Efecto de la temperatura sobre la degradación de ácido fórmico mediante las reacciones de Fenton y foto-Fenton

ROSSETTI, G.H.; ALBIZZATI, E.D.; ALFANO, O.M.

La Plata

Congreso; VIII Encuentro Latinoamericano de Fotoquímica y Fotobiología; 2004

INIFTA

La reacción de Fenton es un sistema químico que utiliza agua oxigenada y sales ferrosas para generar radicales hidroxilo (HO·) altamente reactivos; estos radicales reaccionan rápidamente y en forma no selectiva con la mayor parte de los compuestos orgánicos. La capacidad de oxidación de la mezcla de Fenton puede ser aumentada con radiación UV (foto-Fenton) para incrementar la producción de los radicales hidroxilo. En trabajos previos se ha presentado y validado un modelo cinético para la degradación del ácido fórmico por medio de las reacciones de Fenton y foto-Fenton (con radiación UV artificial). En base a un esquema de reacción, se han deducido las expresiones de las velocidades de reacción del ácido fórmico y del peróxido de hidrógeno. Con el objeto de analizar la degradación de este contaminante en función de la temperatura, en este trabajo se realizaron corridas experimentales a diferentes niveles térmicos (25, 40 y 55 ºC) y con diferentes relaciones molares iniciales de peróxido de hidrógeno y contaminante (r = 3, 5 y 8). Se mantuvieron constante las concentraciones de ácido fórmico (2,1 ´ 10-3 M) y de ion férrico (1,0 ´ 10-3 M). Los experimentos se realizaron en un fotorreactor tanque agitado que opera en forma discontinua y a temperatura constante, calentado con un serpentín conectado a un baño termostático. Los resultados experimentales mostraron que la reacción de foto-Fenton produce siempre un incremento en la conversión del contaminante, respecto a la reacción de Fenton. Por ejemplo, para r = 3, este aumento es significativo a 25 °C (168,1%), mientras que a 55 °C este incremento es poco importante (8,5%). Para r = 8, el incremento de conversión es menos significativo: 60,7% a 25°C y solo 3,3% a 55 °C. Finalmente, a partir de los valores experimentales de las concentraciones y del modelo cinético propuesto, se obtuvieron los factores preexponenciales y las energías de activación de los parámetros cinéticos del sistema. Para ello se utilizó un algoritmo de regresión no lineal (método de Levenberg-Marquardt). Estos resultados resultan de utilidad para el diseño y análisis de un fotorreactor de descontaminación con radiación solar y para la determinación de la temperatura de operación más apropiada.