Adsorción de fosfato en una Montmorillonita intercambiada con Fe(III)”

L. BORGNINO, M. AVENA Y C. P DE PAULI

Termas de Rio Hondo, Santiago del Estero

Congreso; XIV Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2005

Las arcillas del tipo de las smectitas, en especial la montmorillonita, son importantes componentes coloidales del suelo y sedimentos. Su estructura laminar, permite  que alrededor del 40% de los átomos constituyentes de la fase sólida residan en la superficie, haciendo que la misma sea potencialmente muy reactiva. Debido a ésto, las montmorillonitas son ampliamente estudiadas como adsorbentes de contaminantes en suelos y sedimentos,  tales como metales pesados, pesticidas, etc. A pesar de la alta superficie específica de estos minerales laminares (alrededor de 800 m2/g), la carga negativa alojada en su estructura, y la poca reactividad de los grupos superficiales de los planos basales, no permiten que aniones, tales como los fosfatos, puedan interaccionar electrostáticamente con los mismos. En general, estos aniones sólo pueden interactuar con los grupos superficiales alojados en los bordes de las lámina, quienes solo representan el 1 %  de los grupos superficiales totales. Los óxidos de Fe y Al  son conocidos adsorbentes de fosfatos en suelos y sedimentos en un amplio rango de pH. Su adsorción es tan importante que pueden llegar a neutralizar y  hasta revertir la carga superficial positiva de los óxidos.  Es por ésto que los recubrimientos de óxidos de Fe y Al  en las arcillas pueden llegar a modificar ampliamente su reactividad superficial: por ejemplo el catión Fe3+ forma complejos positivos en solución, los cuales tienen una alta afinidad tanto por los bordes como por la superficie basal negativa de las arcillas, generando de ésta manera más y nuevos sitios de adsorción para el anión fosfato. La desorción de fosfatos desde éstos sistemas también es objeto importante de estudio, por lo tanto el previo análisis de su adsorción en éstos sistemas permite obtener la información necesaria para los posteriores estudios de desorción. El objetivo de éste trabajo es caracterizar y  estudiar la adsorción de fosfato en una Fe-montmorillonita. Para ésto se utilizó una montmorillonita proveniente de Cerro Bandera (Neuquén) a  la cual se le agregó Fe3+ con el objetivo de que éste interactúe con la arcilla. Para su caracterización se realizaron determinaciones de área superficial, contenido de Fe total presente, y se midieron  patrones de DRX e IR tanto de la arcilla pura como de la arcilla intercambiada con Fe3+.  Para los estudios de adsorción se trabajó a pH 4.5 - 7 y 9. Además se realizaron ensayos de cinética de adsorción de fosfatos a los mismos pH. Los resultados obtenidos demuestran que la adsorción de fosfatos aumenta significativamente en el sistema Fe-montmorillonta, respecto al de la arcilla pura. Dicha adsorción es mayor a bajos pH. Los resultados de la cinética de adsorción muestran que es necesario un tiempo mínimo de 30 minutos para alcanzar la condición de equilibrio.