Degradación de Ácido Cítrico por Tecnologías Avanzadas de Oxidación

N. QUICI, M. E. MORGADA, R. GETTAR, A. LAMPONI, C. LÓPEZ, M. I. LITTER

Iguazu, Argentina

Simposio; SOLARSAFEWATER; 2005

Union Europea

La Fotocatálisis Heterogénea con semiconductores (FH) y la reacción de Foto-Fenton (FF) son dos de las Tecnologías Avanzadas de Oxidación Fotoquímicas más empleadas. Ambas se basan en procesos fisicoquímicos que involucran la generación y uso de especies de alto poder oxidante, como el radical hidroxilo en ambos casos y especies de hierro oxidantes en el segundo. Estos procesos poseen alta efectividad para la oxidación de materia orgánica. Trabajos previos de nuestro grupo han demostrado que la combinación FH-FF puede ser un método útil para el tratamiento de ácidos oligocarboxílicos como el EDTA, oxálico, cítrico y NTA, capaces de formar complejos fotoquímicamente activos con hierro(III). En particular, en este trabajo, se describirán los experimentos de degradación de ácido cítrico (ácido 2-hidroxi-1,2,3-propanotricarboxílico), un compuesto modelo en degradaciones oxidativas y componente de sistemas acuosos naturales e industriales. Se llevaron a cabo experimentos de degradación comparativa de ácido cítrico 0,5% (0,024 M). mediante el empleo de FH (UV/TiO2), FF (Fe/H2O2) y la combinación FH-FF. En los sistemas heterogéneos se utilizó TiO2 (1 g L-1) y en los sistemas FF y combinados se usaron distintas relaciones molares de los reactivos (hierro, H2O2) con respecto al ácido cítrico. El sistema de reacción consistió en un equipo de recirculación continua que constaba de un reactor anular, una bomba peristáltica y un reservorio cilíndrico termostatizado (298 K). Como fuente de irradiación, se utilizó una lámpara UV tubular de luz negra (máxima transmisión a 366 nm). En todos los casos, el pH se ajustó y mantuvo regulado a 3,7, y se trabajó con burbujeo de aire constante durante el transcurso de la reacción. Se desarrolló una técnica de HPLC para la detección y cuantificación del ácido cítrico en las muestras extraídas periódicamente del fotorreactor. En las condiciones de trabajo, se pudo observar la evolución de varios compuestos intermediarios con el tiempo, habiéndose detectado y cuantificado hasta ahora ácido 3-oxoglutárico, indicado en la bibliografía como producto de la fotólisis de ácido cítrico bajo irradiación UV en presencia de Fe(III); también se reporta la formación de ácido acético y acetona, pero estos compuestos no han sido detectados todavía en nuestro sistema. El análisis de los perfiles de degradación del ácido cítrico en función del tiempo indica que la adición de hierro al sistema mejora la fotooxidación en presencia de TiO2 a medida que aumenta la relación molar Fe:cítrico. Sin embargo, cuando se incrementa esta relación por encima de la equimolar, la degradación disminuye, posiblemente por un efecto de filtro interno ejercido por el exceso de hierro. La velocidad de la reacción fotocatalítica también se incrementa por adición de H2O2, mientras que los mejores resultados se obtuvieron con la combinación de ambos reactivos. Se están realizando al momento los experimentos FF homogéneos con distintas concentraciones de reactivos.