Degradação dos corantes acid yellow 3 e ponceau 4R em solução aquosa usando processo fenton

Abstract

Águas residuárias contendo corantes deterioram o ambiente aquático e ameaçam os organismos vivos constituindo um considerável problema ambiental nos corpos hídricos. Dentre as tecnologias disponíveis para tratamento de efluentes coloridos, o processo oxidativo avançado Fenton se destaca pela utilização dos íons Fe2+ e H O na degradação de contaminantes 2 2 orgânicos. Nos processos oxidativos avançados são gerados radicais hidroxilas não seletivos capazes de converter os compostos orgânicos a forma menos refratárias ou mineralizadas. Neste contexto, o presente trabalho avaliou a eficiência de degradação dos corantes alimentícios Acid Yellow 3 (quinolínico) e Ponceau 4R (azo corante) em meio aquoso usando o processo Fenton. Os experimentos foram realizados a temperatura ambiente (25°C) segundo um planejamento fatorial via superfície de resposta que avaliou os efeitos das variáveis: concentração de corante, concentração de H O e concentração de FeSO .7H O sobre a eficiência de degradação das 2 2 4 2 moléculas a pH = 3,0. Estudos cinéticos a 25°C, 50°C e 70°C foram conduzidos segundo o modelo de pseudo primeira ordem e as energias de ativação das reações Fenton foram estimadas a partir da equação de Arrhenius. Os resultados mostraram degradações individuais superiores a 90% para concentrações dos corantes entre 50 mg L-1 e 150 mg L-1 sob concentrações de H O 2 2 e FeSO .7H O entre 40 mg L-1 e 70 mg L-1. Para a mistura de corantes as degradações variaram 4 2 entre 60% e 97% sob dosagens de H O entre 35 mg L-1 e 50 mg L-1 e FeSO .7H O de 40 mg 2 2 4 2 L-1. Os ensaios cinéticos mostraram um ajuste muito bom ao modelo de pseudo primeira ordem e constantes cinéticas entre 0,238 min-1 e 7,291 min-1 nos tratamentos individuais dos corantes e de 0,121 min-1 a 3,615 min-1 para a mistura das moléculas, o que ratifica o efeito de competitividade entre estas, de forma que o azo corante Ponceau 4R mostrou maior reatividade que o corante Acid Yellow 3. As energias de ativação entre 40,2 kJ mol-1 e 56,1 kJ mol-1 confirmaram o caráter endotérmico do processo Fenton de degradação dos corantes nas condições experimentais empregadas. Em geral, os valores obtidos mostraram o caráter promissor do sistema Fenton na despoluição de efluentes coloridos. Palavras-chaves: Corante alimentício, Fenton, Planejamento Fatorial, Degradação, Cinética