INIFTA   05425
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES FISICO-QUIMICAS TEORICAS Y APLICADAS
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
DEGRADACIÓN DE DERIVADOS DEL ACIDO BENZOICO MEDIANTE LA TECNICA FOTOFENTON
Autor/es:
MÉNANA HADDOU; DANIELA NICHELA; FLORENCE BENOIT-MARQUIE; MARIE-THÉRÈSE MAURETTE; ESTHER OLIVEROS; FERNANDO S. GARCÍA EINSCHLAG
Lugar:
Cubatao, Brasil
Reunión:
Congreso; IX ELAFOT (Encuentro Latinoamericano de Fotoquímica y Fotobiología); 2008
Resumen:
DEGRADACIÓN DE DERIVADOS DEL ACIDO BENZOICO MEDIANTE LA
TÉCNICA FOTOFENTON
.
Ménana Haddou (1), Daniela Nichela (2), Florence Benoit-Marquie (1), Marie-Thérèse Maurette (1), Esther Oliveros (1),
Fernando S. García Einschlag (2).
(1) Laboratoire des IMRCP, U. Paul Sabatier, 118, rte de Narbonne (F-31062), Toulouse Cedex 4, France
(2) Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA), Dep. de Química, Fac. de Ciencias
Exactas UNLP, CONICET, CIC, CC 16 Suc. 4, (1900), La Plata, Argentina.(1), Daniela Nichela (2), Florence Benoit-Marquie (1), Marie-Thérèse Maurette (1), Esther Oliveros (1),
Fernando S. García Einschlag (2).
(1) Laboratoire des IMRCP, U. Paul Sabatier, 118, rte de Narbonne (F-31062), Toulouse Cedex 4, France
(2) Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA), Dep. de Química, Fac. de Ciencias
Exactas UNLP, CONICET, CIC, CC 16 Suc. 4, (1900), La Plata, Argentina.(2).
(1) Laboratoire des IMRCP, U. Paul Sabatier, 118, rte de Narbonne (F-31062), Toulouse Cedex 4, France
(2) Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA), Dep. de Química, Fac. de Ciencias
Exactas UNLP, CONICET, CIC, CC 16 Suc. 4, (1900), La Plata, Argentina.
Se ha estudiado la degradación de los acidos 2,4-dihidroxibenzoico (24DHBA), 2-
hidroxi, 5-nitrobenzoico (2H5NBA), 4-hidroxi 3-nitrobenzoico (4H3NBA), 2-hidroxi 4-
nitrobenzoico (2H4NBA), en solución acuosa mediante la técnica fotofenton.
Como parte de los ensayos preliminares se caracterizaron, mediante el empleo de
medidas espectrofotométricas, las propiedades acido/base de los sustratos analizados, la
formación de complejos con Fe(III) y las propiedades ácido base de los complejos
correspondientes a temperatura ambiente.
Los experimentos en ausencia de Fe(III) fueron realizados empleando concentraciones de
sustratos 0.65 mM y en el rango de valores de pH comprendido entre 1.5 y 11.5. Los valores de
pKa obtenidos para los diferentes sustratos fueron los siguientes: pK1 (24DHBA) = 2.6, pK2 (24DHBA)1 (24DHBA) = 2.6, pK2 (24DHBA)
= 8.6, pK1 (2H5NBA) = 2.1, pK2 (2H5NBA) = 9.9, pK1 (4H3NBA) = 3.6, pK2 (4H3NBA) = 6.2, pK1 (2H4NBA) =
1.8, pK2 (2H4NBA) = 10.6.
La formación de complejos con Fe(III) se estudió utilizando concentraciones de ácidos
entre 0.2 y 4,0 mM. Excepto para el caso del sustrato 4H3NBA, se observó la formación de
complejos con altas constantes de estabilidad y con estequiometría 1:1. Asimismo los resultados
muestran que, en el rango de concentraciones estudiado, los ácidos 2H5NBA y 2H4NBA forman
también pequeñas cantidades de complejos con estequiometría 2:1.
Finalmente las propiedades ácido base de los complejos férricos se estudiaron entre pH
2.0 y 4.0 empleando concentraciones de complejos 0.2 mM. En todos los casos se observó una
única especie ácido/base en el rango de valores de pH relevante para los procesos Fenton.
Los experimentos fotoquímicos se realizaron en un reactor construido en pirex, con
burbujeo de aire por la parte inferior, dotado de un circuito de termostatización y puertos para
muestreo. Como fuente de radiación se empleó una lámpara de Hg de media presión (Philips
HPK 125). Los ensayos se realizaron a pH 3.0. Las temperaturas de trabajo estuvieron
comprendidas entre 20 y 30ºC. Las concentraciones de sustrato, Fe(III) y H2O2, se variaron de
0.25 - 2 mM, 0.1 1 mM y 2 8 mM, respectivamente.
Las cinéticas de degradación se estudiaron analizando la evolución temporal de los
espectros UV/Vis, HPLC en fase reversa, TOC y la concentración de H2O2 mediante un método
colorimétrico enzimático. Los perfiles cinéticos muestran en muchos casos un comportamiento
complejo con una fase inicial lenta seguida de una fase más rápida en la que la velocidad de
consumo de sustrato aumenta en forma considerable. Los perfiles de peróxido de hidrógeno
indican que para relaciones de concentración empleadas el aditivo se agota poco después del
consumo total del sustrato. En las condiciones estudiadas se observa que los tiempos requeridos
para una disminución del 85% en los valores de TOC son aproximadamente el doble que los
tiempos requeridos para el consumo total de H2O2. Este último resultado sugiere una importante
contribución de reacciones fotoinducidas independientes de la reacción de Fenton en las etapas
finales del proceso de degradación.1 (2H5NBA) = 2.1, pK2 (2H5NBA) = 9.9, pK1 (4H3NBA) = 3.6, pK2 (4H3NBA) = 6.2, pK1 (2H4NBA) =
1.8, pK2 (2H4NBA) = 10.6.
La formación de complejos con Fe(III) se estudió utilizando concentraciones de ácidos
entre 0.2 y 4,0 mM. Excepto para el caso del sustrato 4H3NBA, se observó la formación de
complejos con altas constantes de estabilidad y con estequiometría 1:1. Asimismo los resultados
muestran que, en el rango de concentraciones estudiado, los ácidos 2H5NBA y 2H4NBA forman
también pequeñas cantidades de complejos con estequiometría 2:1.
Finalmente las propiedades ácido base de los complejos férricos se estudiaron entre pH
2.0 y 4.0 empleando concentraciones de complejos 0.2 mM. En todos los casos se observó una
única especie ácido/base en el rango de valores de pH relevante para los procesos Fenton.
Los experimentos fotoquímicos se realizaron en un reactor construido en pirex, con
burbujeo de aire por la parte inferior, dotado de un circuito de termostatización y puertos para
muestreo. Como fuente de radiación se empleó una lámpara de Hg de media presión (Philips
HPK 125). Los ensayos se realizaron a pH 3.0. Las temperaturas de trabajo estuvieron
comprendidas entre 20 y 30ºC. Las concentraciones de sustrato, Fe(III) y H2O2, se variaron de
0.25 - 2 mM, 0.1 1 mM y 2 8 mM, respectivamente.
Las cinéticas de degradación se estudiaron analizando la evolución temporal de los
espectros UV/Vis, HPLC en fase reversa, TOC y la concentración de H2O2 mediante un método
colorimétrico enzimático. Los perfiles cinéticos muestran en muchos casos un comportamiento
complejo con una fase inicial lenta seguida de una fase más rápida en la que la velocidad de
consumo de sustrato aumenta en forma considerable. Los perfiles de peróxido de hidrógeno
indican que para relaciones de concentración empleadas el aditivo se agota poco después del
consumo total del sustrato. En las condiciones estudiadas se observa que los tiempos requeridos
para una disminución del 85% en los valores de TOC son aproximadamente el doble que los
tiempos requeridos para el consumo total de H2O2. Este último resultado sugiere una importante
contribución de reacciones fotoinducidas independientes de la reacción de Fenton en las etapas
finales del proceso de degradación.2 (2H4NBA) = 10.6.
La formación de complejos con Fe(III) se estudió utilizando concentraciones de ácidos
entre 0.2 y 4,0 mM. Excepto para el caso del sustrato 4H3NBA, se observó la formación de
complejos con altas constantes de estabilidad y con estequiometría 1:1. Asimismo los resultados
muestran que, en el rango de concentraciones estudiado, los ácidos 2H5NBA y 2H4NBA forman
también pequeñas cantidades de complejos con estequiometría 2:1.
Finalmente las propiedades ácido base de los complejos férricos se estudiaron entre pH
2.0 y 4.0 empleando concentraciones de complejos 0.2 mM. En todos los casos se observó una
única especie ácido/base en el rango de valores de pH relevante para los procesos Fenton.
Los experimentos fotoquímicos se realizaron en un reactor construido en pirex, con
burbujeo de aire por la parte inferior, dotado de un circuito de termostatización y puertos para
muestreo. Como fuente de radiación se empleó una lámpara de Hg de media presión (Philips
HPK 125). Los ensayos se realizaron a pH 3.0. Las temperaturas de trabajo estuvieron
comprendidas entre 20 y 30ºC. Las concentraciones de sustrato, Fe(III) y H2O2, se variaron de
0.25 - 2 mM, 0.1 1 mM y 2 8 mM, respectivamente.
Las cinéticas de degradación se estudiaron analizando la evolución temporal de los
espectros UV/Vis, HPLC en fase reversa, TOC y la concentración de H2O2 mediante un método
colorimétrico enzimático. Los perfiles cinéticos muestran en muchos casos un comportamiento
complejo con una fase inicial lenta seguida de una fase más rápida en la que la velocidad de
consumo de sustrato aumenta en forma considerable. Los perfiles de peróxido de hidrógeno
indican que para relaciones de concentración empleadas el aditivo se agota poco después del
consumo total del sustrato. En las condiciones estudiadas se observa que los tiempos requeridos
para una disminución del 85% en los valores de TOC son aproximadamente el doble que los
tiempos requeridos para el consumo total de H2O2. Este último resultado sugiere una importante
contribución de reacciones fotoinducidas independientes de la reacción de Fenton en las etapas
finales del proceso de degradación.2O2, se variaron de
0.25 - 2 mM, 0.1 1 mM y 2 8 mM, respectivamente.
Las cinéticas de degradación se estudiaron analizando la evolución temporal de los
espectros UV/Vis, HPLC en fase reversa, TOC y la concentración de H2O2 mediante un método
colorimétrico enzimático. Los perfiles cinéticos muestran en muchos casos un comportamiento
complejo con una fase inicial lenta seguida de una fase más rápida en la que la velocidad de
consumo de sustrato aumenta en forma considerable. Los perfiles de peróxido de hidrógeno
indican que para relaciones de concentración empleadas el aditivo se agota poco después del
consumo total del sustrato. En las condiciones estudiadas se observa que los tiempos requeridos
para una disminución del 85% en los valores de TOC son aproximadamente el doble que los
tiempos requeridos para el consumo total de H2O2. Este último resultado sugiere una importante
contribución de reacciones fotoinducidas independientes de la reacción de Fenton en las etapas
finales del proceso de degradación.2O2 mediante un método
colorimétrico enzimático. Los perfiles cinéticos muestran en muchos casos un comportamiento
complejo con una fase inicial lenta seguida de una fase más rápida en la que la velocidad de
consumo de sustrato aumenta en forma considerable. Los perfiles de peróxido de hidrógeno
indican que para relaciones de concentración empleadas el aditivo se agota poco después del
consumo total del sustrato. En las condiciones estudiadas se observa que los tiempos requeridos
para una disminución del 85% en los valores de TOC son aproximadamente el doble que los
tiempos requeridos para el consumo total de H2O2. Este último resultado sugiere una importante
contribución de reacciones fotoinducidas independientes de la reacción de Fenton en las etapas
finales del proceso de degradación.2O2. Este último resultado sugiere una importante
contribución de reacciones fotoinducidas independientes de la reacción de Fenton en las etapas
finales del proceso de degradación.