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U niversidade Estadual de Goiás – UEG

Unidade Universitária de Ciências Exatas e Tecnológicas – UnUCET

Capacidade Adsortiva de Carvão Ativado

Acadêmicos: Diogo dos Santos Alves

Orientador: José Daniel Ribeiro de Campos

Disciplina: Química inorgânica experimental I

Anápolis, Junho, 2010.

INTRODUÇÃO

Carvão ativado é aquele que foi tratado com oxigênio para abrir milhares de pequeninos poros entre os átomos de carbono.

 Na adsorção as moléculas de uma substância se fixam à superfície de outra substância. A enorme área de superfície do carvão ativado dá a ele vários lugares de ligação. Quando certas substâncias químicas passam próximas da superfície do carbono, unem-se a essa superfície e são aprisionadas.

O carvão ativado é bom em aprisionar outras impurezas que tenham carbono como base (substâncias químicas orgânicas), como também substâncias como o cloro. Muitas outras substâncias químicas não são atraídas pelo carbono (sódio, nitratos, etc) passando direto por ele. Isso significa que um filtro de carbono ativado vai remover certas impurezas, mas vai ignorar outras. Isso também significa que, uma vez que todos os locais de ligação estejam preenchidos, um filtro de carvão ativado para de funcionar. Nesse ponto deve-se substituir o filtro. [1]

O uso de carvão ativado é considerado hoje um dos mais eficientes tratamentos em casos de intoxicações, sobretudo quando o socorro é tardio.

O carvão ativado absorve a substância tóxica e diminui a quantidade disponível para absorção pelo sistema digestivo. Os seus efeitos colateraissão mínimos. As substâncias tóxicas absorvidas nos poros são eliminadas com o carvão através das fezes. [2]

A ativação do carvão pode se dar através de um tratamento do carvão com vapor ou um tratamento químico. No que diz respeito à sua composição, além do conteúdo de carbono, o carvão pode, em função de sua matéria-prima, conter até 20% de minerais que são indicados e estão presentes no resíduo de suas cinzas. [3]

O carvão ativado possui poros que é onde as partículas ficam capturadas. Eles são divididos em micro, meso e macroporos. Dependendo do tamanho das partículas usa-se o carvão ativado necessário. Abaixo está a representação dos poros do carvão para uma melhor compreensão:

[4]

O carvão ativo já utilizado pode ser (parcialmente) reativado domesticamente aquecendo-o no forno a cerca de 150° C e lavando-o em água pura sucessivamente. Através deste processo será feita a eliminação dos gases aprisionados, permanecendo, porém no interior dos poros as moléculas de material mais pesado, que não serão eliminadas pelo aquecimento. [5]

OBJETIVO

Determinar qualitativamente a propriedade do carvão ativado na remoção de iodo e de azul de metileno.

MATERIAIS E EQUIPAMENTOS

Equipamentos e vidrarias:

  • Suporte universal

  • Garra para funil

  • Funil simples

  • Béqueres de 250 mL

  • Pipeta

  • Pipetador de sucção

  • Algodão [3]

SOLUÇÕES E REAGENTES

Carvão ativado: um carvão ativado é aquele cujos poros estão abertos para capturar partículas de um certo composto.

Azul de metileno: Pode causar um pouco de dificuldade respiratória. Pode causar náusea, vômito, diarréia, e gastrite. Altas doses podem causar dores abdominais e no peito, dor de cabeça, suor abundante, confusão mental e dor. Pode causar fotosensibilidade. [6]

Iodo: venenoso, perigoso e corrosivo. Causa irritação severa ou queimaduras em toda área de contato. Pode ser fatal se ingerido ou inalado. Vapores causam irritação severa para pele, olhos e área respiratória. Afeta os sistemas nervosos cardiovasculares e centrais. Pode causar alergia para a pele ou reação respiratória. [7]

PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS

Iniciamos o procedimento com a preparação das soluções aquosas de iodo e azul de metileno. Em um béquer de 250 mL colocamos 100 mL de água e em seguida adicionamos 10 gotas de solução iodo com uma pipeta. Em outro béquer de 250 mL colocamos 100 mL de água e em seguida adicionamos 10 gotas de solução de azul de metileno com outra pipeta. Então, montamos o sistema de filtração com carvão ativado.

Enchemos um béquer de 250 mL de água destilada. Molhamos o carvão ativado no funil simples até que esse estivesse completamente submerso para o ar de seus poros, notando-se uma efervescência, devido à saída do ar. Depois de adicionarmos a água então começamos a filtração com a solução de iodo. Logo após filtramos a solução de azul de metileno. Assim, foi obtido apenas água após a filtração.

RESULTADOS E DISCUSSÕES

Cores das soluções:

Azul de metileno – azul

Iodo – amarelada.

Para a retirada do ar que estava entre os “bloquinhos” de carvão colocamos água destilada para filtrar, ela saiu um pouco negra, porém pode ser os resíduos ou pós de carvão que passou pela filtração.

Quando adicionamos a solução de iodo que era amarelada ela saiu quase transparente o que podemos explicar pela velocidade da filtração o nosso filtrado foi passado novamente no carvão ativado, porém com uma maior lentidão, assim a solução filtrada ficou totalmente transparente e incolor.

Quando adicionamos a solução de azul de metileno esta filtramos com cautela e lentidão, o filtrado ficou totalmente transparente e incolor.

Neste procedimento foi utilizado carvão ativado microporoso e mesoporoso, sendo que as moléculas de iodo têm afinidade pelos microporos porque as moléculas de iodo são menores, enquanto as moléculas de azul de metileno têm afinidade pelos mesoporos porque são um pouco maiores que as moléculas de iodo. Assim, sendo realizada uma filtração bem sucedida.

CONCLUSÃO

Neste experimento, verificamos a capacidade adsortiva do carvão ativado de remover substancias de diferentes tamanhos. Vimos que as moléculas de iodo são pequenas e por isso elas são capturadas pelos microporos do carvão ativado. Vimos também que as moléculas de azul de metileno são de médio tamanho, sendo assim, capturadas pelos mesoporos do carvão ativado.

Se a solução de azul de metileno fosse filtrada primeiro que a solução de iodo ela reconheceria os microporos como uma única superfície o que impediria o carvão de capturar as moléculas de iodo que viriam posteriormente.

A experiência foi feita corretamente somente deu um pequeno problema quando filtramos a solução de iodo, porque como é amarelada ela deveria sair totalmente incolor, o que não aconteceu, logo após filtramos novamente no mesmo carvão ativado, porém com uma menor velocidade e constante, isso fez com que o filtrado saísse totalmente transparente e incolor.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1] O que é carvão ativado e por que ele é usado em filtros? Disponível em <http://ciencia.hsw.uol.com.br/questao209.htm>, acesso em 22 de Junho de 2010 às 20:05 h

[2] Carvão ativado – definição. Disponível em <http://pt.wikipedia.org/wiki/Carvão_ ativado>, acesso em 22 de Junho de 2010 às 20:22 h.

[3] Material utilizado pelo professor José Daniel Ribeiro de Campos.

[4] Imagem poros-carvão-ativo. Disponível em < http://www.activbras.com.br/images /corte.gif>, acesso em 22 de junho de 2010 às 20:45 h.

[5] KAWAZAKI, A.; TOGNI, D.; BELI, E.; MÜHLEN, L.; MAIA, R.D. Filtração Química, aquahobby, 1 página, 2004. Disponível em: <http://www.aquahobby.com/articles/b_filtros1.p hp>. Acesso em 15 nov. 2009.

[6] toxicidade de solução de azul de metileno? Disponível em < http://www. qca.ibilc e.unesp.br/prevencao/produtos/azulmetileno.html>, acesso em 20 de junho de 2010 às 18:14 hs.

[7] Toxicidade de solução de iodo? Disponível em <http://www.qca.ibilce.unesp .br/prevencao/produtos/iodo.html>, acesso em 20 de junho de 2010 às 18:25 hs.

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