O emprego de quitosana quimicamente modificada com anidrido succínico na adsorção de azul de metileno

Abstract

Recebido em 13/4/05; aceito em 29/8/05; publicado na web em 8/2/06 THE USE OF CHEMICALLY MODIFIED CHITOSAN WITH SUCCINIC ANHYDRIDE IN THE METHYLENE BLUE ADSORPTION. The adsorption capacity of α-chitosan and its modified form with succinic anhydride was compared with the traditional adsorbent active carbon by using the dye methylene blue, employed in the textile industry. The isotherms for both biopolymers were classified as SSA systems in the Giles model, more specifically in L class and subgroup 3. The dye concentration in the supernatant in the adsorption assay was determined through electronic spectroscopy. By calorimetric titration thermodynamic data of the interaction between methyene blue and the chemically modified chitosan at the solid/liquid interface were obtained. The enthalpy of the dye/chitosan interaction gave 2.47 ± 0.02 kJ mol -1 with an equilibrium constant of 7350 ± 10 and for the carbon/dye interaction this constant gave 5951 ± 8. The spontaneity of these adsorptions are reflected by the free Gibbs energies of -22.1 ± 0.4 and -21.5 ± 0.2 kJ mol -1 , respectively, found for these systems. This new adsorbent derived from a natural polysaccharide is as efficient as activated carbon. However 97% of the bonded dye can be eluted by sodium chloride solution, while this same operation elutes only 42% from carbon. Chitosan is efficient in dye removal with the additional advantage of being cheap, non-toxic, biocompatible and biodegradable.Keywords: chitosan; succinic anhydride; methylene blue. INTRODUÇÃOOs polissacarídeos denominados β(1→4)2-acetamida-2-desoxi-D-glicopiranose e β(1→4)2-amino-2-desoxi-D-glicopiranose são conhecidos pelas denominações quitina e quitosana, respectivamente. São biopolímeros interligados por ligações β-glicosídicas, sendo que em ambos os tipos de estruturas não há predominância de quaisquer espécies monoméricas. Assim, ambas as formas coexistem na natureza em uma estrutura polimérica, com grau parcial de desacetilação 1 , constituindo um copolímero. A quitina nativa possui em torno de 10% de grupos aminos livres 2 , enquanto que a forma desacetilada apresenta, em média, um teor desses grupos 1,2 não superior a 97%.Quanto à natureza estrutural desses materiais, tem-se conhecimento de que a quitina pode se apresentar sob as formas α, β e γ. Entretanto, a última é ainda pouco estudada, provavelmente por conter percentuais predominantes das formas α e β na sua constituição. Tanto a quitina natural como a quitosana apresentam alto grau de associação com proteínas, formando as glicoproteínas, com percentual que varia de 20 a 50% nos artrópodes 3 . A quitina faz parte da constituição da estrutura material e protetora dos insetos, animais marinhos e microrganismos celulares. Em processo laboratorial, a quitina é obtida a partir da abertura de anel do grupo exazolina de um derivado de açúcar ou por biossíntese, a partir da glicose em processo enzimático 3 . Um grande número de modificações químicas através de rotas homogênea e heterogênea pode ser realizado no anel glicopiranosídeo d...

Remoção dos corantes azul brilhante, amarelo crepúsculo e amarelo tartrazina de soluções aquosas utilizando carvão ativado, terra ativada, terra diatomácea, quitina e quitosana: estudos de equilíbrio e termodinâmica

“…5 Devido a isso, muitos estudos vêm sendo desenvolvidos usando o processo de adsorção para remover corantes de soluções aquosas utilizando adsorventes de baixo custo. [6][7][8][9][10][11][12][13][14][15] A maioria destes estudos está direcionada à remoção de corantes têxteis, sendo que a remoção de corantes alimentícios é raramente investigada. Estes estudos são baseados em isotermas, 1 termodinâmica, 8 cinética 15 e mecanismos, 7 mostrando que a adsorção de corantes pode ser estudada sob diferentes pontos de vista.…”

A relevante potencialidade dos centros básicos nitrogenados disponíveis em polímeros inorgânicos e biopolímeros na remoção catiônica

“…Assim, vários materiais podem ter condições de usos 1 , como na exploração de casca de Ponkan (Citrus reticulata), que é utilizada como suporte para efetivar tanto a troca iônica como preconcentração 86,87 . Porém, o fascinante biopolímero celulose 88 , bem como a quitina 89 , torna-se mais atrativo após as modificações quí-micas, com introdução de cadeias contendo grupos básicos, para que exerça ações em remoção de cátions 90,91 e corante 92 . Nos últimos anos, os biopolímeros que têm despertado maior interesse têm sido a celulose 88 , que provém de várias fontes, e a quitina 3 , que é proveniente de crustáceos, moluscos, insetos, cogumelos e outros organismos.…”

“…O eletrodo tem grande estabilidade, por mais de um mês sem sofrer quaisquer danos, o que sugere o seu uso como biosensor 97,104,124 . A quitosana modificada com esse anidrido também tem a capacidade de remover azul de metileno, cujo efeito interativo foi termodinamicamente determinado, recentemente 92 . Outros aspectos que elucidam a reatividade da quitosana podem ser constatados quando cruzada com glutaraldeído, o que leva a dispor de grupos aldeídicos livres, que podem interagir com agentes sililantes contendo de um a três átomos de nitrogênio na molécula 125 .…”

Um sistema simples para preparação de microesferas de quitosana

“…O grau de desacetilação, uma das mais importantes propriedades químicas desse polímero, determina a quantidade de grupos amínicos na cadeia polimérica, sendo que, uma extensão acima de 60% de desacetilação, define a entidade química quitosana 2,3 . A quitosana nas formas de pó ou de flocos tem sido muito utilizada em processos de adsorção de íons metálicos 3-10 e corantes [11][12][13] . Todavia, nestas formas a quitosana apresenta duas grandes desvantagens: solubilidade em meio ácido, que dificulta sua recuperação, e baixa área superficial, que limita o acesso aos sítios de adsorção (grupos amino) não expostos, diminuindo a velocidade e a capacidade de adsorção.…”