Organização
Universidade Estadual de Mato Grosso do Sul
Gerência da Unidade de Naviraí
Coordenação do Curso de Química
Coordenação do Curso de Tecnologia em Alimentos
Coordenação
Prof. Dr. Alberto Adriano Cavalheiro
Prof. Dr. Ademir dos Anjos
Anais
Comitê Científico
Prof. Dr. Euclésio Simionatto
Prof. Dr. Rogério César de Lara da Silva
Prof. Dr. Sandro Minguzzi
Prof. Ms. Jusinei Meireles Stropa
Profa. Ms. Simone Cândido Ensinas
2 9 de outubro a 1 de novembro de 2014
Naviraí/MS - Brasil
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Avaliação da Persistência do Corante Azul de Bromotimol
por Fotólise em Meio Aquoso
Natali A. Cruz1, Eduardo F. De Carli, Jusinei M. Stropa,
Alberto A. Cavalheiro2.
CPTREN - UEMS/Naviraí
1
[email protected], [email protected]
INTRODUÇÃO
A preservação da qualidade da água em mananciais hídricos, onde está presente uma
infinidade de seres vivos está diretamente ligada à manutenção da vida no planeta. O
monitoramento dos processos de contaminação e seus possíveis efeitos sobre este ecossistema
ajudam a propor soluções para remediação dos efeitos danosos da contaminação aquática e
outros processos naturais (KUNZ, 2001; TAMINI, 2008).
A crescente urbanização, principalmente em paises em desenvolvimento, seguido do
aumento das áreas cultiváveis para dar conta do aumento da população mundial, vem
exigindo que se implante maior controle das contaminações dos mananciais hídricos por
poluentes persistentes, como pesticidas, hormônios, defensivos agrícolas, corantes e fármacos,
denominados micro-poluentes orgânicos (NOGUEIRA, 1998; SILVA, 2008).
Os micro-poluentes orgânicos são espécies tóxicas, carcinogênicas e mutagênicas,
mesmo em concentrações reduzidas no meio aquático, pois a reação de oxidação necessária
para sua degradação é de segunda ordem, o que faz com que a velocidade de reação decaia
rapidamente com a redução da concentração dos poluentes no meio reacional. Assim, abaixo
de certa concentração, o tratamento convencional nas estações de tratamento de água não é
capaz de remover este tipo de substância, necessitando de Processos Oxidativos Avançados,
como ozonólise, foto-fenton ou fotocatálise (NOGUEIRA, 1998; CAVALHEIRO, 2008).
E métodos avançados se fundamentam na geração de intermediários altamente
oxidantes que degradam qualquer molécula orgânica, mesmo as mais refratárias, levando a
completa mineralização, com formação de gás carbônico, água e sais minerais. A validação
deste tipo de metodologia depende do estudo de degradação de substâncias de referência, que
sejam reconhecidamente persistentes e refratárias à degradação natural (SILVA, 2008).
Neste trabalho, objetivou-se avaliar o grau de persistência do corante azul de
bromotimol em água, em dois intervalos distintos de pH, submetida a fotólise solar e a
fotólise sob luz negra (385 nm - 40 W), simulando as condições mais comuns dos meios
aquáticos naturais. Também, objetiva-se estabelecer a utilidade deste composto como
referência para validar a eficiência de processos de oxidação avançados a serem investigados.
Anais da 4ª Jornada Científica da UEMS/Naviraí - 2014.
Natali A. Cruz, Eduardo F. De Carli, Jusinei M. Stropa, Alberto A. Cavalheiro.
Anais 4JCN (2014) pp. 25-28.
MATERIAIS E MÉTODOS
A solução do corante azul de bromotimol foi preparada por dissolução prévia em
etanol absoluto, divido a baixa solubilidade em água deste sólido branco e inodoro. Como a
maior parte dos indicadores, o azul de bromotimol é um ácido orgânico fraco muito pouco
solúvel em água (WEAST, 1981). A molécula de azul de bromotimol tem composição
química C27H28Br2O5S e estrutura formada por dois monoterpenos fenólicos, sendo um deles
contendo um átomo de bromo, e um grupo benzênico ligado a um éster sulfônico. Uma
alíquota da solução inicial é então transferida para um balão volumétrico e diluída com água
destilada até obter uma concentração molar de 1,67.10-4 mol.L-1.
Os testes de fotólise foram executados transferindo parte da solução 1,67.10-4 mol.L-1
para recipiente apropriado e ajustando o pH HCl 0,1 molar até se situar próximo a 6,0. Para os
testes de fotólise solar, a solução foi inserida em um recipiente de vidro largo e baixo,
posicionado sobre um agitador magnético e posicionado sob a luz solar no período das 12:00h
até as 14:00h. Para os testes de fotólise sob luz negra, a solução foi inserida em um béquer
grande posicionado sobre um agitador magnético e sob duas lâmpadas de luz negra com 20W
de potência cada uma, totalizando 40W de potencia irradiada. Alíquotas destas soluções
foram retiradas em intervalos de tempo e analisadas por espectroscopia na região do UV-Vis.
Figura 1: Procedimento de Fotólise sob luz negra da solução de azul de bromotimol com pH
ajustado para 6 com HCl.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Na Figura 2, observa-se o conjunto de espectros das soluções de azul de bromotimol,
com pH ajustado para 6,0 com HCl 0,1M. É possível constatar que todas as soluções
apresentam praticamente o mesmo perfil de absorção no intervalo de comprimento de onda
analisado, demonstrando que a radiação solar intensa do período mais luminoso do dia, entre
12:00h e 14:00h, não é capaz de produzir nenhum tipo de alteração estrutural na molécula que
leve a alteração da absorção na região do UV-Vis, uma condição necessária para seja
comprovada a degradação deste tipo de corante em ambientes naturais aquáticos.
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Natali A. Cruz, Eduardo F. De Carli, Jusinei M. Stropa, Alberto A. Cavalheiro.
Anais 4JCN (2014) pp. 25-28.
Na Figura 3, observa-se o conjunto de tubos de ensaio com soluções de azul de
bromotimol, com pH da soluçai inicial ajustado para 6,0 com HCl 0,1M, sob ação de radiação
de luz negra, com comprimento de onda de 385 nm originada a partir de lâmpadas de
ultravioleta. É possível constatar que todas as soluções apresentam praticamente a mesma
tonalidade de cor, demonstrando que a radiação de luz negra usada também não é capaz de
produzir descoloração da solução deste corante no pH investigado. Análises por
espectroscopia na região do UV-Vis destas soluções mostraram o mesmo comportamento
visualizado para os espectros obtidos para as soluções submetidas a fotólise solar.
Figura 2: Espectros das soluções de azul de bromotimol com pH ajustado para 6 com HCl ao
longo do tempo de irradiação sob luz solar (de 12:00h às 14:00h).
Figura 3: Sequência de tubos de ensaio com as alíquotas das soluções de azul de bromotimol
retiradas ao longo do tempo de irradiação com luz negra (40 W de potência).
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Anais 4JCN (2014) pp. 25-28.
CONCLUSÕES
A persistência do corante azul de bromotimol em água ficou evidente quando exposta
sob radiação solar e mesmo sob irradiação de luz UV-A com intensa radiação de 40W por até
2 horas. Após análises por espectroscopia na região do UV-Vis e também observação visual
de coloração da solução inicial, foi possível concluir que o corante azul de bromotimol é
absolutamente persistente no meio aquoso em pHs típicos de ambientes naturais aquáticos.
A grande persistência do corante azul de bromotimol sob intensa radiação de luz
negra, com comprimento de onda de 385 nm, simula o efeito da componente ultravioleta da
radiação, o que permitiria acelerar o processo de degradação, caso este tipo de reação
possuísse cinética muito lenta. Entretanto, não foi possível perceber nenhum efeito de
degradação ao longo do tempo de irradiação, levando a conclusão de que compostos com
similaridade estrutural a esta molécula podem ser um grande fator de risco ambiental.
Baseado nestes resultados pode-se concluir que esta substância tem demonstrado ser
uma referência adequada para avaliar processos de degradação de poluentes persistentes em
meio aquáticos no que tange a estudo de outras metodologias de despoluição, pois
metodologias eficientes de despoluição de micro-poluentes orgânicos devem ser hábeis
também para degradar o azul de bromotimol, pois esta substância tem demonstrado ser uma
excelente referencia para validação de processos em meio aquáticos.
AGRADECIMENTOS
Nos autores agradecem a FINEP, pelos recursos para a construção do CPTREN, ao
Fundect-MS e CNPq, pelo fomento a pesquisa, através de editais universais e de ação
transversal em Nanotecnologia e bolsas de Iniciação Científica e Mestrado, a CAPES pelas
bolsas de Iniciação Científica e bolsa de Mestrado e Doutorado, A UNESP - Araraquara e
UFMS - Campo Grande, pelas parcerias e colaboração que viabilizaram o desenvolvimento
deste trabalho nas etapas de caracterização dos materiais e, PROPP/UEMS e a Gerencia da
Unidade de Naviraí, pelo apoio institucional e infraestrutura para pesquisa.
REFERÊNCIAS
CAVALHEIRO, A. A.; BRUNO, J. C.; SAEKI, M. J.; VALENTE, J. P. S.; FLORENTINO, A. O.
Photocatalytic Decomposition of Diclofenac Potassium using Silver-Modified TiO2 thin Films. Thin
Solids Films, 516, 18 (2007) 6240-6244.
KUNZ, A.; PERALTA-ZAMORA, P.; MORAES, S. G.; DURÁN, N. Novas Tendências no
Tratamento de Efluentes Têxteis. Química Nova, 25, 1 (2001) 78-82.
NOGUEIRA, R. F. P.; JARDIM, W. F. A Fotocatálise Heterogênea e sua Aplicação Ambiental.
Química Nova, 21, 1 (1998) 69-72.
SILVA, CLAUDIA S. C. G. Synthesis, Spectroscopy and Characterization of Titanium Dioxide
Based Photocatalysts for the Degradative Oxidation of Organic Pollutants. Tese em Engenharia
Biológica, Faculdade de Engenharia, Universidade do Porto, Portugal (2008).
TAMINI, M.; QOURZAL, S.; BARKA, N.; ASSABBANE, A.; AIT-ICHOU, Y. Methomyl
Degradation in Aqueous Solutions by Fenton’s Reagent and the Photo-Fenton System. Separation
and Purification Technology, 61 (2008) 103-108.
WEAST, R. C. Handbook of chemistry and physics. 62nd ed. Boca Raton: CRC Press (1981).
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