Estudio cinético de la agregación de ácidos húmicos.

N. KLOSTER; M. BRIGANTE; G. ZANINI; M. AVENA

Mar del Plata

Congreso; Argentina y Ambiente 2012; 2012

SACyTA

Los ácidos húmicos (AH) son los componentes principales de carbono orgánico disuelto en el medio ambiente acuático y en el suelo. En su estructura parecen coexistir moléculas pequeñas, macromoléculas y ensamblados macromoleculares (agregados). Los AH juegan un rol clave en el ambiente dado que controlan la especiación de metales, se adsorben y desorben a la superficie de minerales, modifican la carga superficial de las partículas, participan en reacciones redox y fotoquímicas, etc. Todas estas propiedades hacen que los AH intervengan significativamente en la migración de metales y compuestos orgánicos en suelos y aguas naturales. Se conoce que la movilidad de los AH en el ambiente es reducida cuando se agregan o precipitan por efectos del pH y de la presencia de iones metálicos. Sin embargo no existen datos concretos acerca de la cinética de estos procesos ni del mecanismo por el cual la agregación o precipitación de AH tienen lugar en medios acuosos. El objetivo de este trabajo es estudiar la cinética de agregación de AH, evaluando el efecto del pH y la presencia de iones Ca2+ en esta cinética. Los datos obtenidos permitirán comprender el mecanismo que gobierna el proceso de agregación. Se realizaron experimentos cinéticos de agregación en un sistema en ?batch?, empleando una solución de AH de 50 mg/l, bajo condiciones controladas de velocidad de agitación, temperatura, pH y concentración de Ca2+. La concentración de AH remanente en el sobrenadante se cuantificó por espectrofotometría UV-visible. Además se determinó el potencial Z del AH a pH controlado, en presencia y ausencia de Ca2+. Los resultados obtenidos revelan que, a pH constante, la velocidad de agregación aumenta significativamente con un aumento de la concentración de iones Ca2+. Este aumento se asocia a la reacción de iones Ca2+ con grupos reactivos (carboxilatos y/o fenolatos) de las moléculas de AH, lo que lleva a una disminución de la carga negativa de las mismas y probablemente a la formación de enlaces tipo puente mediados por Ca2+. Se observa un valor crítico o umbral de concentración de Ca2+, por encima del cual aumenta la velocidad de agregación independientemente del valor de pH, y a partir del cual se identifica un aumento de la relación E2/E3 de AH en solución. Esto indicaría un fraccionamiento de partículas, quedando en solución aquellas estructuras menos condensadas. Mediciones cinéticas de potencial Z indican que el agregado de Ca2+ disminuye el potencial Z negativo de las moléculas de manera prácticamente instantánea. El conjunto de resultados experimentales permiten proponer un mecanismo que se inicia con una etapa rápida de unión de Ca2+ a AH, que facilita la agregación de las moléculas en una etapa posterior. Los procesos difusionales en esta segunda etapa serían los que determinan la velocidad de agregación.