Adsorção de tiocianato em forsterita-91: um estudo cinético e termodinâmico

Página do item simplificado
dc.contributor.advisorZaia, Dimas Augusto Morozin
dc.contributor.authorFerreira, Giulio Wilgner
dc.contributor.bancaRodrigues, Fabio
dc.contributor.bancaSolci, Maria Cristina
dc.coverage.extent88 p.
dc.coverage.spatialLondrina
dc.date.accessioned2024-08-19T19:07:34Z
dc.date.available2024-08-19T19:07:34Z
dc.date.issued2021-04-16
dc.description.abstractEm 1951, John Desmond Bernal propôs que os minerais podem ter desempenhado um papel importante para a origem da vida devido à sua capacidade de pré-concentrar moléculas por adsorção, proteger contra a radiação ultravioleta, catalisar reações e a formação de polímeros. Embora muitas pesquisas tenham sido dedicadas ao estudo dos argilominerais, as olivinas fazem parte dos 60 minerais que contribuíram para a formação do planeta Terra. A olivina tem sido pouco estudada como adsorvente de biomoléculas. O íon tiocianato pode ter desempenhado importante papel como bloco construtor da origem da vida. O tiocianato também é um contaminante tóxico para os seres vivos, sendo encontrado geralmente em águas subterrâneas devido a processos industriais. Neste trabalho, foi estudada a adsorção de tiocianato em forsterita-91 utilizando três soluções, água ultrapura, água do mar-A 4.0 Ga (bilhões de anos) e água do mar-B 4.0 Ga (bilhões de anos). Os estudos de pH mostraram que a adsorção é significativa nas faixas de pHs neutra e básica, sendo que as soluções de água ultrapura e água do mar-A 4.0 Ga foram estatisticamente iguais. A adsorção de tiocianato dissolvido em água do mar-B 4.0 Ga apresentou menor valor, provavelmente devido alta concentração de Ca2+ do meio. Os dados de FT-IR indicam adsorção em todas as soluções testadas, pois observou-se o deslocamento da banda 2040 para 2070 cm-1. Esta banda é característica do tiocianato; devido à ligação tripla do nitrogênio com o carbono, a densidade eletrônica é alta, tornado a banda sensível para interações químicas. A banda em 2070 cm-1 pode ser devido a formação do complexo Fe-SCN. Os espectros FT-IR do tiocianato dissolvido em água ultrapura ou mar-A 4.0 Ga ou mar-B 4.0 Ga apresentou as bandas característica da forsterita-91 e do tiocianato (416, 470, 501, 608, 746, 836, 885, 952, 982, 1619 e 2070 cm-1). No entanto, FT-IR espectro a água mar-A 4.0 Ga mostrou também duas novas bandas em 1050 e 1070 cm-1, indicando interação do sulfato com a superfície do mineral. Os dados de cinética de adsorção indicam melhores resultados para o modelo cinético de pseudo-primeira ordem. As isotermas de adsorção mostraram melhor ajuste para o modelo de Freundlich e de Langmuir-Freundlich; com o aumento da temperatura, o parâmetro n (heterogeneidade da superfície) do modelo Freundlich tende a zero, indicando homogeneidade da superfície. Os dados termodinâmicos obtidos através da modelagem de isoterma indicam que o processo de adsorção é favorável, sendo endotérmico e controlado pela entropia do sistema.
dc.description.abstractother1In 1951 John Desmond Bernal suggested that minerals may have played an important role in the origin of life, because they pre-concentrated biomolecules from diluted solutions by adsorption, protected biomolecules against ultraviolet radiation, catalyzed the synthesis of biomolecules and biopolymers. It should be noted that clay minerals are the most studied minerals, however, olivine group is part of the 60 minerals, that formed the planet earth. Also, olivine group has received only limited attention for adsorption studies. The thiocyanate ion probably played an important role as a building block in the origin of life. Thiocyanate is also a toxic contaminant to living beings, and is commonly found in groundwater due to industrial processes. In this work, the adsorption of thiocyanate onto forsterite-91 was studied using ultrapure water, seawater-A 4.0 Ga (billion years) and seawater-B 4.0 Ga (billion years). The pH studies show significant adsorption of thiocyanate in the neutral and basic pH. The adsorption of thiocyanate in ultrapure water and seawater-A 4.0 Ga solutions were not statistically different from each other. Thiocyanate dissolved in seawater-B 4.0 Ga solution showed low adsorption, probably due to the high Ca2+ concentration of the medium. The FT-IR spectra indicate thiocyanate adsorption in all tested samples. It was observed the shift of the band at 2040 cm-1 to 2070 cm-1 and this band is due to the triple bond between nitrogen and carbon. Since the electronic density of thiocyanate is high, this band is sensitive to chemical interactions, the band at 2070 cm-1 could be due to the formation of a complex Fe-SCN. The FT-IR spectra of thiocyanate dissolved in ultra-pure water or seawater-A 4.0 Ga or seawater-B 4.0 Ga presented the characteristic bands of forsterite-91 and thiocyanate (416, 470, 501, 608, 746, 836, 885, 952, 982, 1619, and 2070 cm-1). However, for seawater-A 4.0 Ga samples, two new bands were observed at 1050 and 1070 cm-1 due to sulfate interaction with olivine. The adsorption kinetics studies indicate better fit of results for the pseudo-first-order kinetic model. The adsorption isotherms showed better fit for Freundlich model and Langmuir-Freundlich model, with increasing temperature, the parameter n (surface heterogeneity) of Freundlich model tends to zero, indicating surface homogeneity. The thermodynamic data indicate that the adsorption process is favorable, and the adsorption process is endothermic and controlled by the entropy of the system.
dc.identifier.urihttps://repositorio.uel.br/handle/123456789/17227
dc.language.isopor
dc.relation.departamentCCE - Departamento de Química
dc.relation.institutionnameUniversidade Estadual de Londrina - UEL
dc.relation.ppgnamePrograma de Pós-Graduação em Química
dc.subjectIsoterma de adsorção
dc.subjectForsterita-91
dc.subjectAdsorção de tiocianato
dc.subject.capesCiências Exatas e da Terra - Química
dc.subject.keywordsAdsorption isotherm
dc.subject.keywordsForsterite-91
dc.subject.keywordsThiocyanate adsorption
dc.titleAdsorção de tiocianato em forsterita-91: um estudo cinético e termodinâmico
dc.title.alternativeThiocyanate adsorption in forsterite-91: kinetic and thermodynamic study
dc.typeDissertação
dcterms.educationLevelMestrado Acadêmico
dcterms.provenanceCentro de Ciências Exatas

Arquivos

Pacote Original
Agora exibindo 1 - 2 de 2
Imagem de Miniatura
Nome:
CE_QUI_Me_2021_Ferreira_Giulio_W.pdf
Tamanho:
1.75 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descrição:
Texto completo. Id. 66939
Baixar
Nenhuma Miniatura disponível
Nome:
CE_QUI_Me_2021_Ferreira_Giulio_W_TERMO.pdf
Tamanho:
2.55 MB
Formato:
Adobe Portable Document Format
Descrição:
Termo de autorização.
Baixar
Licença do Pacote
Agora exibindo 1 - 1 de 1
Nenhuma Miniatura disponível
Nome:
license.txt
Tamanho:
555 B
Formato:
Item-specific license agreed to upon submission
Descrição:
Baixar

Coleções

02 - Mestrado - Química