ACTIVACION TERMICA DEL PERSULFATO, ESTUDIOS CINETICOS DE LA DEGRADACION DEL AC. TRICLOROACETICO BAJO CONDICIONES OXIDATIVAS

VERÓNICA C. MORA,; JANINA A. ROSSO; DANIEL O. MÁRTIRE,; MONICA C. GONZALEZ

Olavarría

Otro; 5to encuentro de Investigadores en Temas Relacionados con Sustancias Peroxídicas; 2008

UNCPBA

La remediación de aguas contaminadas que provienen de procesos industriales que usan tratamientos de oxidación química in situ (ISCO) constan en la inyección de oxidantes en la zona contaminada. El oxidante reacciona con los contaminantes, produciendo sustancias como CO2, H2O, y en el caso que el compuesto contenga heteroátomos, ácidos inorgánicos. En particular, la destrucción de la materia orgánica para por oxidaciones por radical sulfato está ganando interés entre las tecnologías ISCO (1-6)Se ha demostrado que la activación térmica del persulfato es capaz de descomponer una amplia variedad de contaminantes en sistemas acuosos (7-10).El ácido tricloroacético (TCA) es refractario a la mineralización por procesos oxidativos a temperatura ambiente. Sin embargo la degradación por procesos reductivos es muy eficiente, principalmente con radicales CO2 .- (11)En este trabajo se muestra que la degradación del TCA por procesos oxidativos a T> 70ºC es también eficiente.Se realizaron ensayos a T=80ºC, en soluciones saturadas en aire, pH de 3 a 4, con[TCA] de 1x10-3 a 5x10-3 y [Na2S2O8] de 2.5x10-3 a 2.5x10-2. Se observó la degradación del TCA a dioxido de carbono e iones cloruros en un tiempo menor a las dos horas.Los perfiles de tiempo de TCA, TOC y persulfato se pueden correlacionar utilizando la ley de velocidad de pseudo-primer orden, con constantes aparentes kap (TCA), kap (TOC), y kap (S2O82-) respectivamente. La formación de aniones cloruros se correlacionaron como un crecimiento exponencial de forma a×(1-exp(-k×t)), con una constante de velocidad de pseudo primer orden k = kap(Cl-) y donde “a” es la concentración final de cloruros. Los experimentos realizados en ausencia de oxígeno molecular no mostraron formación de Cl-.La desaparición de persulfato es significativa durante el tiempo del experimento, por lo tanto no se puede considerar la concentración de [Na2S2O8] constante, y se puede ajustar siguiendo una ley de velocidad de primer orden, independiente de la concentración de TCA, con kap (S2O8 2-) = (1.0 ± 0.5)×10-4 s-1.El balance de materia del átomo de cloro ([Cl-] + 3×[TCA]) / [Cl-]f ≈ 1. Es despreciable la formación de productos orgánicos clorados. Por lo tanto, la velocidad de producción de 3 moles de aniones cloruros y dos de CO2 es la misma que la velocidad de degradación de TCA.ConclusionesEstos resultados indican un complejo mecanismo de reacción debido a que la velocidad de decaimiento del persulfato es independiente de TCA, aunque la degradación de TCA depende fuertemente de la concentración de persulfato y además kap (TCA) ≠ kap (S2O8 2-) Por lo tanto, se trata de un mecanismo radicalario y demostrando que las reacciones térmicas elementales entre TCA y los aniones persulfato son de menor importancia.Si analizamos, en el tiempo de reacción, la relación entre la concentración de radical sulfato generada por la descomposición del persulfato a un dado tiempo y el TCA que ha reaccionado, esto nos da información de la eficiencia de la degradación del TCA. Encontramos que la dependencia es de 0.3, lo que nos indica que la reacción limitante es la (1). La energía de activación encontrada para este proceso es (115 ± 10) kJ mol.     SO4•- + CCl3-CO2-   SO42-  + CCl3-CO2.     k=(0.5 – 0.8) 109 M-1 s-1 a 80ºC (1)CCl3-CO2.    .CCl3   +   CO2            rápida