Estudo adsortivo dos íons Cr, Ni, Pb e Zn (eletrólitos de bateria chumbo-ácido) através da argila esmectita e do carvão ativado - ARAÚJO, Lilian Maria Cesar de (2018)
As baterias eletroquímicas são dispositivos que convertem energia química em energia elétrica, sob forma de energia contínua, quando no processo de descarga. Este trabalho se limita a abordar as baterias de chumbo-ácido, que são recarregáveis e, por ser duráveis, são escolhidas para uso em automóveis. Este tipo de bateria, utiliza o chumbo (Pb) e dióxido de chumbo (PbO₂) imersos em uma solução de ácido sulfúrico. As impurezas contidas no eletrólito e no ácido sulfúrico concentrado interagem com o meio através de adsorção, reações de troca catiônica e por complexação. Os adsorventes utilizados, neste trabalho, foram: a argila (Esmectita Verde) e/ou carvão ativado. A solução de bateria com seu tempo de vida esgotado, foi analisada quantificando os metais pesados e o pH. Os metais escolhidos foram: cromo (Cr), níquel (Ni), chumbo (Pb) e o zinco (Zn). Foi preparada uma solução de bateria (chumbo-ácido) “sintética”, contendo um, a combinação de dois, a combinação com três e/ou quatro eletrólitos, simulando a existente nas baterias. Foram construídas as isotermas da cinética de adsorção na T=25ºC e nos pH’s 2,3; 2,4 e 2,5. Enquanto que, no equilíbrio, a isoterma de adsorção foi construída no pH=2,4 e T=25ºC. Estes dados, foram representados graficamente através da relação q (mg.g⁻¹) vs t (min.). Procedeu-se à avaliação de sistemas de adsorção monocomponente e multicomponentes, em regime batelada, considerando as abordagens de equilíbrio do carvão ativado, o qual foi escolhido por apresentar uma boa adsorção dos metais e ser economicamente mais favorável. Os metais pesados foram quantificados por Espectrofotômetro de Absorção Atômica. Os resultados experimentais ajustaram-se bem ao modelo de equilíbrio combinado de Langmuir-Freundlich. Constatou-se que a relação Ni/Zn no sistema monocomponente é 0,98 passando para 0,99 para o sistema multicomponente, revelando que as afinidades de ambos os metais pelo carvão ativado é muito semelhante. Além disso, a afinidade em ordem decrescente, no sistema multicomponente (Cr, Ni, Pb e Zn), pelo carvão é: Pb(67,81%) > Cr (21,18%) > Zn (5,62%) > Ni (5,39%). Entretanto, os processos de adsorção multicomponentes são complexos, porque são afetados por vários fatores, assim sendo, mais estudos são necessários para melhor avaliá-los.