TRATAMIENTO DE COLORANTES MODELO EN SISTEMAS TIPO-FENTON EMPLEANDO Cu(II) COMO CATALIZADOR. ESTUDIOS CINÉTICOS Y DE COMPLEJACIÓN

BRUNO CARAM; MARIANA R. COSTANTE; SOFÍA SOMMA; FERNANDO S. GARCÍA EINSCHLAG

CABA

Congreso; XIX Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2015

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

TRATAMIENTO DE COLORANTES MODELO EN SISTEMAS TIPO-FENTON EMPLEANDO Cu(II) COMO CATALIZADOR.ESTUDIOS CINÉTICOS Y DE COMPLEJACIÓNBruno Caram, Mariana R. Costante, Sofía Somma, Fernando S. García EinschlagInstituto de Investigaciones Fisicoquímica Teóricas y Aplicadas (INIFTA), Dpto. de Química, Facultad de Ciencias Exactas, UNLP, CP (1900), La Plata, Argentinabruno.caram5@hotmail.comIntroducción: Los sistemas tipo-Fenton, operados en ausencia de irradiación, se basan en la descomposición térmica del peróxido de hidrógeno catalizada por sales de metales de transición. El empleo de sales de cobre(II) como catalizador homogéneo ha sido poco estudiado debido por un lado a su alta toxicidad y por el otro a su relativamente baja actividad catalítica a temperatura ambiente.En el presente trabajo se estudió en una primera etapa la complejación entre el Cu(II) y diferentes colorantes, en presencia y ausencia de H2O2. Posteriormente se analizó la influencia de las concentraciones iniciales (de catalizador, oxidante y sustratos) sobre las cinéticas de decoloración de los colorantes: Amido Black 10B (diazoico), Acid Orange 10 (monoazoico) y Alizarina Roja S (antraquinónico).Objetivo: Los objetivos del presente trabajo han sido: i- el análisis quimiométrico de los espectros UV-vis de los complejos formados, ii- la comparación del comportamiento cinético de los colorantes para idénticas condiciones operativas y iii- la maximización de la velocidad de decoloración de los sustratos minimizando las concentraciones de catalizador y de oxidante.Materiales y métodos: Los ensayos cinéticos se realizaron en reactores de 250 mL con agitación continua, en ausencia de irradiación, a pH 6.0 y a 65 ºC de temperatura. Para determinar los factores espectrales y cinéticos más importantes, se analizaron los espectros UV-vis empleando métodos de resolución multivariada. La formación de complejos entre Cu(II) y los sustratos se analizó por espectrofotometría. Estos ensayos se realizaron entre pH 3.0 y pH 6.0 a 65 ºC y empleando concentraciones variables tanto de colorantes como de Cu(II). El rango de concentraciones estudiado fue de 0 a 0.12 mM.Resultados: Los colorantes Amido Black 10B y Alizarina Roja S evidenciaron la formación de complejos con Cu(II), mientras que en el dominio experimental ensayado no se observó la formación de complejos entre el colorante Orange G y el catalizador. El análisis quimiométrico de los espectros UV-visible permitió establecer tanto la estequiometria de los complejos como las constantes condicionales de complejación. Asimismo se obtuvieron las posiciones de los máximos de absorción y los coeficientes de extinción de las bandas asociadas a los complejos.El análisis de las cinéticas muestra que las velocidades iniciales aumentan con las concentraciones de catalizador y oxidante, pero disminuyen con el aumento de la carga inicial de de sustrato. En general, las velocidades de decoloración del AB presentan una dependencia más marcada con las concentraciones iniciales que los colorantes AR y OG. Por otra parte, para los sustratos OG y AR las velocidades de decoloración son muy sensibles a variaciones en la concentración de oxidante, pero presentan una dependencia más suave con las concentraciones de catalizador y de colorante.Conclusión: Los sistemas basados en el empleo de Cu(II) como catalizador en ausencia de irradiación, pueden mostrar eficiencias de tratamiento aceptables a valores de pH cercanos a la neutralidad, temperaturas de trabajo moderadas y baja concentración de catalizador.