INIQUI   05448
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES PARA LA INDUSTRIA QUIMICA
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
HIDROGELES A BASE DE PECTINA Y GOMA BREA EMPLEADOS PARA LA REMOCIÓN DE CROMO (VI)
Autor/es:
GAMBONI, JIMENA ELIZABETH; TAPIA, ROCIO MERCEDES; SLAVUTSKY, ANIBAL MARCELO; BERTUZZI, MARÍA ALEJANDRA
Lugar:
Mar del Plata
Reunión:
Workshop; IV Workshop de Polímeros Biodegradables y Biocompuestos.; 2020
Institución organizadora:
INTEMA
Resumen:
INTRODUCCIÓNEl desarrollo industrial ha generado serios problemas en los ecosistemas naturales debido a la contaminación generado por los diferentes efluentes generados por esta actividad. Los iones tóxicos de Cr (VI) tienen efectos cancerígenos, mutagénicos, aterogénicos y producen daños en pulmones, hígado, riñones y sistema nervioso de los mamíferos1. La adsorción es uno de los procesos de separación más importantes para el tratamiento de efluentes. Los hidrogeles, debido a su estructura porosa y alta capacidad de retención, han sido estudiados para el tratamiento de aguas residuales2. Slavutsky y Bertuzzi (2018)3 desarrollaron un hidrogel elaborado a partir de pectina de bajo metoxilo y goma brea. Este presenta interesantes propiedades de sorción y difusión que dependen del pH y buenas propiedades mecánicas.El objetivo del presente trabajo fue evaluar la capacidad de remoción de Cr (VI) de los hidrogeles formulados con goma brea y pectina.MATERIALES Y MÉTODOSFormulación de hidrogeles de goma brea y pectina: Los hidrogeles y xerogeles se formularon empleando pectina bajo metoxilo (LM 104-AS, GENUS®) y goma brea3.Estudio de la microestructura, grado de hinchamiento (swelling) y erosión de hidrogeles. El estudio de microestructura se realizó por Microscopia Electrónico de Barrido. Las muestras se obtuvieron por liofiliazación de los hidrogeles. El estudio de swelling y la erosión se realizó a 25°C y agitación (100 rpm) y a pH = 2.5 y 4.0. Estudios de adsorción de Cr (VI): Se determinó la capacidad de adsorción y el % remoción de Cr (VI) 2. La concentración del ión Cr (VI) en la solución se determinó mediante medición espectrofotométrica.Cinética de adsorción: Para el estudio se utilizaron soluciones de Cr (VI) de 100 ppm. Se trabajó a pH = 2.5 y 4.0. Los datos se analizaron de acuerdo a los modelos cinéticos de pseudo primer y pseudo segundo orden3.Isotermas de adsorción: La isoterma de adsorción se obtuvieron trabajando en el rango de 50-600 ppm de Cr (VI), a pH = 2.5. Los datos experimentales se modelaron mediante los modelos de Langmuir y Freundlich3.RESULTADOS Y DISCUSIÓNLa estructura tridimensional es porosa con laminillas finas. Este tipo de estructuras pueden promover la rápida penetración y adsorción de las moléculas de agua y otras moléculas compatibles. Respecto al estudio de swelling y la erosión, se observa que ambas variables dependen del pH de medio. A pH = 2.5 la erosión y el swelling fueron de 38% y 600%, respectivamente (45% y 900% a pH = 4.0). Esto se debe a que la interacción entre ambos polielectrolitos depende de la carga que presentan a diferentes pHs3. Los resultados de la cinética de adsorción, indican que el % de remoción es mayor a pH = 2.5. Esto se debe a que el Cr (VI) se encuentra como sal conjugada con carga negativa a ese pH. Por lo tanto, se promueve su interacción con el policatión (goma brea). A medida que aumenta el pH, los grupos cargados positivamente del policatión se neutralizan y disminuye la interacción entre el hidrogel y el Cr (VI). El modelo que presenta mejor ajuste, es el de pseudo segundo orden (R2 > 0.90). El valor de la carga máxima de remoción en el equilibrio, obtenida experimentalmente, coincide con el calculado a partir del modelo (10.07 y 6.514 mgCr(VI)/gxerogel).El estudio de la isoterma, indica que el modelo que mejor ajusta es el de Langmuir (Langmuir R2 = 0.9650; Freundlich R2 = 0. 9215). El modelo de Langmuir se basa en la suposición de que los sitios activos tienen la misma afinidad y energía y la adsorción de la monocapa ocurre en una superficie homogénea. La carga máxima calculada, de acuerdo al modelo de Lagmuir, es de 118.3 mgCr(VI)/grxerogel. ConclusiónLos hidrogeles formulados a partir de pectina y goma brea, presentan propiedades de hinchamiento, erosión y adsorción de Cr (VI), dependientes del pH. La microestructura del hidrogel es porosa, lo que facilita el ingreso del solvente en su interior. Esto a su vez, da una elevada área de contacto entre el hidrogel y las moléculas solubilizadas en el solvente lo que facilita la adsorción del Cr (VI), a través de diferentes interacciones químicas. A pH = 2.5, se observa un % de remoción del 65% de Cr (VI) en 30 minutos de contacto.