Efecto de los cationes de intercambio en la adsorción de ácido húmico

M. A. FERNÁNDEZ, R. M. TORRES SÁNCHEZ

Salta

Congreso; XVI Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química inorgánica; 2009

Universidad Nacional de Salta

El incesante incremento de las actividades antropogénicas ha provocado un aumento en los niveles de contaminación de los cursos de agua, la cual puede pasar directa o indirectamente a los seres humanos. En particular, la materia orgánica presente en las aguas es responsable, entre otros, de la turbidez de la misma, posibilitando la formación de agregados estables con metales y se asocia corrientemente a la presencia de altos niveles de microorganismos. La materia orgánica constituida principalmente por ácidos húmicos y fúlvicos, es de difícil remoción con las técnicas convencionales de floculación utilizadas en los procesos de potabilización. Como método alternativo a los convencionales, para disminuir el contenido en ácido húmico, en este trabajo se plantea el uso de montmorillonita, arcilla de alta superficie especifica, capacidad de intercambio catiónico y de bajo costo. Estos dos primeros parámetros, son modificados por la presencia de distintos cationes en la intercapa de la arcilla, generando consecuentemente variaciones en la capacidad de absorción de otras moléculas. El estudio de adsorción de ácido húmico purificado (AHP), se realizó en una misma montmorillonita de procedencia nacional, la cual se homoionizó con cationes Na, Ca y K, en condiciones de pH cercanos a la neutralidad. Las adsorciones de AHP se realizaron en batch, con agitación y sin control de fuerza iónica. Las muestras y sus productos de adsorción, fueron caracterizadas por: determinaciones de superficie específica por adsorción de vapor de agua, por IR (en pastillas con BrK) y Difracción de rayos X (DRX: en muestras orientadas mantenidas a humedad relativa constante (rh=0,47) durante 48 hs). El análisis químico de la muestra natural, indico 3,35; 1,08 y 0,26% de Na2O, CaO y K2O, respectivamente. Los valores de superficie mostraron un aumento dependiente de los cationes intercambiados: K< natural< Na< Ca (406, 573; 705 y 824 m2/g, respectivamente), la presencia de AHP genero una disminución en dichos valores (309; 295; 410 y 722 m2/g) evidenciando la hidrofobidad del mismo y su interacción con la superficie de la arcilla. Las cinéticas de adsorción para las muestras, permitieron determinar un tiempo de 24 hs necesario para alcanzar el equilibrio. Las montmorillonitas con Na y natural mostraron capacidades de adsorción 25 % superiores a las obtenidas en las muestras intercambiadas con Ca y K, originados en los distintos complejos de esfera (interna y externa) formados entre los cationes y la montmorillonita. Los espectros de DRX, evidenciaron un corrimiento del pico d(001), generado por los menores espaciados, en función del catión de la intercapa en el orden Na< K< natural< Ca (12,9; 15,2; 15,2 y 15,5Å, respectivamente). Mientras que la presencia del AHP, en todos los casos provoca una disminución del espaciado de la intercapa, posiblemente originada por el complejo formado entre el AHP con el catión de la intercapa. La adsorción de AHP no mostró variaciones en los espectros de IR de las muestras con distinto catión en la intercapa.