Modelado de la adsorción de fosfato sobre gibbsita

LUENGO, CARINA; FERULLO, RICARDO; CASTELLANI, NORBERTO

Córdoba

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

Asociación Argentina de Investigación Fisicoquímica

Introducción: La presencia de contaminantes químicos en el agua superficial ysubterránea es un problema en crecimiento en cuanto a frecuencia y severidad1. Ladistribución de los contaminantes en ambientes acuáticos está principalmente controladapor procesos de adsorción/desorción sobre la superficie de minerales. El anión fosfato noes tóxico pero es el principal responsable del proceso de eutrofización de cuerpos deagua dulce que afecta a la mayoría de los reservorios de agua para la potabilización enlas zonas templadas de nuestro país2. La gibbsita (Al(OH)3) es el hidróxido de aluminiomás comúnmente encontrado en suelos y sedimentos. Presenta una gran área superficialy es un importante adsorbente de elementos en sistemas de aguas subterráneas ysuperficiales.Objetivos: El objetivo de este trabajo es estudiar la interacción entre la superficie degibbsita y el fosfato, haciendo énfasis en la caracterización de las especies adsorbidas anivel molecular, en la estabilidad de las mismas y en su influencia en la cinética deadsorción y desorción de los aniones a través del uso de técnicas teóricas.Resultados: Se estudió la estructura de los complejos superficiales de fosfato sobregibbsita. 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).Primero se optimizó la geometría de los aniones fosfato y del cluster de gibbsita[Al6(OH)18(H2O)6] en vacío para luego ser optimizados en solución. Se calcularon loscambios de energías para las distintas reacciones superficiales en condiciones de pHácido y básico. Se optimizaron cuatro tipos de complejos superficiales en ambascondiciones de pH: monodentado mononuclear, monodentado binuclear, bidentadomononuclear y bidentado binuclear.Conclusiones: Los resultados indican que, para ambas condiciones de pH, los complejosmonodentados tienen mayor tendencia a formarse sobre la superficie de la gibbsita encomparación con los complejos bidentados.