Enlace químico en complejos superficiales de glifosato y fosfato sobre goetita

IGNACIO LÓPEZ CORRAL; RICARDO FACCIO; ALFREDO JUAN; MARCELO AVENA

Rosario

Congreso; XVIII Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2013

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Introducción: El herbicida glifosato (N-(fosfonometil)glicina, PMG) suele aplicarse en los suelos de las regiones agrícolas de nuestro país junto al fertilizante fosfato. Ambas sustancias poseen buena capacidad ligante debido a sus grupos dadores de electrones, por lo que pueden formar complejos superficiales de esfera interna que compiten por los sitios de adsorción en la superficie de los minerales del suelo. La goetita (α-FeOOH) es el óxido de Fe(III) cristalino más estable y abundante en suelos y sedimentos, e influye notoriamente sobre la movilización de numerosas sustancias en medios naturales. Existen varios trabajos referidos al estudio de las especies superficiales generadas por adsorción de PMG o fosfato sobre goetita, pero los estudios de competencia entre ambos todavía son escasos.Objetivos: En este trabajo se estudió teóricamente la evolución del enlace químico durante la adsorción de PMG y fosfato sobre los sitios de mayor actividad de la goetita, de modo de comparar el grado de interacción de estas sustancias. Se consideraron diferentes condiciones de acidez, y la posible formación de complejos superficiales tanto mono como bidentados.Resultados: Los cálculos se llevaron a cabo mediante un cluster Fe2(OH)6(OH2)4, sobre el que se dispusieron moléculas de PMG o fosfato con distintos grados deprotonación. Los complejos superficiales mono y bidentados se obtuvieron al reemplazar respectivamente una o dos moléculas de H2O en el extremo superior delcluster. En primer lugar se llevó a cabo un procedimiento de optimización geométrica a nivel DFT, mediante el programa Gaussian, incluyendo efectos de hidratación. A continuación se evaluaron valores de población de solapamiento correspondientes a pares de átomos seleccionados, para lo cual se hizo uso del código YAeHMOP. Se observó que durante el proceso de adsorción se originan nuevos enlaces Fe-O entre el adsorbato y la goetita, cualquiera sea el complejo superficial producido. Sin embargo, se obtuvieron mayores valores de población de solapamiento en el caso de las especies superficiales originadas por el fosfato. Se verificó asimismo que la formación de estos enlaces va acompañada por un debilitamiento de los solapamientos P-O cercanos a los sitios de adsorción, el cual también es más notorio para los complejos del fosfato.Conclusiones: Los resultados obtenidos sugieren que la molécula de fosfato es capaz de producir complejos superficiales en los que la interacción con los sitios activos de la goetita es mayor que en las especies originadas por el PMG. Este comportamiento ha sido corroborado mediante observaciones experimentales previas, realizadas en nuestro laboratorio, por lo que cabe esperar que aplicaciones alternadas de ambas sustancias produzcan importantes efectos en la movilidad del PMG en suelos.