Adsorción de especies de Arsénico sobre magnetita pura y sustituida

S. G. DABROWSKI; M. SOSA; D. SCHERLIS; M. B. TUDINO; FERNANDO V. MOLINA

Buenos Aires

Congreso; II Congreso Internacional de Ciencia y Tecnología Ambiental y II Congreso Nacional de la Sociedad Argentina de Ciencia y Tecnología Ambiental; 2015

Sociedad Argentina de Ciencia y Tecnología Ambiental

El arsénico es conocido por causar efectos tóxicos en la salud. En la Argentina, en la región Chaco-Pampeana y debido a las condiciones geológicas propias del territorio y a la actividad antropogénica, gran parte de las aguas subterráneas y los suelos presentan altas concentraciones de arsénico. En vista de estos problemas, la determinación de arsénico en aguas y suelos reviste una importancia capital. No obstante, la recolección de muestras para la cuantificación y especiación presenta inconvenientes derivados de la interconversión de especies en el proceso de muestreo,y los métodos analíticos más utilizados, mayormente espectrométricos, poseen los problemas propios del análisis de vestigios, son laboriosos, consumidores de tiempo y difíciles de instrumentar en campo. Así, la valoración con sensado electroquímico podría ofrecer opciones de simplificación del procedimiento analítico completo.Recientemente se ha propuesto (y se han realizado ensayos preliminares exitosos) un sensor basado en un material composito formado por partículas de magnetita con polianilina, que resulta sensible potenciométricamente a la presencia de As(V). El arsénico, en forma aniónica se adsorbe fuertemente sobre óxidos u oxohidróxidos de hierro, lo cual induce un cambio de potencial eléctrico superficial. Si el óxido tiene alguna conductividad eléctrica, como es el caso de la magnetita, ese cambio puede ser sensado externamente y así determinar la concentración de arsénico.Un aspecto fundamental resulta entonces comprender la adsorción de arsénico (tanto As(III) como As(V)) sobre magnetita pura y sustituida, para encontrar materiales que permitan discriminar especies interferentes como P(V). En este trabajo se estudia teórica y experimentalmente dicha adsorción. Para los cálculos teóricos se aplica la teoría de funcionales de la densidad (DFT+U) con polarización de spin, dado que la magnetita es un material ferrimagnético fuertemente correlacionado.Por otra parte, si bien existen estudios experimentales sobre este tema, el ámbito de concentraciones explorado es generalmente pequeño y no abarca los niveles más bajos que son los relevantes para la identificación, diagnóstico y resoluciòn del problema ambiental. Tampoco hay evidencia de trabajo con magnetitas sustituídas. En este estudio se determinan las isotermas de adsorción en batch, analizando As por métodos espectrofotométricos y por absorción atómica con horno de grafito. Los resultados son consistentes con estudios deliteratura y pueden interpretarse con modelos de complejación superficial como el de la triple capa.