Estudio de la formación de 1,3-dinitrobenceno durante el tratamiento de nitrobenceno mediante la reacción Fenton

LUCIANO CARLOS; FERNANDO S. GARCÍA EINSCHLAG; EDMONDO PRAMAURO; DEBORA FABBRI; ALESSANDRA BIANCO PREVOT; ALBERTO L. CAPPARELLI

San Luis, Argentina

Congreso; XXVI Congreso Argentino de Química; 2006

En un estudio previo sobre la degradación de Nitrobenceno (NBE) mediante el reactivo de Fenton hemos detectado la formación de 1,3-dinitrobenceno (DNB). Estudios de toxicidad han demostrado que el DNB es 50 veces más tóxico que el NBE, además el DNB es más resistente a la oxidación mediada por radicales HO y se acumula durante el tratamiento oxidativo.El objetivo del presente trabajo es estudiar las condiciones que favorecen la formación de DNB en la aplicación de técnicas que generen radicales hidroxilo (principalmente reacción Fenton) sobre NBE.Se realizaron experimentos de degradación de NBE con reactivo Fenton, manteniendo constante la relación de concentraciones de aditivos (RF = [Fe+2] = [H2O2]). El rango de concentración utilizado para RF fue desde 2.5x10-4 M hasta 5x10-3 M. Luego de 30 min. de reacción se procedió a analizar los productos de reacción. Se observa que medida que aumenta la concentración de RF aumenta la formación de DNB,  obteniéndose un rendimiento máximo del 3% para RF/[NBE] = 5. En otro grupo de experimentos de degradación de NBE con RF/[NBE] = 4, se adicionaron distintas cantidades iniciales de NO2- y NO3-. No se observo ninguna dependencia en la formación de DNB con la concentración inicial de NO3-. Estos resultados sugieren que la formación de DNB esta mediada por la presencia de NO2- en el medio de reacción.Experimentos cinéticos Fenton y tipo-Fenton fueron realizados variando las concentraciones iniciales de Fe+2 y Fe+3, respectivamente. En todos los experimentos las concentraciones iniciales de H2O2 y NBE fueron 7.75  mM y 1.2 mM. Los resultados muestran que la formación de DNB crece con la concentración de hierro inicial. Los experimentos realizados con Fe+2 y Fe+3  no muestran diferencias significativas dado que, en exceso de H2O2, el Fe+2 se transforma en Fe+3 en pocos segundos.Experimentos adicionalmente se realizaron irradiando NBE en presencia de distintos aditivos: NO2-, NO3-, Fe+3, NO2-/Fe+2, NO2-/Fe+3 y NO3-/Fe+3. Los resultados se pueden agrupar en dos conjuntos: alto y bajo rendimiento de nitración, respectivamente. Se observan altos rendimientos en presencia de NO3-, NO2-/Fe+3 y NO3-/Fe+3, mientras que  para los experimentos en presencia de NO2-, Fe+3 y NO2-/Fe+2 los rendimientos de DNB son mucho menores.Se estudió el comportamiento de soluciones ácidas (pH 1.5) de Fenol y NBE, en presencia de exceso de HNO2 (0.01M) y ausencia de radiación. En las soluciones de Fenol se observó una reacción de nitración obteniéndose 2-nitrofenol y 4-nitrofenol a los pocos minutos de reacción. Por otra parte en las soluciones de NBE no se observaron cambios durante las primeras 24 hs.