Evaluating Scatchard and Differential Equilibrium Functions to study the binding properties of Cu(II) to the surface of mixed species of lyophilized Spirulina (Cyanobacteria)

Abstract

A ligação de Cu(II) à superfície de espécies mistas da microalga Spirulina foi estudada em pH 6.0 por titulação potenciométrica monitorada com eletrodo íon-seletivo para Cu(II). Três materiais foram estudados: a suspensão completa da alga, a água de lavagem obtida por centrifugação da suspensão completa e a suspensão composta por células lavadas com água. Os métodos de Scatchard e de Funções Diferenciais de Equilíbrio (DEF) foram usados para tratamento dos dados de titulação. Os gráficos de Scatchard possibilitaram a determinação de duas classes de sítios de complexação, sendo que os valores de log K' para os sítios mais fortes variaram entre 7,3 e 7,9. Para os sítios mais fracos os valores de log K' foram determinados entre 3,5 e 3,9. As concentrações totais dos sítios de complexação foram 1,6±0,1; 1,5±0,5 e 0,92±0,08 mmol g -1 para a suspensão total, água de lavagem e células lavadas, respectivamente. O método DEF revelou uma variação linear dos valores de log K DEF em função do log θ (θ = grau de ocupação dos sítios de complexação), sendo que os valores de log K DEF decresceram de 9 para 4 em conseqüência do aumento de log θ de -2,5 para -0,25. Os graus de heterogeneidade determinados por DEF ficaram na faixa entre 0,4 e 0,5 para os três materiais estudados.The binding of Cu(II) to the surface of mixed species of Spirulina was studied at pH 6.0 by potentiometric titration monitored with a copper ion selective electrode. Three materials were studied: the total suspension of alga, the washing water that resulted from centrifugation of the total suspension, and the water-washed cells. The Scatchard method and the Differential Equilibrium Functions (DEF) were used for the treatment of the titration data. The Scatchard plots determined two classes of binding sites, with log K' values for stronger sites varying between 7.3 and 7.9. For the weaker sites the log K' values ranged between 3.5 and 3.9. The total concentration of binding sites were 1.6±0.1, 1.5±0.5 and 0.92±0.08 mmol g -1 for the total suspension, washing water, and washed cells, respectively. The DEF approach revealed a linear variation of log K DEF as a function of log θ (θ = degree of site occupation), with log K DEF decreasing from 9 to 4 as a consequence of increasing log θ from -2.5 to -0.25. The degree of site heterogeneity determined by the DEF approach was between 0.4 and 0.5 for the three materials studied.

Bioremediation potential of live and dead Spirulina: Spectroscopic, kinetics and SEM studies

“…A few literatures are available on the use of Spirulina sp. to remove Pb 2þ (Doke et al, 2005;Hong and Shan-Shan, 2005), Cu 2þ (Parmeggiani and Masini, 2003), and Cd 2þ (Rangsayator et al, 2002). Recently Langmuir adsorption studies have been reported for uptake of Cd 2þ , Cu 2þ , and Cr 3þ by Spirulina (Chojnacka et al, 2002(Chojnacka et al, , 2005 7 by live and dead Spirulina sp.…”

Propriedades ácido-base e de complexação de ácidos húmico e fúlvico isolados de vermicomposto

“…No caso das titulações de complexação, os tratamentos de dados para calibração do eletrodo íon seletivo a Cu(II), cálculo de concentração de Cu(II) livre, [Cu(II)], e complexado, [CuL], também podem ser encontrados em publicações anteriores 11,15,16 . No presente trabalho adotou-se que os dados experimentais de complexação podem ser descritos pela equação da isoterma de Langmuir, que assume que os complexos formados têm estequiometria 1:1 e que o experimento é conduzido em força iônica e temperatura constantes, de modo que a carga elétrica sobre a superfície mantém-se constante, assim como sua conformação espacial.…”

Estudo voltamétrico da adsorção de Cd(II) e Zn(II) na microalga marinha Tetraselmis gracilis

“…Keywords: Biosorption, dynamic speciation, marine microalgae, stripping voltammetry 0,051,(b) 0,10,(c) 0,19,(d) 0,38,(e) 0,70,(f) 2,66,(g) 3,01,(h) 3,69,(i) 4,32,(j) 4,92,(k) 5,49,(l) 6,02,(m) 6,53 e (n) 7,as concentrações foram: (a) 0,010,(b) 0,020,(c) 0,039,(d) 0,076,(e) 0,10,(f) 0,12,(g) 0,010,(h) 0,030,(i) 0,058,(j) 0,093,(k) 0,125,(l) 0,183,(m) 0,305,(n) 0,450 e (o) (Volesky and Holan 1995;Schiewer and Volesky 1997;Parmeggiani and Masini 2003).…”

“…A espécie com pKa 9,3 é devido principalmente a grupos amino, como já descrito por outros autores para diferentes tipos de alga (Kiefer, Sigg et al 1997;Schiewer and Volesky 1997;Gonzalez-Davila, Santana-Casiano et al 2000;Schiewer and Wong 2000;Parmeggiani and Masini 2003;Andrade, Rollemberg et al 2005;Han, Wong et al 2006;Vilar, Botelho et al 2009;Schijf and Ebling 2010). Deve ser mencionado ainda que o método de linearização de curvas de titulação potenciométrica por funções de Gran modificadas não distingue espécies com ∆pKa < 1 (Aleixo, Godinho et al 1987), a região da curva de titulação ajustada com o pKa 9,3 pode ter a contribuição de alguns grupos minoritários como grupos fenólicos ou sulfidrílicos.…”

“…Em comparação com outras espécies de algas, a predominância de grupos com pKa > 9 foi encontrada apenas para a C. elegans com contribuições de 54 a 63% (Andrade, Rollemberg et al 2005), dependendo do meio iônico. Para outros estudos foi observada uma distribuição homogênea da abundância dos sítios (Schijf and Ebling 2010), ou a predominância de grupos carboxílicos (Gonzalez-Davila, Santana-Casiano et al 2000;Parmeggiani and Masini 2003;Han, Wong et al 2006).…”