são 0,105 e 3,98 e capacidade máxima de remoção qe 4,326 e 3,348 mg g-1, respectivamente. Utilizou-se a voltametria de onda quadrada de redissolução catódica para a quantificação dos íons adsorvidos, com o eletrodo de trabalho de carbono vítreo, eletrodo de referência prata/cloreto de prata e um eletrodo auxiliar de platina. A obtenção dos picos correspondente aos íons Mn2+ e Zn2+ foi avaliado em uma célula eletroquímica com capacidade para 30 mL utilizando um sistema tampão (Na2HPO4/NaH2PO4) cuja concentração 0,1 mol L-1em pH 4, sendo ajustado com soluções H3PO4 0,1 mol L-1e NaOH 0,1 mol L-1e adição do analito, tendo verificado um pico catódico em 0,873 V com limite de detecção de Mn 7,76x10-7 mol L-1 e um pico anôdico de -1,1 V e limite de detecção de 2,55x10-6mol L-1 para Zn2+.A massa utilizada para a obtenção das isotermas de adsorção foi de 150 mg, tendo atingido o tempo de equilíbrio de 120 min para ambos íons metálicos. A máxima adsorção em 120 min para Mn2+ com concentração de 20 mg L-1 e Zn 10 mg L-1, foi de 91,09 e 94,34% ,respectivamente
URI: http://repositorio.ufrn.br:8080/jspui/handle/123456789/17645
Appears in Collections:PPGQ - Mestrado em Química

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