“Caracterización e identificación de óxidos de hierro generados en la remoción de arsénico utilizando hierro cerovalente por espectroscopía Raman”

I.K. LEVY; SYLVIA S. DANTAS; CLAUDIA L. CALDEIRA; VIRGINIA S.T. CIMINELLI; MARTA LITTER

Salta, Argentina

Congreso; Congreso Argentino de Fisicoquímica; 2009

Universidad de Salta

Los óxidos e hidróxidos de hierro ejercen un papel muy relevante en la movilidad de metales y metaloides en el medio ambiente, así como en los métodos de remoción de los mismos. El arsénico es de particular importancia por su amplia distribución y sus efectos tóxicos en los seres vivos. La interacción entre materiales de hierro y arsénico promueve la formación de productos de corrosión en los cuales el arsénico puede adsorberse y/o coprecipitar. Los óxidos e hidróxidos de hierro ejercen un papel muy relevante en la movilidad de metales y metaloides en el medio ambiente, así como en los métodos de remoción de los mismos. El arsénico es de particular importancia por su amplia distribución y sus efectos tóxicos en los seres vivos. La interacción entre materiales de hierro y arsénico promueve la formación de productos de corrosión en los cuales el arsénico puede adsorberse y/o coprecipitar. La espectroscopía Raman es una técnica aún poco utilizada en el área ambiental que permite la identificación de fases cristalinas y amorfas presentes en cantidades que no podrían ser determinadas por rayos X. Los minerales presentan en el espectro Raman bandas asociadas a vibraciones locales dentro de la red, lo cual permite su identificación precisa. Además, se pueden identificar oxianiones como AsO43- que pueden estar adsorbidos o bien formando parte de la estructura cristalina. En el presente trabajo, se analizaron mediante esta técnica muestras sólidas obtenidas en experimentos de remoción de As en aguas utilizando Fe cerovalente, con el objetivo de caracterizar e identificar los óxidos de hierro formados y dilucidar mecanismos de remoción. Los experimentos se realizaron utilizando distintas fuentes de hierro como lana de acero, alambre de enfardar y nanopartículas de Fe cerovalente. El material de hierro se agregó a erlenmeyers conteniendo las soluciones de As, manteniendo agitación constante. Se evaluó la influencia de la fuente de hierro utilizada, de la irradiación bajo luz UV y de la concentración de arsénico sobre los productos finales de corrosión. También se realizaron experimentos en ausencia de arsénico con fines comparativos. Los materiales originales presentaron, en todos los casos, fases cristalinas y amorfas. En presencia de arsénico, y luego del proceso de corrosión, se observó la formación de óxidos en forma significativamente mayor al del material original. A altas concentraciones de As, las fases obtenidas resultaron menos cristalinas, debido a que el elemento inhibiría el crecimiento de una fase definida, prevaleciendo un mecanismo de coprecipitación sobre uno de adsorción. En el caso de la lana de acero, no se observaron fases oxidadas en el material original y como productos de corrosión se detectaron lepidocrocita, ferrhidrita, magnetita y goethita. Las nanopartículas de Fe están formadas inicialmente por magnetita con muy poca hematita y lepidocrocita, mientras que el alambre contiene sólo magnetita. Luego del proceso de corrosión, se observaron lepidocrocita y ferrhidrita en ambos casos. La posibilidad de identificar fases minoritarias y amorfas, sumada a la capacidad de seleccionar áreas para el análisis, convierte a esta técnica en una herramienta útil para la comprensión de los mecanismos de remoción en mezclas complejas.