MODELAGEM DA CINÉTICA DE TROCA-IÔNICA DO SISTEMA BINÁRIO CU2+-NA+ SOBRE A RESINA AMBERLITE IR-120

MODELAGEM DA CINÉTICA DE TROCA-IÔNICA DO SISTEMA BINÁRIO CU2+-NA+ SOBRE A RESINA AMBERLITE IR-120

REINEHR, T. O.; GALLO JR, A.; RAIZER, E.; SÁ JR, G. P. de; AWADALLAK, J. A.; BORBA, C. E.; SILVA, E. A.

Artigo:

A presença de cobre em águas residuais industriais é uma relevante forma de poluição, e para o desenvolvimento de processos de troca iônica usados para a remoção do metal é necessário conhecer as características cinéticas de transferência de massa. Neste trabalho, o equilíbrio foi representado através da isoterma de adsorção de Langmuir. Foram avaliados três modelos cinéticos para o par iônico Cu+2 – Na+: adsorção na superfície, resistência no filme externo e difusão interna. Os experimentos foram realizados à temperatura de 25oC e pH inicial igual a 4. A isoterma de Langmuir representou o equilíbrio de forma satisfatória, e os três modelos cinéticos apresentaram eficiências muito similares na representação dos dados experimentais, não sendo possível determinar a etapa limitante de transferência de massa. No entanto, através da avaliação do comportamento dos parâmetros estudados, foi possível concluir que o modelo de difusão interna foi o que apresentou maior confiabilidade.

A presença de cobre em águas residuais industriais é uma relevante forma de poluição, e para o desenvolvimento de processos de troca iônica usados para a remoção do metal é necessário conhecer as características cinéticas de transferência de massa. Neste trabalho, o equilíbrio foi representado através da isoterma de adsorção de Langmuir. Foram avaliados três modelos cinéticos para o par iônico Cu+2 – Na+: adsorção na superfície, resistência no filme externo e difusão interna. Os experimentos foram realizados à temperatura de 25oC e pH inicial igual a 4. A isoterma de Langmuir representou o equilíbrio de forma satisfatória, e os três modelos cinéticos apresentaram eficiências muito similares na representação dos dados experimentais, não sendo possível determinar a etapa limitante de transferência de massa. No entanto, através da avaliação do comportamento dos parâmetros estudados, foi possível concluir que o modelo de difusão interna foi o que apresentou maior confiabilidade.

Palavras-chave:

DOI: 10.5151/chemeng-cobeq2014-0352-25883-162569

Referências bibliográficas

• [1] BORBA, C. E., Estudo do processo de troca iônica do sistema multicomponente cobre-zinco-sódio utilizando a resina Amberlite IR 12. 2009. 179 f. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Faculdade de Engenharia Química, Universidade Estadual de Campinas, Campinas. 2009.
• [2] BORBA, C. E., SILVA, E. A., SPOHR, S., SANTOS, G. H. F., GUIRARDELLO, R., Application of the mass action law to describe ion exchange equilibrium in a fixed-bed column, Chem. Eng. J., V. 172, n. 1, p. 312-320, 2011.
• [3] BORBA, C. E., SILVA, E. A., SPOHR, S., SANTOS, G. H. F., GUIRARDELLO, R., Ion exchange equilibrium prediction for the system Cu2+–Zn2+–Na+, J. Chem. Eng. Data, v. 55, p. 1333–1341, 2010.
• [4] ERNEST JR., M. V.,WHITLEY, R. D., MA, Z., LINDA WANG, N. H., Effects of mass action equilibria in fixed bed multicomponent ion exchange dynamics, Ind. Eng. Chem.Res. v. 36, p. 212–226, 1997.
• [5] JENA, P. R., BASU, J. K., DE, S., A generalized shrinking core model for multicomponent batch adsorption processes, Chemical Engineering J., v. 102, p. 267–275, 2004.
• [6] Área temática: Simulação, Otimização e Controle de Processos 7KLUG, M., SANCHES, M., Andamp; LARANJEIRA, M., Análise das Isotermas de Adsorção de Cu(II), Cd(II), Ni(II) e Zn(II) Pela N-(3,4-Dihidroxibenzil) Quitosana Empregando o Método da Regressão Não Linear. Quím. Nova, 21(II), p. 2–5. 1998.
• [7] LANGMUIR, I. (1918). THE ADSORPTION OF GASES ON PLANE SURFACES OF GLASS, MICA AND PLATINUM. Journal of the American Chemical Society, 40(9), 1361–1403. doi:10.1021/ja02242a004 MONTEIRO, L., MAINIER, F.. (2010). Avaliação da utilização de esponjas e fios de aço na remoção de cobre de efluentes industriais, ENGEVISTA, V. 12, n. 1. p. 33-40, junho 2010.
• [8] MOTSI, T., ROWSON, N. A., SIMMONS, M. J. H., Adsorption of heavy metals from acid mine drainage by natural zeolite, International Journal of Mineral Processing, v. 92, p. 42-48, 2009.
• [9] RIBAS, M. C., CANEVESI, R, SILVA, E. A., Estudo do equilíbrio e da dinâmica da biossorção do íon cádmio pela macrófita lemna minor em coluna de leito fixo, ENGEVISTA, V. 14, n. 2., p. 143-154, 2012.
• [10] SODRÉ, F. F., LENZI, E., Andamp; COSTA, A. C. S. DA, Utilização de modelos físico-químicos de adsorção no estudo do comportamento do cobre em solos argilosos. Quím. Nova, 24(3), p. 324–330, 2001.

Como citar:

REINEHR, T. O.; GALLO JR, A.; RAIZER, E.; SÁ JR, G. P. de; AWADALLAK, J. A.; BORBA, C. E.; SILVA, E. A.; "MODELAGEM DA CINÉTICA DE TROCA-IÔNICA DO SISTEMA BINÁRIO CU2+-NA+ SOBRE A RESINA AMBERLITE IR-120", p-11430-11437. In: Anais do XX Congresso Brasileiro de Engenharia Química - COBEQ 2014 [= Blucher Chemical Engineering Proceedings, v.1, n.2]. São Paulo: Blucher, 2015.
ISSN 23591757, DOI 10.5151/chemeng-cobeq2014-0352-25883-162569