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RECUPERAÇÃO DE RESÍDUOS DE COBRE PROVENIENTES DE AULAS
PRÁTICAS DO LABORATÓRIO DE ENSINO DE QUÍMICA ANALÍTICA DO
CENTRO DE EDUCAÇÃO E SAÚDE DA UNIVERSIDADE FEDERAL DE
CAMPINA GRANDE
Tácia Thaisa de Lima Silva1- [email protected]
Érick Caique Santos Costa2- [email protected]
Cláudia Patrícia Fernandes dos Santos3- [email protected]
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Graduada em Licenciatura em Química pela Universidade Federal de Campina Grande
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Graduando em Licenciatura Química pela Universidade Federal de Campina Grande
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Professora da Universidade Federal de Campina Grande
RESUMO
Programas de Gerenciamento de Resíduos Químicos vêm sendo implantados em
diversos Institutos de Educação em todo o país. Tendo em vista à necessidade de
melhorar os trabalhos realizados nos laboratórios de Universidades e Instituições de
Pesquisa e vendo a preocupação da sociedade em preservar o nosso planeta e o meio
ambiente, este artigo trás como objetivo tratar e recuperar resíduos químicos de cobre
oriundos de atividades experimentais desenvolvidas no laboratório de Química
Analítica da Universidade Federal de Campina Grande campus Cuité. A metodologia
aplicada neste trabalho consiste no planejamento de ações para um gerenciamento e
tratamento sustentável de resíduos químicos. Os resultados alcançados, permitiram
implementar no laboratório um conjunto de ações de gestão e tratamento dos mesmos.
Palavras-chave: cobre, tratamento, recuperação, gerenciamento, resíduos.
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1 INTRODUÇÃO
O programa de gerenciamento de resíduos químicos já vem sendo trabalhado em
diversas universidades do Brasil, esta é uma prática que tem como objetivo, estabelecer
formas de minimizar uma geração demasiada de resíduos químicos nos laboratórios,
dando aos resíduos uma destinação final adequada, preservando assim o meio ambiente.
O grande problema que a maioria das Universidades e centros de pesquisa
enfrenta hoje está relacionado ao descarte indevido de resíduos químicos,
principalmente dos metais pesados que potencializa a contaminação do solo, mananciais
e causam graves danos ao meio ambiente e também aos seres vivos. Todavia o descarte
indevido destes resíduos tem chamado a atenção de centros de pesquisa, universidades e
instituições de ensino (Wilson Jardim 1998).
A finalidade deste trabalho foi o desenvolvimento de metodologias eficazes para
o tratamento e recuperação dos resíduos de cobre gerados da disciplina de química
analítica experimental, trabalhadas na Universidade Federal de Campina Grande. O
resíduo segregado de modo adequado e de composição conhecida facilitou o seu
tratamento.
Desse modo, observa-se que a criação de um PGRQ, torna o laboratório de
química um espaço de pesquisa e estudo onde se é possível trabalhar de maneira
sustentável, trazendo benefícios para a própria instituição, dando exemplo de ética e
cidadania, já que o programa tem como fundamento o compromisso com o meio
ambiente e a educação ambiental, que atualmente é uma das bases para a construção e
desenvolvimento do conhecimento de uma sociedade moderna capaz de transformar o
quadro ambiental que o mundo vive nos dias de hoje.
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1.2 Tipos de Resíduos
Classificamos os resíduos de duas formas:
Ativo: gerado continuamente, é fruto das atividades rotineiras dentro da unidade
geradora, (ensino e pesquisa). Deve ser tratado como o principal alvo do programa de
gerenciamento.
Passivo: compreende ao resíduo estocado, não caracterizado, aguardando destinos
finais. Este inclui desde restos reacionais, a resíduos sólidos, até frascos de reagentes
que estejam ainda lacrados, mas sem rótulo;
1.3 Hierarquia no Gerenciamento
Colocar uma ordem de prioridade em ações que objetivam minimizar ou
eliminar alguns dos resíduos produzidos numa Unidade Geradora é uma tarefa difícil
em qualquer Programa de Gerenciamento de Resíduos Químicos (PGRQ).
Independentemente de qual seja a atividade geradora de resíduos no laboratório (ensino
ou pesquisa), o PGRQ deve seguir uma regra de responsabilidade objetiva, ou seja, uma
série de atitudes em sequência de prioridades. O importante neste caso é seguir uma
hierarquia de atividades, que deve ser praticada da seguinte forma:
1. Prevenir a geração de resíduos perigosos ou não modificando ou substituindo o
experimento por outro menos impactante, sempre que possível;
2. Minimizar a proporção de resíduos perigosos que são inevitavelmente gerados,
através da utilização de pequenos volumes; o trabalho em microescala, além de
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gerar pouco resíduo, pode ainda diminuir os custos com reagentes a curto e
longo prazo, embora algum investimento com vidraria venha a ser necessário;
3. Segregar e concentrar correntes de resíduos de modo a tornar viável e
economicamente possível a atividade gerenciadora. A segregação dos resíduos
facilita muito o trabalho, seja o destino final é a incineração, o reuso ou a
reciclagem;
4. Reaproveitar certos resíduos reciclando, recuperando e reutilizando materiais e
produtos;
5. Promover o tratamento de resíduos utilizando processos químicos, físicos,
biológicos ou térmicos de forma mais adequada e estocando pelo menor tempo
possível;
6. Dispor o resíduo de maneira segura.
1.2 Características gerais do cobre
O cobre é um metal vermelho-pálido, macio, maleável e dúctil. Funde a 1038ºC. Devido
ao seu potencial de eletrodo padrão ser positivo, é insolúvel em ácido clorídrico e ácido
sulfúrico diluído, embora na presença do oxigênio possa ocorrer alguma solubilização.
O ácido nítrico, medianamente concentrado (8M) dissolve rapidamente o cobre.
Existem duas séries de compostos de cobre, os compostos de cobre (I) são derivados de
óxido de cobre (I) vermelho, Cu2O, e contém íons cobre (I), Cu+. Tais compostos são
incolores e a maioria dos sais de cobre (I) é insolúvel em água. Ele oxida, rapidamente a
compostos de cobre (II) Cu2+, classificada como a segunda série de seus compostos, que
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são provenientes de óxido de cobre (II) preto, CuO. Os sais de cobre (II) são geralmente
azuis, tanto no estado sólido hidratado, quanto em soluções aquosas diluídas (Vogel
1981). Assim, para este estudo serão consideradas apenas as práticas com íons de cobre
(II).
2 METODOLOGIA EXPERIMENTAL
2.1 Conhecimentos necessários
O tratamento de um resíduo químico aquoso em um laboratório demanda a aplicação de conhecimentos básicos, tais como: reação química de oxi-redução; equilíbrio
químico; neutralização; precipitação; formação de complexos e solubilidade. O
tratamento deve ser efetuado no próprio laboratório o mais rápido possível, para que o
composto não altere suas propriedades com o passar do tempo, cada resíduo possui
características que podem variar de acordo com sua composição, o que pode dificultar
ou não o seu tratamento. Os tratamentos aplicados ao resíduo de cobre dependem das
propriedades químicas presentes na solução aquosa a ser tratada e dos íons das soluções
escolhidas para o tratamento.
2.2 Tratamento do cobre
O resíduo de cobre gerenciado foi gerado por meio de aulas experimentais
ministradas a turmas da disciplina de Química Analítica. Desse modo, para que as
análises qualitativas sistemáticas pudessem ser realizadas, o resíduo foi segregado e os
testes para sua recuperação foram realizados de acordo com os ensaios experimentais
proferidos a partir das semi-reações do grupo do cobre, descritas abaixo:
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2.2.1 Semi-reações do Cobre, Cu2+:
a) Hidróxido de sódio em solução a frio: precipitado azul de hidróxido de cobre(II)
Cu2++ 2OH-→ Cu(OH)2 (2.1).
a) Solução de amônia: quando escassamente adicionada forma precipitado azul:
2Cu2++ SO42- + 2NH3+ 2H2O → Cu(OH)2.CuSO4+ 2NH4+ (2.2).
b) Iodeto de potássio: precipita iodeto de cobre (I) branco, mas a solução apresenta
uma forte coloração marrom avermelhada, devido à formação de íons triiodeto:
2Cu2++ 5I- → 2CuI + I3- (2.3).
c) Cianeto de potássio: quando adicionado moderadamente, forma de início, um
precipitado esverdeado de cianeto de cobre (II):
Cu2++ 2CN-→ Cu(CN)2 (2.4).
A figura abaixo mostra os ensaios realizados respectivamente as semi-reações
descritas acima:
Figura 1: Semi-reações do cobre
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Depois das análises testadas pelas semi-reações, observou-se que o resíduo de
cobre reagiu melhor com o hidróxido de sódio, dessa maneira, todo o resíduo contendo
íons de cobre (Cu2+) foi tratado com NaOH.
O tratamento foi realizado adicionando 100mL do resíduo de cobre em um
béquer e a este foi acrescentado 10mL de NaOH 5M. O precipitado formado foi filtrado
conforme mostra a figura 2 e levado para desidratar na estufa, depois de desidratado
figura 3, o precipitado preto de CuO foi macerado e foram adicionados 100mL de uma
solução de H2SO4 3M. Por último o resíduo foi recuperado como sulfato de cobre e
devidamente estocado.
Figura 2: Precipitado filtrado
Figura 3: Óxido de cobre
3 RESULTADOS E DISCUSSÕES
O cobre foi tratado com uma solução a frio de NaOH 5M, onde formou-se um
precipitado de cor azul de hidróxido de cobre (II) Cu(OH)2.
Cu2+(aq) + 2OH- (aq)→ Cu(OH)2 (s) (3.1)
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O precipitado originado foi filtrado e desidratado na estufa a 90°C por uma hora.
Na presença de calor, o precipitado converte-se em óxido de cobre preto, sendo formado
como mostra a reação seguinte:
Cu(OH)2(S) → CuO(s) + H2O
Figura 5: precipitado de Cu(OH)2.
(3.2)
Figura 6: óxido de cobre.
O óxido de cobre foi tratado com uma solução de H2SO4 3M, recuperando o
resíduo em CuSO4.
CuO (s) + H2SO4 → CuSO4 (aq) + H2O
Figura 7: Sulfato de cobre recuperado
(3.3)
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O resíduo de cobre tratado e recuperado foi estocado e está sendo utilizado em
práticas de aulas experimentais.
4. CONCLUSÕES
Os resultados obtidos neste trabalho permitiram estabelecer um conjunto de
conclusões em relação ao gerenciamento dos resíduos químicos. Os procedimentos
adotados mostraram-se totalmente satisfatórios, e se estendem desde a caracterização
dos resíduos até a recuperação dos mesmos. A partir da inclusão da prática de
segregação dos resíduos oriundos das aulas experimentais, foi possível iniciar os
procedimentos de identificação e, por conseguinte seu processo de tratamento.
O resíduo contendo íons de cobre mostrou-se relativamente simples, a maior
dificuldade, foi causada pela presença de outros metais e complexos em solução
juntamente com o cobre, porém, depois de tratado seu processo de recuperação foi
efetivado de modo muito simples e eficaz. Com os resultados obtidos, foi possível
concluir em relação ao tratamento e recuperação do resíduo de cobre que é importante
conhecer toda a composição do resíduo, pois assim o trabalho de tratamento e
recuperação, torna-se mais prático.
Dessa maneira, concluímos que o gerenciamento de resíduos é uma alternativa
que permite promover um modelo simples e eficaz para o tratamento das mais variadas
substâncias existentes em um laboratório. Capaz de trabalhar a percepção de novas
gerações, ao que diz respeito à reciclagem de produtos, após o final da sua vida útil,
podendo ser compreendido como uma forma sustentável de se trabalhar em um
laboratório, impedindo assim, uma maior contaminação do meio ambiente. Além disso,
este programa indiretamente desenvolve novas técnicas de tratamento de resíduos, pelos
testes realizados no decorrer das análises.
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5. REFERÊNCIAS
AMARAL, S.T. et al. Relato de Uma Experiência: Recuperação e Cadastramento
de Resíduos dos Laboratórios de Graduação do Instituto de Química da
Universidade Federal do Rio Grande do Sul. Química Nova, v.24, nº.3, 419-423,
2001.
BENDASSOLLI, J.A et al. Implantação de Programas de Gerenciamento de
Resíduos Químicos Laboratoriais em Universidades: Análise Crítica e
Recomendações. Revista de Engenharia Ambiental e Sanitária. Vol.11 - Nº 2, pág. 118124, abr/jun 2006.
JARDIM, W.F. Gerenciamento de Resíduos Químicos. Universidade Estadual de
Campinas – UNICAMP, São Paulo, 1998.
JARDIM, WF. Gerenciamento de resíduos químicos em laboratórios de ensino e
pesquisa. Química Nova. 1997.
SASSIOTTO, Maria Lucia P. Manejo de Resíduos de Laboratórios Químicos em
Universidades: Estudo do Caso do Departamento de Química da UFSCAR.
Dissertação (Mestrado em Engenharia Urbana) – Universidade Federal de São Carlos,
São Paulo-SP, 2005.
SILVA, Denise Domingos da; Santos, Cláudia P.F. Fundamentos e Práticas de
Química Analítica Qualitativa. Universidade Federal de Campina Grande. 2010, pág:
11à 18.
VOGEL, A. I.. Química Analítica Qualitativa, 5ª ed., Editora Mestre Jou, São Paulo.
1981.