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BIBLIOTECA DO INSTITUTO DE QUÍMICA
UNICAMP

 
TESE DE DOUTORADO
 
Autora: Critter, Silvana Auxiliadora Missola
Título: Troca Iônica, Calorimetria, Análise Térmica e Microbiológica Aplicadas ao Latossolo Roxo
Ano: 1996
Orientador: Prof. Dr. Claudio Airoldi
Departamento: Química Inorgânica
Palavras-chave: Calorimetria, Microorganismo, Troca iônica, Solo
Resumo: O processo de troca iônica/adsorção na superfície heterogênea do latossolo roxo apresentou a ordem de adsorção Pb > Cd > Zn, já o oposto acontece com o mesmo solo sob vegetação de cerrado. A cinética de adsorção/dessorção em latossolo roxo com o íon indice Ca dessorveu no máximo 37,5 %. A saturação do latossolo roxo (LR) com Ca e posterior troca com Pb, indica a saída do cálcio da superfície. A ordem de adsorção com variação de temperatura (K) para o LR mostra a seqüência: 298: Pb > Cu > Cd > Hg ~ Ca > Zn > Na; 305: Pb > Cd > Hg ~ Ca > Cu > Zn > Na; 315: Pb>Cu e 323: Pb> Cd > Hg> Zn > Cu > Ca > Na. O aumento da temperatura acresceu a troca iônica, donde foram calculados os parâmetros termodinâmicos, para Langmuir (DHL) e Rawat (DHR): DHL (exo): Cu > Pb > Cd; (endo): Zn > Na> Ca > Hg; DHR (exo): Cu > Pb > Cd; (endo): Na ~ Ca > Zn > Hg. Os valores de DG indicam que os processos são espontâneos. A medida do pH da solução após a troca iônica permitiu obter a ordem troca com H: 295: Ca > Pb > Cd > Zn > Cu > Na > Hg; 305: Cu ~Ca > Pb > Zn ~Cd > Hg > Na; 315: Cu > Pb e 323: Ca > Zn > Pb ~Na> Cu > Hg > Cd. A atividade microbiana do solo foi acompanhada pela microcalorimetria, observando-se a degradação da mistura glicose e sulfato de amônio (1:1), variando de 2,0 a 10,0 mg em 1,50 g de LR, com umidade 53%, deram efeitos térmicos de 2000 a 2500 kJ mol. A degradação atinge a faixa de 71 a 89%, após 250 h. As umidades das amostras dão resultados entálpicos de 2500 (53 e 38%) e 2100 kJ mol (20%). Com 53% de umidade ocorre o desenvolvimento de microrganismos aeróbicos e anaeróbicos. Foram adicionados quantidades variáveis de herbicidas (1,0 a 8,0) mg deram valores entálpicos de 2500 (paraquat), 1500 (diquat) e 2500 a 900 kJ mol (fosfamidon). As bactérias e fungos isoladas de LR inoculadas em solo com adição de nutrientes deram os valores entálpicos para as bactérias (1ª bactéria) em meio de extrato de solo 2100 kJ mol, fungos em meio de BDA, 700 a 1000 kJmol, mistura das bactérias 800 kJ mol e bactéria (2ª) em meio de B de King 400 kJ mol. Na liberação de dióxido de carbono obteve-se a ordem: solo com glicose > solo + 1ª bactéria > solo + 2ª bactéria > fungos ~ mistura da 1ª e 2ª bactéria ~ solo sem glicose. A estabilidade térmica dos componentes dos solos foi seguida por termogravimetria e calorimetria exploratória diferencial. Os ácidos húmicos extraídos dos solos foram comparados com ácido húmico comercial. A atmosfera de argônio deu decomposição mais lenta que o ar sintético. As amostras de LR sob plantação de cana de açúcar, que sofreram a ação de queimadas, pouco diferenciou do solo original.
Abstract: The adsorption/ionic exchange process on the heterogeneous surface of red latosol soil (LR) showed the adsorption order Pb > Cd > Zn. However, the opposite was observed for cerrado soil. The kinetics of adsorption/desorption in red latosol soil with the cation index Ca showed a maximum desorption of 37.5%. When it was saturated with Ca and exchanged with Pb, the index cation is found in solution. The ionic exchange process employing LR, as a function of temperature (K), indicated the sequence of adsorption: 298K: Pb > Cu > Cd > Hg ~ Ca > Zn > Na; 305K: Pb > Cd > Hg ~ Ca > Cu > Zn > Na; 315K: Pb>Cu and 323K: Pb> Cd > Hg > Zn > Cu > Ca > Na. The increase in temperature is followed by an enhancement of the ionic exchange from which thermodynamic values were calculated for the Langmuir equation (DHL) and the proposed Rawat method (DHR). These both gave exothermic values for Cu > Pb > Cd, and endothermic values for Zn > Na > Ca > Hg; and Na ~ Ca > Zn > Hg, respectively. The variation in DG values indicated expontaneous processes. The pH measured on the solution after the ionic exchange processes gave the order: 295K: Ca > Pb > Cd > Zn > Cu > Na > Hg; 305K: Cu ~Ca > Pb > Zn ~ Cd > Hg > Na; 315K: Cu > Pb e 323K: Ca > Zn > Pb ~Na> Cu > Hg > Cd. The microbiological activity was followed through microcalorimetry, using degradation of a mixture of glucose and ammonium sulfate (1:1) which varied from 2.0 to 10.0 mg in 1.50 g of LR and 53% humidity. This gave thermal effects of 2000 to 2500 kJ/mol. The results of degradation are in the 71 to 89 % range at 250 h. Variation of humidity gave enthalpic values of 2500 kJ/mol (53 and 38%) and 2100 kJ/mol (20%). At 53% humidity aerobic and anaerobic microorganisms cultures develop. Variable amounts of herbicides (1.0 to 8.0 mg) gave enthalpic values of 2500 (paraquat), 1500 (diquat) and 2500 to 900 kJ/mol (fosfamidon). The bacterias and fungi extracted from LR were inoculated in soil with nutrients. The enthalpic values showed for bacteria (1st) in extracted soil medium 2100 kJ moI, fungi in BDA 700 to 1000 kJ moI, mixture of bacterias 800 kJ moI and bacteria (2nd) in B king media 400 kJ moI. The evolution of CO2 gives the order: soil plus glucose > soil plus bacteria (1st) > soil plus bacteria (2nd) > fungi ~ 1st plus 2nd bacteria ~ soil without glucose. The thermal stability of soil components was followed by thermogravimetry and differential scanning calorimetry. The humic acids extracted from soils were compared with a commercial one. The argon atmosphere gave a slow decomposition compared with synthetic air. Samples of LR from sugar cane cultivation after firing presented small differences in comparation to the original soil.
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