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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
 
Autor: Kunz, Airton
Título: Competição entre Complexação e Adsorção de Cobre em Esgoto Sanitário
Ano: 1996
Orientador: Prof. Dr. Wilson de Figueiredo Jardim
Departamento: Química Analítica
Palavras-chave: Esgoto sanitário, Complexação e adsorção, Especiação de cobre
Resumo: A especiação de metais em sistemas aquáticos tem recebido grande atenção desde a década de 70. Metais no nível de traços podem estar asssociados em diferentes formas com a matéria orgânica e inorgânica presente no esgoto sanitário, afetando sua toxicidade e transporte. A magnitude desta interação é função de alguns parâmetros tais como pH, natureza e concentração dos ligantes, dentre outros. Este trabalho foi voltado para o estudo da adsorção e complexação do cobre em esgoto sanitário, procurando avaliar a competição entre os dois processos. Previamente determinaram-se as constantes de dissociação para as amostras de esgoto filtrado (membrana 0,45 mm) e não filtrado, mediante titulação potenciométrica com NaOH 0,0987 mol L e força iônica ajustada a 0,1 mol L, compreendendo a região de pH entre 3 e 11. Os dados foram tratados utilizando-se o método de Gran modificado. Para verificar o efeito do pH, concentração dos ligantes e do material particulado na especiação do cobre, utilizou-se a titulação potenciométrica com um eletrodo seletivo para cobre (Cu). Amostras não filtradas, filtradas (membrana 0,45 mm) e diluídas foram tituladas em pH 7,8; 6,8 e 5,8 com força iônica ajustada a 0,1 mol L, tamponadas com PIPES (7,5 mmol L) e tituladas com CuSO4 (9,73 mmol L) na região de 10 a 10 mol L de cobre total adicionado. Os dados foram tratados utilizando-se o método de Scatchard. Foram encontrados 3 grupos tituláveis com valores de pKa de 4,46; 6,41 e 9,32. A mudança no valor do pH nas titulações de esgoto com cobre apresentou grande diferença na concentração de metal livre indicando uma competição entre os íons cobre e hidrogênio pelos ligantes orgânicos e inorgânicos presentes no esgoto sanitário. O material particulado, bem como o carbonato, não apresentaram uma contribuição significativa na especiação do metal na matriz analisada, ao contrário da materia orgânica em solução, que mostrou ser a controladora da especiação do metal no sistema estudado. As constantes de formação condicionais (K') se mostraram fortemente dependentes do pH apresentando valores em torno de log K1' = 8,00 e log K2' = 6,30 a pH 5,8. Já a pH 7,8, estas constantes aumentaram para log K1' = 10,60 e log K2' = 8,70 no esgoto sanitário filtrado. O material particulado causou um desvio nos valores de K', devido a contribuição do processo de adsorção, sendo este efeito minimizado com a diluição. A concentração dos ligantes, variando entre 5 x 10 a 10 mol L, conferem ao sistema uma elevada capacidade de complexação para o cobre no esgoto sanitário.
Abstract: Metal speciation in aquatic systems have received increasing attention since the 70s'. Trace metals can be associated in differents ways with organic and inorganic materials in domestic wastewaters, affecting its fate and toxicity.The magnitude of this interaction is a function of some parameter such a pH, nature and concentration of ligands, etc. The aim of this work was to study the complexation and adsorption of copper in wastewaters, and to evaluate the competition between these processes. Firstly the dissociation constants of filtered (0.45 mm) and unfiltered samples were determinated by potenciometric titration with NaOH 0.0987 mol L and ionic strenght adjusted to 0.1 mol L, in the range of pH 3 and 11. The data was treated using the modified Gran method. To verify the effect of pH, ligand concentrations and particulate material in copper speciation, samples were titrated potenciometricly with a Cu selective electrode. Unfiltered, filtered (0.45 mm) and diluted samples in pH 7.8, 6.8 and 5.8 with ionic strenght adjusted to 0.1 mol L buffered with PIPES (7.5 mmol L) were titrated with CuSO4 (9.73 mmol L) between 10 and 10 mol L of total copper added. The data was treated using the Scatchard method. Three (3) groups with values of pKa 4.46, 6.41 and 9.32 were detected. Change in pH values showed a marked effect in the concentration of free metal, pointing out a competition between the copper and hydrogen ions for the organic and inorganic ligands domestic wastewaters. Particulate matter as well as carbonate did not show a significant contribution in controlling copper speciation in this sample. In the other hand, organic maters showed be the major responsible of metal speciation in the system. The conditional stability constants (K') were very dependent on pH, showing values around log K'1 = 8,00 and log K'2 = 6,30 at pH 5.8. At values of pH 7.8, these constants increase to values around log K'1 = 10,60 and log K'2 = 8,70 in the filtered samples. Particulate matter caused a deviation in K' values, because the adsorption contribution, being minimised with the dilution of samples. Ligand concentrations of 5 x 10 to 10 mol L, give to the system a high complexation capacity of copper in domestic wastewaters.
Arquivo (Texto Completo): vtls000102728.pdf ( tamanho: 2,33 MB )

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