Estudo termodinâmico da adsorção de cobre (II) em montmorilonita organicamente modificada

Abstract

Resumo O presente estudo teve como objetivo avaliar a termodinâmica e o equilíbrio de adsorção, em solução aquosa, do íon Cu2+ em uma montmorilonita organofuncionalizada por 3-aminopropiltrietoxissilano. Esse adsorvente foi preparado pela intercalação inicial de brometo de cetiltrimetilamônio e depois a funcionalização com o 3-aminopropiltrietoxissilano. A organofuncionalização ocorreu na superfície externa da matriz inorgânica. A capacidade máxima de adsorção de Cu2+ pela amostra organofuncionalizada, prevista pela densidade de imobilização (1,46.10-3 mol.g-1) foi de cerca de 92 mg de Cu2+ por grama de argila. A variação da entalpia na adsorção (ΔH) obtida por via calorimétrica foi de -1,4±0,3 kJ.mol-1, valor muito pequeno para ser determinado por aplicação de método da segunda lei. Tomando por base o modelo de Langmuir, com modificações, obtiveram-se valores de constantes de afinidade de 47±10, 41±9 e 48±6 dm3.mol-1, para as temperaturas de 25, 35 e 45 °C, respectivamente, o que evidenciou grandezas iguais dentro das incertezas experimentais.Abstract The aim of present study was to evaluate thermodynamics and the equilibrium of adsorption, in aqueous solution, of the Cu2+ ion in a montmorillonite organofunctionalized by 3-aminopropyltriethoxysilane. This adsorbent was prepared by the initial intercalation of cetyltrimethylammonium bromide and then functionalization by 3-aminopropyltriethoxysilane. The organofunctionalization occurred on the outer surface of the inorganic matrix. The maximum adsorption capacity of Cu2+ by the organofunctionalized sample, predicted by the immobilization density (1.46x10-3 mol.g-1), was about 92 mg of Cu2+ per gram of clay. The adsorption enthalpy change (ΔH), obtained by calorimetric method was -1.4±0.3 kJ.mol-1, a very small value to be determined by the application of second law method. Based on the modified Langmuir model, values of 47±10, 41±9 and 48±6 dm3.mol-1 for the affinity constants were obtained for temperatures of 25, 35 and 45 °C, respectively, which showed equal magnitudes for these physical quantities within the experimental uncertainties.