Degradação do corante Vermelho Congo em solução aquosa através de plasma obtido por eletrólise de alta tensão

Abstract

Devido à preocupação com o impacto ambiental e a necessidade da utilização dos corantes pelas indústrias têxteis, durante os últimos anos, vários estudos têm surgido para desenvolver novas tecnologias de tratamentos energéticos que permitam degradar compostos presentes em rejeitos industriais. Neste trabalho, é proposta a construção de um sistema para degradação de matéria orgânica, por eletrólise de alta tensão e baixa corrente, utilizando o Vermelho Congo (VC) como composto teste. Está técnica faz parte dos denominados Processos Oxidativos Avançados (POA) que se baseiam na geração de espécies altamente oxidantes, principalmente o radical hidroxil (OH.). O sistema utilizado é constituído de uma fonte de alimentação de alta tensão de corrente continua, uma cela termostatizada e dois eletrodos onde se estabelece o plasma. O cátodo é formado por um eletrodo de grafite espectroscópico e o ânodo formado por um eletrodo de platina selado em um tubo de vidro, com a ponta exposta formando um microeletrodo para contato com a solução. Em todas as amostras foi aplicado uma diferença de potencial de aproximadamente 580 volts para um intervalo de tempo total de 60 minutos de reação da degradação do VC. O acompanhamento da degradação do VC foi realizado através de varreduras espectrais na região de 600 a 400 nm, em alíquotas retiradas a cada dez minutos de contato com o plasma. Foram realizados estudos de variação do pH, características cinéticas, variação da concentração e pH inicial das soluções. Foi realizado também um estudo sobre as características da voltagem e corrente na solução. O sistema proposto para a degradação do VC sob plasma obtido por eletrólise de alta tensão causou aproximadamente 80% da degradação do composto em pH 6. Pode-se observar uma interferência do valor do pH inicial na taxa de degradação deste composto, ajustando o pH da amostra para 8 obteve-se 90% de degradação da solução. Foi calculada a constante de velocidade do processo, sendo que este obedece a lei de velocidade de primeira ordem. Foi calculada também a energia de ativação da reação (Ea), cujo valor foi de 834,31 J mol-1. A eletrólise por descarga elétrica é uma técnica com grande potencial para a degradação de compostos orgânicos.

Due to the concern with environmental impact and the need for the use of dyes for the textile industries, during the last years several studies has been undertaken to develop new technologies for energetic treatments that allow the degradation of compounds present in industrial waste. In this present work, the construction of a system for degradation of organic substance by high voltage and low current is proposal, using Congo Red (CR) as tested compound. This technique is part of the called Advanced Oxidation Process (AOP) that is based on the generation of highly oxidative species, mainly the hydroxyl radical (OH.). The used system is constituted of a continuous current high voltage source, a thermostatic cell and two electrodes where the plasma is established. The cathode is formed by a spectroscopic graphite electrode and the anode is formed by a platinum electrode sealed in a glass tube, with a microelectrode in contact to the solution. In all samples, a potential difference of approximately 580 volts was applied for a total reaction time of 60 minutes for the degradation of the CR. The monitoring of the degradation of the CR was done by spectroscopic scanning in the region of 600 to 400 nm, in aliquots removed from the reaction solution each 10 minutes of contact with the plasma. Studies of pH, kinetic characteristics, variation of initial concentration and pH value of the solutions were done. The characteristics of the voltage and current in the solution were investigated. The proposed degradation system for CR under plasma obtained by high voltage electrolysis caused the degradation of 80% of the compound, in pH 6. A pH interference in the rate of degradation of the compound was observed, and adjusting the sample to pH 8, a degradation of 90% of the compound was obtained. The constant K of the process was calculated, showing a first order law of reaction dynamics. The activation energy (Ea) was also calculated and its value was 834.31 J mol-1. The electrolysis by electric discharge is a technique with great potential for the degradation of organic compounds.