INVESTIGADORES
CARLOS luciano
congresos y reuniones científicas
Título:
Degradación de los colorantes amido black 10b y acid orange 10 en sistemas tipo Fenton operados en ausencia de irradiación
Autor/es:
MARIANA COSTANTE; SOFÍA SOMMA; LUCIANO CARLOS; FERNANDO S. GARCÍA EINSCHLAG
Lugar:
Rosario
Reunión:
Congreso; XVIII Congreso Argentino de Físicoquímica y Química Inorgánica; 2013
Resumen:
Introducción: Los sistemas
tipo-Fenton operados en ausencia de irradiación se basan en la descomposición
térmica del peróxido de hidrógeno catalizada por sales de Fe(III). La
generación de radicales HO*, responsables de la oxidación de la materia
orgánica, está mediada por la reacción entre el Fe(II) y el H2O2.
En los sistemas tipo-Fenton la etapa limitante de la cinética es generalmente
la reducción de Fe(III) a Fe(II).
En el presente trabajo se realizó un
estudio detallado de la influencia de las concentraciones de catalizador,
oxidante y sustrato sobre la cinética de descomposición de dos colorantes: el
colorante diazoico amido black 10B (ácido 4-amino-5-hidroxi-3-[(4-nitrofenil)azo]-6-(fenilazo)-2,7-naftalenodisulfónico)
y el colorante azoico acid orange 10 (ácido 1-fenilazo-2-naftol-6,8-disulfónico)
Objetivo: Los objetivos del presente
trabajo han sido: i- optimizar las condiciones del tratamiento para maximizar la
velocidad de degradación de los colorantes minimizando las concentraciones de
catalizador y de oxidante; ii- comparar los perfiles obtenidos
por HPLC con los resultados del análisis quimiométrico de los espectros UV-vis
resueltos en el tiempo.
Resultados: La selección
de los colorantes empleados como modelo se realizó en base al comportamiento
cromatográfico y a las características distintivas de sus espectros UV-vis. Los
ensayos se realizaron en reactores de 250 mL con agitación continua, en
ausencia de irradiación, a pH 3.0 y 25 C. Se observa que, para las mismas
concentraciones iniciales de catalizador y oxidante, la escala temporal en la
que se verifica un 90% de conversión difiere considerablemente para los
colorantes estudiados. Asimismo, dado que la forma de los perfiles cinéticos
depende fuertemente del sustrato considerado, para el tratamiento de las trazas
obtenidas se probaron diferentes modelos cinéticos. Los espectros UV-vis se analizaron
empleando métodos de resolución multivariada para determinar los factores
espectrales y cinéticos más sobresalientes. El estudio de la evolución del
sistema en diferentes condiciones muestra que la velocidad específica de
reacción aumenta con la concentración de catalizador, disminuye con la
concentración de sustrato pero muestra un valor óptimo para la concentración de
oxidante.
Conclusión: En ausencia de especies orgánicas reductoras, la velocidad global de
reacción está limitada por la lenta reducción del Fe(III) por parte del
peróxido de hidrógeno. Dado que las velocidades especificas de degradación
están directamente relacionadas con la concentración estacionaria de HO*, en
las etapas iniciales del proceso la velocidad de degradación se incrementa con
las concentraciones de catalizador y de oxidante (por debajo del óptimo) pero
disminuye al aumentar la concentración de materia orgánica. Por otro lado, a
medida que progresa la reacción de degradación, la formación de intermediarios
orgánicos reductores puede acelerar notablemente la velocidad de reacción
dependiendo de la capacidad para formar intermediarios reductores de acuerdo
con la estructura del colorante a degradar.