Experimento Adsorção do carvão

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IFRO – INSTITUTO FEDERAL DE RONDÔNIA – CAMPUS PORTO VELHO 
CALAMA 
CURSO TÉCNICO EM QUÍMICA – 3º ANO 
DISCIPLINA: INDÚSTRIA DE PROCESSOS QUÍMICOS 
DOCENTE: AMANDA CIDADE 
DISCENTE: GRAZIELLA BRITO ROCHA 
 
TRATAMENTO DE EFLUENTES: ADSORÇÃO DO CARVÃO 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
A água é um constituinte importante do planeta, pois é necessária na 
manutenção das funções metabólicas e para todas as reações físico-químicas 
e biológicas dos organismos (GOMES; CLAVICO, 2005). No entanto, o 
crescimento populacional tem gerado problemas ambientais, principalmente 
com relação ao uso da água nos processos referentes à saúde humana 
(COSTA et al., 2011). Já a indústria utiliza a água sob diversas formas em seus 
processos produtivos, acarretando a geração de efluentes industriais 
contaminados por resíduos do processo industrial, compostos por variadas 
substâncias (GIORDANO, 2004). A legislação ambiental para lançamento de 
efluentes líquidos e qualidade das águas de corpos receptores é essencial para 
o controle da poluição, tanto em nível do poluidor quanto dos órgãos 
ambientais (VON SPERLING, 1998). Recentemente, tem-se feito cada vez 
mais uma distinção importante entre as tecnologias de tratamento existentes. 
Elas são separadas em tecnologias de transferência de fase e tecnologias 
destrutivas. As primeiras, como o próprio nome indica, transferem os poluentes 
da fase aquosa para uma outra (como exemplo podemos citar a adsorção em 
carvão ativo, na qual os poluentes ficam adsorvidos na superfície do carvão: 
são transferidos da fase aquosa para a fase sólida). Historicamente o carvão 
ativado (CA) ficou conhecido como o adsorvente ‘universal’, usado 
principalmente para tratamento de águas residuais contendo radionuclídeos e 
metais. No entanto, esse adsorvente é notadamente efetivo para a remoção de 
moléculas apolares, e é muito utilizado em tratamento de água de 
abastecimento, para remoção de substâncias que provocam cor e sabor. 
Predominantemente utiliza-se carvão ativado na forma granular, produzido a 
partir de madeira, lignita e carvão betuminoso, com área superficial variando de 
200 a 1.500 m2 /g. A adsorção em alumina ativada (AA) tem sido utilizada na 
remoção de fluoreto, arsênio, sílica e húmus. 
O processo da eletro floculação, também chamado de eletrocoagulação ou 
eletro flotação é essencialmente um processo eletrolítico que envolve a 
desestabilização de poluentes emulsificados, ou em suspensão, em meio 
aquoso. Basicamente, este processo ocorre em três etapas. Na primeira, o 
coagulante é gerado in situ pela oxidação de um ânodo metálico (M) de 
sacrifício; assim que os respectivos cátions são gerados na fase anódica, estes 
reagem com moléculas de água para formação dos respectivos hidróxidos e 
polihidróxidos. Os materiais mais utilizados como ânodos de sacrifício são o 
ferro e o alumínio, devido a seu baixo custo, disponibilidade e eficácia. 
Paralelamente, tem-se a eletrólise da água e a formação de microbolhas de 
oxigênio no ânodo e hidrogênio no cátodo que carregarão, na última etapa, o 
material floculado para a superfície. Na segunda etapa, os hidróxidos formados 
adsorvem-se em partículas coloidais originando os flóculos e tem-se o 
transporte dessas espécies que entram em contato com as impurezas. A 
remoção dos poluentes pode ocorrer tanto por complexação como por atração 
eletrostática e posterior coagulação. Na última etapa do processo ocorre a 
flotação, em decorrência da formação das microbolhas que são geradas da 
eletrólise da água. (AQUINO NETO. et al, 2011) 
 
 
 
 
 
 
 
 
2. OBJETIVO 
 Avaliar a remoção de cor e odor utilizando carvão ativado 
 
3. MATERIAIS E REAGENTES 
 
 
 
 
 Materiais 
 
QUANTIDADE DESCRIÇÃO 
01 Funil Simples 
01 Estante para tubos de ensaio 
02 Tubos de ensaio 
01 Espátula 
02 Béquer (100mL) 
2 Papel filtro 
 
Reagentes 
 
 
 
 
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
Neste experimento não se obteve êxito na prática, pois o carvão ativado 
não foi o método adequado para o experimento utilizando vinagre e corante 
levando em consideração suas propriedades químicas. Não conseguimos 
associar o bom desenvolvimento da prática através das características 
organolépticas, no qual o intuito que era verificar a mudança de cor e odor da 
amostra não ocorreu, sendo necessário testar outro método. 
QUANTIDADE DESCRIÇÃO 
20g Carvão ativado 
100mL Vinagre 
 Tinta lavável (Substituído por corante) 
 
Figura 1.: Amostra com vinagre após tratamento com carvão ativado. 
Apesar de ser um experimento demonstrativo de como ocorre o tratamento 
de efluentes em uma indústria com carvão ativado, o método mais viável foi por 
eletro floculação, onde a descontaminação da água por meio da técnica 
também causou a aglutinação das impurezas, porém, por meio de reações de 
oxirredução. Os pregos usados são formados por ferro, assim, cada um deles 
constitui um eletrodo ou polo. O ânodo é o que fornece íons metálicos: 
Ânodo: Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e- 
Esses íons reagem com a hidroxila do meio aquoso e o hidróxido de ferro (II ou 
III) é formado: 
Fe2+(aq) + 2 OH-(ℓ) → Fe(OH)2(s) 
Essa base que se formou é pouco solúvel em água e absorve o corante 
disperso na solução. Esses floculos formados podem, então, ser facilmente 
separados da água por uma simples filtração, assim é obtida água limpa. 
Ao mesmo tempo, podem-se observar bolhas no outro polo (cátodo), que é o 
gás hidrogênio liberado: 
 
Cátodo: 2 H2O(ℓ) + 2e- → H2(g) + 2 OH-(ℓ) 
Ânodo: Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e- 
Equação geral: 
Fe2+(aq) + 2 OH-(ℓ) → Fe(OH)2(s) 
5. CONCLUSÃO 
A capacidade adsortiva do carvão ativado é influenciada por fatores como 
volume, distribuição de poros, forma dos poros, existência de grupos funcionais 
de superfície, pH, entre outros. Ainda, nesse processo atuam diretamente na 
sua eficiência as condições experimentais como pH, temperatura, tempo de 
contato requerido, agitação e presença de compostos que competem pelos 
mesmos sítios de adsorção (KURODA, 2005). Dentro desse contexto, o 
presente estudo apresentou grande contribuição para o desenvolvimento e a 
continuidade de estudos em nova fase de desenvolvimento para a aplicação de 
técnicas de remoção dos poluentes via processos de filtração por meio de 
carvão ativado. 
 
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
Mimura, A. M. S., Sales, J. R. C., Pinheiro, P. C. Atividades experimentais 
simples envolvendo adsorção sobre carvão. Química Nova na Escola, v.32, 
p.53, 2010. 
 
Aquino Neto, S., Magri, T. C., Silva, G. M., & Andrade, A. R. (2011). 
Tratamento de resíduos de corante por eletrofloculação: um experimento 
para cursos de graduação em química. Química Nova, 34(8), 1468-1471.