Cerâmica (Mar 2010)
Performance of natural and modified smectite: kinetic and thermodynamics involving arsenic (V) adsorption Desempenho de esmectita natural e modificada: cinética e termodinâmica envolvendo adsorção de arsênio (V)
Abstract
A natural smectite sample has been modified by organofunctionalization process using synthetic route involved the reaction of 2-mercaptopyrimidine with 3-chloropropyltriethoxysilane. The resulting material (S MPY) was characterized by SEM, FTIR, textural analysis and 29Si MAS-NMR. The ability of this material to removed As (V) from aqueous solution was followed by series of adsorption isotherms adjusted to the Langmuir equation at room temperature and pH 2.0. The kinetic parameters analyzed by Lagergren and Elovich models gave a good fit for a pseudo-second order reaction with k2 in the 4.9 to 14.0 mmol-1 min-1 range for S MPY. The adsorption process was exothermic (ΔintH = -4.09 to -5.79 kJ.mol-1) accompanied by increase in entropy (ΔintS = 41.29 to 61.80 JK-1.mol-1) and Gibbs energy (ΔintG = -22.34 to -24.19 kJmol-1). The energetic effect caused by arsenic cation adsorption was determined through calorimetric titration at the solid-liquid interface and gave a net thermal effect that enabled the calculation of the exothermic values and the equilibrium constant.Uma amostra de esmectita natural foi modificada por processo de organofuncionalização usando rota sintética, envolvendo a reação de 2-mercaptopirimidina com 3-cloropropiltrietoxisilano. O material resultante (S MPY) foi caracterizado por microscopia eletrônica de varredura, espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier, análise textural e 29Si MAS-NMR. A habilidade deste material para remover As (V) a partir de solução aquosa foi investigada por series de isotermas ajustadas pela equação de Langmuir em temperatura ambiente e pH 2,0. Os parâmetros cinéticos foram analisados por modelos de Lagergren e Elovich, em que um bom ajuste foi obtido para o modelo de reação de pseudo-segunda ordem com k2 em 4,9 para 14,0 mmol-1 min-1 para S MPY. O processo de adsorção foi exotérmico (ΔintH = -4,09 to -5,79 kJmol-1) acompanhado por aumento de entropia (ΔintS = 41,29 to 61,80 JK-1mol-1) e energia livre de Gibbs (ΔintG = -22,34 to -24,19 kJmol-1). O efeito energético causado pela adsorção do cátion de arsênio foi determinado através de ensaios calorimétricos na interface que permitisse o cálculo dos valores exotérmicos e da constante de equilíbrio.
Keywords
