Adsorción de fluoruro en una Fe(III)-montmorillonita y su competencia con fosfato

GONZALO BIA, CARLOS DE PAULI Y LAURA BORGNINO

Córdoba

Congreso; XVII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2011

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

La presencia de flúor en el agua potable tiene un estrecho rango de concentración que es beneficiosa para la salud humana. Mientras que pequeñas cantidades en la ingesta diaria son necesarias para prevenir caries dentales, el exceso produce diversas enfermedades entre ellas, la más común, la fluorosis dental. La concentración máxima de flúor en agua para consumo humano establecida por la OMS es de 1,5 mg L-1 La contaminación de flúor, tanto en agua subterránea como superficial, proviene de fuentes naturales y antropogénicas. El mismo esta presente en fertilizantes fosfatados naturales, acumulado en plantas, etc., siendo la disolución desde los minerales que lo contienen (fluorita, apatita, criolita y topacio) el mecanismo más común de liberación de fluoruro. Otro contaminante comúnmente encontrado en aguas superficiales es el fósforo. Su papel como nutriente esencial en el medio acuático es bien conocido, pero concentraciones excesivas producen eutrofización de lagos y embalses, con consecuencias perjudiciales para el medio ambiente. La movilidad y biodisponibilidad en la naturaleza de ambos depende fuertemente de su interacción con el material particulado, ya que los mismos se encuentran preferentemente adsorbidos a óxidos de Fe/Al y a minerales filosilicatos. Por tal motivo en los últimos años se han realizado estudios de adsorción, principalmente fosfato, en los sistemas mencionados. Sin embargo, existe poca información en relación al efecto competitivo del fosfato en la adsorción de flúor, y viceversa, y menos aún en sistemas constituídos por arcillas recubiertas con hierro. Este trabajo tiene como objetivo principal evaluar la adsorción de fluoruro en un sistema Fe (III)-montmorillonita, así como también su interacción competitiva con el fosfato por los sitios de adsorción. Para la realización de las experiencias se utilizó una Fe (III)-montmorillonita previamente sintetizada y conocida [1]. Se realizaron cinéticas de adsorción de fluoruro bajo diferentes condiciones experimentales (concentración inicial y pH) y los datos obtenidos se ajustaron utilizando varios modelos cinéticos. Por otro lado, se realizaron isotermas de adsorción a diferentes pH y fuerza iónica. Para el estudio de competencia, se analizó tanto el efecto de la concentración de fosfato en la adsorción de fluoruro como la dependencia del orden de adición de los aniones (ej.: agregado simultáneo, fluoruro en primer lugar, fosfato en primer lugar) en la adsorción. La adsorción de fluoruro responde a una cinética de primer orden, depende del pH y es independiente de la fuerza iónica. En cuanto a la competencia, ambos adsorbatos compiten por los sitios de adsorción. La presencia de fosfato reduce la adsorción de flúor y esta reducción depende del orden de adición de los aniones. La mayor adsorción de flúor se produce cuando ambos aniones se agregan simultáneamente, mientras que cuando flúor o fosfato se añade en primer lugar, la adsorción de fluoruro es menor.