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ESTUDO DA ADSORÇÃO DE PARACETAMOL EM VAGEM DE MORINGA E
CARVÃO ATIVADO
Paula Valéria Viotti 1 ; Marcelo Fernandes Vieira2; Wardleison Martins Moreira1
1 Acadêmico do Programa de Pós Graduação em Engenharia Química, Universidade Estadual de Maringá, Maringá-Paraná. 
2 Docente do Programa de Pós Graduação em Engenharia Química, Universidade Estadual de Maringá, Maringá-Paraná. 
RESUMO
O objetivo do estudo foi avaliar o potencial de adsorção do carvão de osso ativado pulverizado e da vagem de moringa
tratada quimicamente na remoção de paracetamol. Para tanto, inicialmente a determinação do ponto de carga zero dos
materiais foi realizada a fim de obter um melhor entendimento do mecanismo de adsorção. As capacidades de adsorção
foram avaliadas em quatro diferentes pHs, a saber, de 3 a 12, bem como a dosagem de adsorvente nas dosagens de 25
a 200 mg. A determinação do pHPCZ indica que em pH 8,2 e 4,3 as cargas elétricas na superfície do carvão ativado e do
biossorvente se anulam, respectivamente. Por meio dessa caracterização e das propriedades físico-químicas do
fármaco, é possível inferir que a interação eletrostática não foi o principal mecanismo envolvido na adsorção. Nos
ensaios avaliando a dosagem de adsorvente, as capacidades adsortivas diminuíram com o aumento da massa utilizada,
sendo 15,90±1,00 mg g-1 e 4,98±0,28 mg g-1 as capacidades máximas alcançadas para o carvão ativado e vagem de
moringa, respectivamente. Apesar das inferiores capacidades de adsorção obtidas, a vagem de moringa pode ser
considerada um material de baixo custo, e sua utilização na remoção de paracetamol pode ser vantajosa. Dessa
maneira, a vagem de moringa se mostra como um adsorvente em potencial na remoção desse fármaco e fonte de
demais estudos a fim de maximizar sua capacidade de adsorção, bem como na remoção de outras moléculas orgânicas.
PALAVRAS-CHAVE: Biossorção; Fármacos; Tratamento de água. 
1 INTRODUÇÃO
A contaminação dos ambientes aquáticos por contaminantes emergentes vem chamando
atenção de pesquisadores e autoridades públicas, e tem sido uma questão de grande preocupação.
Os fármacos fazem parte desses contaminantes cujo consumo e comercialização tem crescido
constantemente.
Os compostos farmacêuticos, tais como, antibióticos, antinflamatórios não esteroides
(NSAIDs), hormônios esteroides e antidepressivos (FENT; WESTON; CAMINADA, 2006; WANG et
al., 2011) podem sofrer reações metabólicas ao serem consumidos, e são excretados do organismo
de forma a contaminar os recursos hídricos (EVGENIDOU; KONSTANTINOU; LAMBROPOULOU,
2015). Esses micropoluentes não são completamente removidos no tratamento convencional de
água e, por conseguinte, estão sendo constantemente encontrados em ambientes aquáticos em
baixas concentrações, da ordem de ng L-1 (RAKIC et al., 2015). O paracetamol é um fármaco
mundialmente utilizado no combate à dor e à febre (VILLAESCUSA et al., 2011) e frequentemente
detectado em ambientes aquáticos (SELLAOUI et al., 2017).
Apesar da baixa concentração, a presença desses contaminantes tem causado diversos
efeitos adversos tanto à saúde humana quanto à saúde dos animais terrestres e aquáticos. Como já
mencionado pela literatura, estudos já relataram problemas relacionados à resistência microbiana
(RODRIGUEZ-MOZAZ, S. et al., 2015), desenvolvimento de superbactérias e deturpação endócrina
(LI et al., 2015) contudo, é difícil prever com exatidão os reais efeitos a longo prazo. 
Diante dessa problemática, novas tecnologias vêm sendo desenvolvidas para o tratamento de
água, visando contornar essa deficiência dos tratamentos convencionais (LLADÓ et al., 2016;
SELLAOUI et al., 2017). Dentre as tecnologias de tratamento possíveis, tais como ozonização,
degradação fotocatalítica, filtração por membranas, a adsorção se destaca como sendo um processo
eficaz e de baixo custo. 
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No processo de adsorção, alguns fatores são importantes a fim de maximizar a remoção do
contaminante. A escolha do adsorvente e dos parâmetros como pH, temperatura, tempo de contato,
dosagem de adsorvente são cruciais quando se deseja aumentar o custo benefício do processo.
Diante do avanço dos processos adsortivos, novos adsorventes vem sendo pesquisados, com
grande destaque para os biossorventes. A adsorção de paracetamol em carvão ativado já foi
relatada na literatura (RUIZ et al., 2010; LLADÓ et al., 2015; SELLAOUI et al., 2017), contudo, a
remoção desse fármaco em materiais biossorventes ainda é pouco explorada. 
A Moringa oleifera Lam. é uma planta originária da Índia que cresce rapidamente em baixas
altitudes (NDABIGENGESERE; SUBBA NARASIAH, 1998), é tolerante à seca (AKHTAR et al.,
2007) e é amplamente cultivada na Índia e outros países tropicais (REDDY et al., 2012), cuja
semente, além de ser utilizada como coagulante natural, também é considerada um biossorvente
promissor. Contudo, a maioria dos estudos relatados na literatura é voltada para a biossorção de
metais, e pesquisas relacionadas à remoção de poluentes orgânicos são escassos. Diante desse
cenário, o objetivo do presente estudo foi avaliar a adsorção de paracetamol utilizando vagem de
moringa após tratamento ácido e carvão ativado pulverizado como materiais adsorventes, bem como
investigar o efeito do pH e dosagem de adsorvente no processo.
2 MATERIAL E MÉTODOS
2.1 PREPARAÇÃO DOS ADSORVENTES
O carvão utilizado foi um carvão ativado de osso pulverizado, cedido pela empresa Bonechar.
O carvão foi lavado com água e seco em estufa à 100 C até a secagem completa.⁰
As vagens de Moringa foram colhidas na cidade de Aracajú-SE, e o material biossorvente foi
preparado de acordo com a metodologia de Tavares (2016), adaptada de Kumar e Gaur (2011).
Primeiramente, as vagens foram lavadas com água destilada a 50 C para a remoção de cor e⁰
demais sujidades. As vagens foram secas em estufa a 60 C, trituradas em liquidificador e⁰
padronizadas a 32 mesh. Após a etapa de preparação do biossorvente in natura, o mesmo foi
submetido a um tratamento ácido, no qual o material in natura foi adicionado a uma solução de HCl
0,1 mol L-1 à uma proporção de 1:3 (massa de adsorvente/volume de solução) e mantido em
agitação de 80 rpm por 30 min à 25 C. O material foi então filtrado, lavado com água ultrapura até a⁰
estabilização do pH da água de lavagem e mantido em estufa à 60 C até a secagem completa. ⁰
2.2 ENSAIOS DE ADSORÇÃO
A adsorção foi conduzida em regime batelada e os ensaios foram realizados em duplicata. No
estudo, o paracetamol foi adquirido da empresa Sigma-Aldrich com pureza superior a 99%, e as
soluções foram preparadas a uma concentração de 50 mg L -1 de paracetamol em água destilada e
metanol PA ACS (100:1 v/v). 
A fim de avaliar o potencial de adsorção da vagem de moringa e do carvão ativado, a
capacidade de adsorção foi avaliada em pHs de 3 a 12, e dosagem de adsorvente de 25 a 200 mg.
Os ajustes de pH foram feitos com auxílio de um pHmetro Digimed, utilizando soluções de HCl e
NaOH, ambas a 0,1 mol L-1.
Para os ensaios, 50 mL de solução de paracetamol foi adicionada ao adsorvente e mantida
em agitação à 150 rpm em banho termostático (banho tipo orbital NL 22-01 - New Lab) durante 8
horas à 25 C. Após o tempo de contato, as amostras foram centrifugadas a 30000 rpm por 5⁰
minutos. As concentrações de paracetamol foram determinadas por um espectofotômetro UV-VIS
(HACH DR 5000) a um comprimento de onda de 245 nm, segundo curva de calibração. 
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A capacidade de adsorção (qt) e o percentual de remoção (%R) foram calculados de acordo
com as equações 1 e 2, respectivamente:
q t=
(C0−C t )V
m
 (1)
%R=(
C0−Ct
C0)100 (2)
Em que qt (mg g-1) é a capacidade de adsorção no tempo de 8 horas, C0 e Ct (mg L-1) são a
concentração inicial e final de paracetamol, respectivamente, V é o volume de solução (L) e m (g) a
massa de adsorvente.
Os adsorventes foram, então, caracterizados pela determinação do ponto de carga zero
(pHPCZ), segundo metodologia adaptada de Regalbuto e Robles (2004) chamada “experimento dos
11 pontos”. Essa metodologia consistiu em adicionar 50 mg de adsorvente em 50 mL de solução
aquosa sob 11 diferentes condições de pH inicial (2 - 12), e medir o pH após 24 horas de equilíbrio
sob agitação à temperatura ambiente (25 ± 2) ⁰C. O pHpcz é determinado pela faixa na qual o pH final
se mantém constante independente do pH inicial da solução. 
3 RESULTADOS E DISCUSSÃO
A dosagem de adsorvente é um dos fatores que mais contribui para a obtenção de um melhor
custo benefício do processo, afetando diretamente a capacidade de adsorção. Logo, a dosagem foi
avaliada, e os resultados obtidos são apresentados nas Figuras 1 e 2 para o carvão ativado e vagem
de moringa, respectivamente.
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
 q (mg g
-1
)
 % remoção
dosagem de adsorvente (g)
q 
(m
g 
g-
1 )
0
10
20
30
40
50
60
70
80
%
 rem
oção
Figura 1: Efeito da dosagem de carvão ativado na adsorção de paracetamol.
Condições experimentais: C0 = 50 mg L-1, pH natural, 25 C, 8 horas.⁰
Por meio da Figura 1, observa-se que, para o carvão ativado, a eficiência de remoção
aumenta com o aumento da dosagem de adsorvente. Isso se deve à maior quantidade de sítios
disponíveis para a adsorção. Contudo, sendo o parâmetro de interesse a capacidade adsortiva,
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definida como a massa de paracetamol removido por grama de carvão utilizado, esse parâmetro
apresentou uma diminuição com o aumento da massa de adsorvente, sendo 15,90 ± 1,00 mg g -1 a
capacidade máxima obtida. Alvarez-Torrellas et al. (2016) obtiveram comportamento semelhante ao
obtido nesse estudo ao avaliarem a capacidade de adsorção de carvão ativado feito de caroço de
azeitona .
0.00 0.05 0.10 0.15 0.20
0
2
4
6
8
10
12
 q (mg g-1)
 % remoção
dosagem de adsorvente (g)
q 
(m
g 
g-
1 )
0
2
4
6
8
10
12
%
 rem
oção
Figura 2: Efeito da dosagem de vagem de moringa na adsorção de paracetamol.
Condições experimentais: C0 = 50 mg L-1, pH natural, 25 C, 8 horas.⁰
A Figura 2 permite a análise da variação da massa de adsorvente para a vagem de moringa.
A capacidade de adsorção do biossorvente também diminuiu com o aumento da dosagem utilizada,
atingindo um valor máximo de 4,98 ± 0,28 mg g-1. De acordo com a Figura 2, a máxima remoção
obtida foi utilizando 100 mg de biossorvente (8,92 ± 0,33%), e para dosagens superiores, esse
parâmetro não apresentou variações significativas. Esse comportamento pode ser explicado pela
agregação do biossorvente devido à quantidade excessiva utilizada, dificultando a passagem
difusional e a chegada ao sítio ativo (DA SILVA et al., 2011). Como já esperado, quando comparado
a adsorventes convencionais, o biossorvente apresentou uma baixa capacidade de adsorção.
Resultado semelhante foi obtido por Villaescusa et al. (2011) no estudo de biossorção de
paracetamol utilizando talo de uva sem tratamento prévio, no qual a capacidade de adsorção
máxima encontrada foi de 2 mg g-1.
Além da dosagem de adsorvente, o pH também é um fator crucial na adsorção e que pode
afetar diretamente a interação entre o adsorvato e adsorvente. Diante disso, o efeito do pH na
remoção de paracetamol também foi avaliado. As capacidades de adsorção obtidas para ambos os
adsorventes são apresentadas na Figura 3.
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0 2 4 6 8 10 12 14
0
2
4
6
8
10
12
 
 
 Vagem de moringa
 Carvão ativado
q
 (
m
g
 g
-1
)
pH
Figura 3. Efeito do pH na adsorção de paracetamol em carvão ativado e vagem de moringa.
Condições experimentais: 50 mg de adsorvente, C0 = 50 mg L-1, 25 C, 8 horas.⁰
Ao analisar a Figura 3, observa-se que a capacidade de adsorção do fármaco em carvão
ativado manteve-se praticamente constante em aproximadamente 7,5 mg g-1 para pHs ≤ 9. Já para a
vagem de moringa, esse parâmetro apresentou um valor ínfimo em pH 3, apresentando um aumento
gradual, até atingir um máximo de 3,3 mg g-1 em pH 9. Para ambos os adsorvente, houve uma
diminuição de remoção do fármaco em pH 12, sendo este, o único pH em que a capacidade de
adsorção do biossorvente foi superior ao obtido para o carvão ativado. 
Esse comportamento pode ser explicado a partir de algumas características do adsorvente e
adsorvato apresentadas a seguir. A Tabela 1 apresenta as principais propriedades do paracetamol.
Tabela 1: Propriedades físico-químicas do paracetamol
Parâmetro Característica/valor
Estrutura molecular
Fórmula molecular C8H9NO2
pka (25 C)⁰ 9,38
Solubilidade 14 mg L-1
Fonte: Villaescusa et al. (2011).
A fim de obter um maior conhecimento a respeito das características da superfície dos
adsorventes utilizados, a determinação do ponto de carga zero foi realizada. O pHPCZ pode ser obtido
por meio do gráfico de pH final versus pH inicial, como representado na Figura 4. 
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2 4 6 8 10 12
2
4
6
8
10
12
14
 
 
p
H
 f
in
a
l
pH inicial
 Carvão ativado
 Vagem de moringa
Figura 4: Determinação do ponto de carga zero do carvão ativado e vagem de moringa.
Pela análise da Figura 4, observa-se que, para o carvão ativado, o pH final do meio se
manteve constante em aproximadamente 8,2 na faixa de pH inicial de 4 a 10. Analogamente, para o
biossorvente, para os pHs iniciais de 4 e 5, o pH final do meio se manteve constante em 4,3. Logo,
8,2 e 4,3 são os valores de pH em que o carvão ativado e o biossorvente, respectivamente, se
comportam como um tampão, de forma que as cargas elétricas positivas e negativas da superfície
se anulam (ANTUNES et al., 2012). 
O pH da solução influencia diretamente na densidade de cargas elétricas da partícula. Os
grupos funcionais presentes nos adsorventes podem estar protonados ou dissociados em solução,
dependendo do pH do meio. Dessa forma, de acordo com o pHPCZ obtido, em soluções cujo pH é
superior a 8,2 para o carvão, e 4,3 para o biossorvente, os grupos funcionais presentes nos
adsorventes estão, em sua maioria, dissociados, de forma que a superfície permanecerá carregada
negativamente, favorecendo a interação com partículas de cargas positivas. Já para soluções em
que o pH é inferior a estes valores, a superfície dos adsorventes se encontra carregada
positivamente devido a protonação dos grupos funcionais presentes, favorecendo a adsorção de
partículas com cargas negativas.
Dessa forma, por meio do pHPCZ e do pka do paracetamol é possível elucidar as
características da superfície dos adsorventes e do fármaco diante o pH do meio, e assim, o efeito do
pH na adsorção. O paracetamol é um fármaco considerado um eletrólito fraco, cujo pka é 9,38
(LLADÓ et al., 2016). Assim, o fármaco e a superfície dos adsorventes podem resultar em um
sistema complexo, no qual há a possibilidade de estar presente cargas iguais ou opostas, o que
acarreta em diferentes interações no processo de adsorção (RUIZ et al., 2010). 
Em pHs inferiores a 9,38, o paracetamol está presente predominantemente em sua forma
molecular (não dissociada), de forma que as diferentes capacidades de adsorção obtidas não podem
ser associadas a interações eletrostáticas (BUI e CHOI, 2009). Esse comportamento fica claro ao
observar a Figura 3, em que as remoções obtidas para o carvão ativado em pHs ≤ 9 são
praticamente constantes. Já em pHssuperiores a 9,38, o paracetamol assume caráter aniônico
devido ao grupo fenólico presente em sua estrutura (pka fenol ≈ 9), ocorrendo uma repulsão
eletrostática entre o adsorvente e adsorvato e diminuindo bruscamente a remoção do fármaco (RUIZ
et al., 2010). Resultados semelhantes foram obtidos por Lladó et al. (2016), em um estudo utilizando
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carvões ativados obtidos de carvão (lignita e antracite) ativados com NaOH e KOH, ao avaliar o
efeito do pH na remoção de paracetamol. Comportamento similar também foi apresentado por
Mphahlele, Onyango e Mhlanga (2015) no estudo do efeito do pH na adsorção de paracetamol em
nanocompósitos de Fe/N-CNT/β-ciclodextrina sintetizados por um método benigno assistido com
microondas.
4 CONCLUSÃO
O objetivo do estudo foi investigar o potencial da vagem de moringa e carvão ativado na
adsorção de paracetamol. O efeito da dosagem de adsorvente na remoção do fármaco foi avaliado,
mostrando que as maiores capacidades de adsorção foram obtidas utilizando as menores dosagens
de adsorvente. Os ensaios realizados em diferentes pHs, bem como a determinação do pHPCZ dos
adsorventes sugerem que a interação eletrostática não foi o principal mecanismo envolvido na
adsorção de paracetamol. 
Diante do exposto, fica claro a importância desses parâmetros no processo e como eles
afetam diretamente na capacidade de adsorção. Apesar dos valores obtidos para a remoção de
paracetamol serem bem inferiores aos encontrados em outros trabalhos já apresentados na
literatura, a utilização do biossorvente pode ser vantajosa se analisado o seu custo benefício. Dessa
maneira, a vagem de moringa se mostra como um adsorvente promissor na remoção de
paracetamol e fonte de demais estudos a fim de maximizar sua capacidade de adsorção. 
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