Efecto de pH, fuerza iónica y presencia de Ni(II) en la adsorción de Cu(II) de una bentonita

MUSSO, TELMA BELÉN; PAROLO, MARÍA EUGENIA; PETTINARI, GISELA; RUFFATO, MARIANELA

Congreso; II Congreso Internacional de Ciencia y Tecnología Ambiental y II Congreso Nacional de la Sociedad Argentina de Ciencia y Tecnología Ambiental; 2015

El uso de arcillas como adsorbentes de bajo costo para remover metales pesados a partir de sistemas acuosos es uno de los métodos más aceptados y sencillo de implementar. La bentonita analizada es una bentonita sódica natural, previamente caracterizada, constituida por un 90% de montmorillonita y con una elevada capacidad de intercambio catiónico (104,6 meq/100g). La adsorción de Cu(II) se evaluó realizando ensayos de adsorción en batch a 25ºC, sobre la fracción < 2 μm (0,031g arcilla/25 mL de solución), para sistemas monometálicos y bimetálicos (Cu(II)-Ni(II)). El efecto de la fuerza iónica se evaluó a pH 5,5 y una concentración de Cu(II) de 10 mg/L, mientras que el efecto de pH se determinó a una fuerza iónica de 0,08 M y utilizando 10 mg/L de Cu(II). Adicionalmente, se obtuvo el potencial Z de la arcilla a diferentes pH, utilizando un electrolito de NaCl (0,08 M). En el intervalo de pH analizado (2-10), la superficie de la arcilla tiene una carga eléctrica negativa. Se observa que la adsorción de Cu(II) aumenta levemente al aumentar el pH hasta un valor de pH 7, a partir del cual permanece constante. Debido a que el efecto de pH en la adsorción de Cu(II) se evaluó a una fuerza iónica elevada, no se observó un efecto marcado por la competencia con iones H+, ya que el principal catión que compite con el metal es el Na+. Esto se puso de manifiesto analizando el efecto de la fuerza iónica donde se observa que la adsorción de Cu(II) disminuye a medida que aumenta la fuerza iónica. A una fuerza iónica de 0,001 M se adsorbió el 70% del Cu(II) presente en la solución mientras que con 0,08 M de fuerza iónica, este porcentaje decreció a un 35%. Muchos autores1 han demostrado que a una fuerza iónica baja la adsorción del metal tiene lugar tanto en los sitios basales como de borde de los minerales arcillosos, pero un incremento de esta implica una mayor presencia de iones con carga positiva que compiten con los metales por los sitios de adsorción de la arcilla, especialmente por los sitios basales que son considerados de menor afinidad. Las isotermas de adsorción de Cu(II) en sistemas simples y en presencia de Ni(II) mostraron que en ambos casos la cantidad de metal adsorbido aumentó a mayor concentración del metal en la solución acuosa. Estas isotermas presentaron un buen ajuste al modelo de Langmuir (R2 > 0,85). La máxima capacidad de adsorción de Cu(II) fue levemente menor en sistemas competitivos (50,72 mg/g) en relación al sistema no competitivo (56,89 mg/g) evidenciando una mayor afinidad de este metal por la superficie de la montmorillonita que hace que la presencia de Ni(II) afecte levemente su adsorción.