IFISUR   23398
INSTITUTO DE FISICA DEL SUR
Unidad Ejecutora - UE
congresos y reuniones científicas
Título:
Estudio de la adsorción de fosfato sobre gibbsita por espectroscopia ATR-FTIR y cálculos DFT
Autor/es:
CARINA V.LUENGO; RICARDO M. FERULLO; NORBERTO J. CASTELLANI
Lugar:
Bahía Blanca
Reunión:
Congreso; II Reunión Argentina de Geoquímica de la Superficie; 2012
Institución organizadora:
IADO-UNS
Resumen:
La presencia de contaminantes en el agua superficial y subterránea es un problema en crecimiento, que impacta negativamente la disponibilidad y potabilidad de las fuentes de agua fresca. A través de reacciones de adsorción y desorción, los minerales, principalmente los óxidos, pueden regular la concentración de los contaminantes en medios acuosos, controlando así la biodisponibilidad y movilidad de los mismos. El fosfato no es tóxico, pero es el principal responsable del proceso de eutrofización de cuerpos de agua dulce. La gibbsita (Al2O3.3H2O) es un óxido de aluminio con gran área superficial y es un importante adsorbente de elementos en sistemas de aguas subterráneas y superficiales. Los estudios espectroscópicos dan información muy útil sobre la identidad de las especies superficiales formadas. Las simulaciones de mecánica cuántica (DFT) son útiles para ayudar a la interpretación de las mediciones experimentales. El objetivo de este trabajo es estudiar la estructura de los complejos superficiales de fosfato sobre gibbsita a través del uso de técnicas teóricas y experimentales. Los cálculos se realizaron utilizando el método del funcional de la densidad (DFT) a través del funcional híbrido B3LYP y el empleo de las bases gaussianas 6-31G** (para los átomos involucrados en la adsorción) y 3-21G (para el resto de los átomos). Se optimizaron las geometrías de los aniones fosfato, del cluster de gibbsita [Al6(OH)18(H2O)6] y de los sistemas fosfato-gibbsita en estado libre. Se optimizaron cuatro tipos de complejos superficiales a pH ácido y básico: monodentado mononuclear, monodentado binuclear, bidentado mononuclear y bidentado binuclear. Se calcularon las energías para cada sistema incluyendo el efecto del solvente. Se obtuvieron las frecuencias vibracionales teóricas. En paralelo, se obtuvieron los espectros ATR-FTIR de fosfato adsorbido sobre gibbsita para ambos pH.Los complejos monodentados tienen mayor tendencia a formarse sobre la superficie de la gibbsita en comparación con los complejos bidentados.