Adsorção de tiocianato em forsterita-91: um estudo cinético e termodinâmico - Ferreira, Giulio Wilgner (2021)
Em 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.