Sorção de Ni e azul de metileno em esmectita do Rio Branco-Acre sob tratamento com cátion orgânico

A interação entre cátions orgânicos, como o azul de metileno (AM), benziltrimetilamônio (BTMA) e minerais argilosos do grupo da esmectita resultam na formação de materiais aplicados na adsorção de poluentes orgânicos presentes em águas e solos. Neste trabalho foram preparados os adsorventes (organo – argilas) esmectita - AM e esmectita – BTMA, com os seguintes objetivos: a utilização da cobertura argilosa observada em vários locais do município de Rio Branco – Acre, como material precursor de organo-argila, com aplicabilidade de sorção de metais pesados e substâncias orgânicas; a determinação dos principais atributos químicos e mineralógicos da argila precursora, que são requisitos necessários a interpretação dos mecanismos de interação argila/cátion orgânico e organo-argila/cátion metálico; o estudo dos processos de adsorção das organo-argilas; a avaliação da eficiência das organo - argilas na adsorção de níquel. A amostra precursora de esmectita foi coletada em Rio Branco –Acre, sendo utilizada nos testes de adsorção e no tratamento com os cátions orgânicos a fração argilomineral (F-Esmec) e a fração total (FT-SE) da amostra. Também foi utilizada uma amostra de esmectita coletada em Sena Madureira (SM) – Acre já caracterizada em trabalho anterior e uma amostra de esmectita padrão Swy-2-Na-Montmorillonite (SWy-2) de Wymong - EUA. Os agentes orgânicos selecionados para este estudo foram: Azul de Metileno, denominado AM e Benziltrimetilamônio, denominado BTMA. Após classificação, as amostras foram submetidas ao tratamento com os cátions AM e BTMA. Os processos de interação entre argila e cátions orgânicos foram investigados através de dados obtidos por espectroscopia molecular na região do IV, ATD-ATG, MEV e DRX. Os adsorventes foram aplicados na adsorção de AM e Ni em matrizes aquosas (concentrações variando de 1 a 10 ppm). As concentrações de AM e Ni antes e após a adsorção foram determinadas por espectrofotometria na região UV para o AM (λ = 670 nm) e por absorção atômica para determinação da concentração de Ni (λ = 232 nm). A amostra de argila coletada em Rio Branco – Acre é constituída principalmente por quartzo, o mais abundante, esmectita, illita e caulinita, sendo que dos argilominerais as esmectitas são as predominantes na amostra de argila. Os espaçamentos basais das amostras não mudaram significantemente com a adsorção do AM e do BTMA, como observado em trabalhos encontrados na literatura. Foram avaliadas as capacidades adsortivas das amostras tratadas com BTMA utilizando-se o AM e Ni como adsorvatos. Os resultados destas avaliações detectaram que correu adsorção total do AM (concentrações variando de 1 a 10 ppm) pelas amostras tratadas com BTMA, sendo este comportamento também verificado em experiências realizadas por: Gersti and Mingelgrin (1979), Mortland (1979), Boyd et al (1988), Margulies et al (1988), que em seus estudos evidenciam as interações organofílicas. Assim sendo, as amostras apresentaram resultados plausíveis quanto a adsorção de BTMA e AM, sendo as argilas do Acre boas precursoras das organoargilas: esmectita – AM e esmectita – BTMA. Nos testes de adsorção realizadas com soluções Ni2+ a quantidade adsorvida (mg.g-1) ocorreu na seguinte ordem: F-Esmec-BTMA > F-Esmec. O cátion orgânico, BTMA, interagindo com as superfícies das argilas naturais foram mais eficientes na adsorção do AM do que as argilas sem o tratamento prévio com este sal. Para se avaliar o tempo que a amostra F-Esmec deveria ficar em contato sob agitação com a solução de Ni, foram realizadas três isotermas de adsorção, onde o tempo de agitação da solução de Ni em contato com a argila variou em 1h, 12hs e 24 hs. Os experimentos mostraram que 1h foi o tempo suficiente que a amostra deve ficar sob agitação com a solução de Ni para se obter bons resultados de adsorção, pois o valor de Q, em mg/g, de Ni adsorvido após 24 h de agitação da solução foi praticamente o mesmo obtido sob agitação por 1h. O tratamento das argilas com o BTMA aumentou a quantidade adsorvida do níquel presente em soluções aquosas, assim como o ocorrido nos testes de adsorção com o AM. Isto se deve as interações específicas existentes entre adsorvente e adsorvato, como previsto por Gersti and Mingelgrin (1979). Em todos os testes de adsorção, a fração F-Esmec foi a que apresentou melhor resultado de adsorção.