Interacción de sustancias húmicas con protones: procesos de expansión/encogimiento, e influencia en las interacciones con otros coloides naturales

M.C. ZAZA; L. LIZARRAGA; F. V. MOLINA

Buenos Aires

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

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Las sustancias húmicas son componentes importantes de la materia orgánica natural, particularmente en suelos. Son especies macromoleculares de gran interés, y el conocimiento de sus propiedades e interacciones con otros componentes tiene gran importancia [1?3]. En el presente trabajo se ha investigado los procesos de expansión y encogimiento que sufren ácidos húmicos (AH) como consecuencia de los cambios del estado de carga molecular producto de los equilibrios de asociación de protones y cationes metálicos. Estos fenómenos se estudiaron experimentalmente por medio de microscopía de fuerza atómica, trabajando tanto en seco como in situ en medio acuoso sobre superficies adecuadas como mica [4]. Se variaron el pH y la concentración de especies catiónicas midiendo las dimensiones de las partículas compuestas por ácidos húmicos, se usó herramientas estadísticas de manera de darle robustez a las dimensiones observadas. Los resultados se analizaron en términos del modelo de red elástica polielectrolítica ("Elastic Polyelectrolyte Network", EPN) [5], que considera estos fenómenos, contrastando las predicciones de cambio de volumen del modelo teórico con los resultados experimentales. Además, se estudiaron las fuerzas de interacción de las sustancias húmicas entre ellas y con otros coloides naturales. Los primeros resultados de este trabajo han demostrado que la microscopia de fuerza atómica es una técnica muy eficaz para estudiar los cambios de volumen de las partículas de AH. Se utilizó ácido húmico Leonardita, provisto por la International Humic Substances Society, el cual está ampliamente caracterizado [6]. Se trabajó determinando las dimensiones en dirección z de un alto número de partículas, de manera de obtener resultados estadísticamente significativos, en el rango de pH de 3 a 9. Se observó que las partículas de ácido húmico se expanden a medida que aumenta el pH y que los cambios de volumen observados como función del pH son consistentes con el modelo EPN. [1] N. Senesi, E. Loffredo, in:, D.L. Sparks (Ed.), Soil Physical Chemistry, 2nd ed., CRC Press, Boca Raton, Fl, 1998, pp. 239?370. [2] J.A. Baldock, P.N. Nelson, in:, Handbook of Soil Science, 1st ed., M. L. Sumner, ed.; CRC, Boca Raton, Fl, 1999, pp. B75?B84. [3] F.V. Molina, Soil Colloids: Properties and Ion Binding, CRC Press, Boca Raton, Fl, 2013. [4]E. Balnois, K.J. Wilkinson, J.R. Lead, J. Buffle, Environ. Sci. Technol. 33 (1999) 3911. [5] S. Orsetti, E.M. Andrade, F.V. Molina, Langmuir 26 (2010) 3134. [6] Descripción y referencias en http://www.humicsubstances.org