INVESTIGADORES
AVENA Marcelo Javier
congresos y reuniones científicas
Título:
CINÉTICA DE AGREGACIÓN DE ÁCIDOS HÚMICOS EN SOLUCIÓN
Autor/es:
NANCI KLOSTER; MAXIMILIANO BRIGANTE; GRACIELA ZANINI; MARCELO AVENA
Lugar:
Córdoba
Reunión:
Congreso; XVII Congreso Arg. de Fisicoquímica y Q. Inorg.; 2011
Institución organizadora:
AAIFQ
Resumen:
Introducción Los ácidos húmicos (AH) representan una fracción muy importante de la materia orgánica refractaria de suelos, sedimentos y aguas naturales. Se considera que están formados por una mezcla compleja de diferentes moléculas que contienen grupos funcionales con gran capacidad para unirse a iones metálicos, contaminantes orgánicos y superficies de minerales. A través de procesos de disolución y agregación estos AH pueden afectar marcadamente la movilidad de contaminantes y iones en el ambiente. Los procesos de disolución y agregación de AH juegan también un rol preponderante en la potabilización del agua. Se conoce que la agregación de AH se encuentra fuertemente influenciada por el pH y la presencia de iones metálicos. Sin embargo, no existen datos concretos acerca de la cinética de estos procesos. Los patrones de agregación, junto con el tipo y distribución de los agregados formados y la cinética de su formación pueden ser descriptos a partir de conceptos de geometría fractal. Puede ocurrir una agregación relativamente rápida, que da origen a agregados de dimensión fractal baja; y otra relativamente lenta, que origina agregados de dimensión fractal más alta. En el primer caso la etapa limitante de la velocidad corresponde a reacciones de interacción entre las diferentes moléculas de los AH. En el segundo caso, por el contrario, la velocidad es limitada por procesos difusionales. Objetivo El objetivo de este trabajo es estudiar la cinética de agregación de dos AH. Los datos obtenidos a una variedad de pH, fuerzas iónicas, temperaturas y concentraciones de Ca 2+ son utilizados para comprender el mecanismo que gobierna el proceso de agregación. Resultados y Conclusiones Los resultados obtenidos revelan que la velocidad de agregación es fuertemente dependiente del pH, aumentando en más de tres órdenes de magnitud al disminuir el pH de 3,50 a 1,60 en ausencia de calcio. De hecho, sólo 30 minutos fueron necesarios para agregar y precipitar el 75% del AH presente a pH 1,75, mientras que a pH 3,50 la agregación fue despreciable durante las primeras 24 horas de reacción. El aumento de la velocidad de agregación está relacionado con la protonación de los grupos funcionales del AH resultando en un aumento en la formación de enlaces de hidrógeno y una disminución en las repulsiones electrostáticas entre las moléculas. La velocidad de agregación aumenta también marcadamente en presencia de iones Ca 2+ , que son capaces de unirse a los grupos funcionales del AH neutralizando cargas negativas y actuando como puentes entre moléculas de AH adyacentes. Los experimentos muestran también que el sistema es un fractal superficial. La alta dimensión fractal (2,6-2,8) indica que la agregación de AH es controlada por procesos difusionales. Esta conclusión concuerda con la energía de activación del proceso de aprox. 13 KJmol -1 (medida con experimentos cinéticos a diferentes temperaturas), magnitud que es también característica de procesos controlados por difusión. Agradecimientos UNS, INQUISUR, CONICET, INTA.