DEGRADACIÓN DEL COLORANTE ALIZARINA ROJA S EN SISTEMAS TIPO FENTON EN AUSENCIA DE IRRADIACIÓN

MARIANA R. COSTANTE; SOFÍA SOMMA; FELIPE RODRÍGUEZ NIETO; LUCIANO CARLOS

Ciudad Autónoma de Buenos Aires

Congreso; Congreso de Ciencias Ambientales; 2013

Consejo Profesional de Ingeniería Mecánica y Electricista

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 del colorante antraquinonico: Alizarina Roja S (3,4-Dihidroxido-2-Antraquinonasulfúnico Acido). Objetivo: Los objetivos del presente trabajo han sido: i- analizar la complejación entre el sustrato a degradar (alizarina) y el catalizador (Fe3+); ii- optimizar las condiciones del tratamiento para maximizar la velocidad de degradación del colorante minimizando las concentraciones de catalizador y de oxidante. Resultados: La selección del colorante empleado como modelo se realizó en base al comportamiento cromatográfico y a las características de su espectro 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. Los estudios destinados a analizar la complejación entre el sustrato y el catalizador mostraron que, en el dominio experimental ensayado, la Alizarina y el catión Fe(III) forman un complejo de estequiometria 1:1 con una alta constante condicional de formación (log K ≈ 5.4 a pH 3.0). Por otra parte, los estudios cinéticos mostraron que tanto las escalas de tiempo como la forma de los perfiles de decaimiento dependen fuertemente de las condiciones operativas y en muchos casos las trazas evidencian un comportamiento de tipo autocatalítico. El análisis de la evolución del sistema en diferentes condiciones muestra que la velocidad de aumento del grado de conversión crece con la concentración de catalizador y disminuye marcadamente con la carga de sustrato. La dependencia de la velocidad global de conversión con la concentración de oxidante muestra un comportamiento más complejo ya que presenta un valor óptimo para concentraciones de H2O2 de entre 10 y 20 mM. Conclusión: La velocidad global de reacción en sistemas tipo-Fenton está limitada por la lenta reducción del Fe(III). La dependencia de las velocidades iniciales de degradación con las condiciones operativas puede explicarse sobre la base de las reacciones de generación y consumo de radicales HO?. Por otra parte, a medida que progresa la reacción de degradación del colorante, la formación de intermediarios orgánicos capaces de reducir al Fe(III) puede acelerar significativamente la velocidad de reacción y por este motivo el sistema exhibe perfiles de tipo autocatalitico.