Interacción entre aniones de interés ambiental y partículas de óxidos y minerales

Dos de los elementos de gran interés en procesos relacionados con la contaminación del ambiente son el fósforo y el arsénico. El fósforo no es tóxico en sí, pero es el principal responsable del proceso de eutroficación de cuerpos de agua dulce, que afecta a la mayoría de los reservorios de agua par...

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Detalles Bibliográficos
Autor principal: Luengo, Carina V.
Otros Autores: Avena, Marcelo J.
Formato: tesis doctoral
Lenguaje:Español
Publicado: 2009
Materias:
Acceso en línea:http://repositoriodigital.uns.edu.ar/handle/123456789/2019
Aporte de:
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description Dos de los elementos de gran interés en procesos relacionados con la contaminación del ambiente son el fósforo y el arsénico. El fósforo no es tóxico en sí, pero es el principal responsable del proceso de eutroficación de cuerpos de agua dulce, que afecta a la mayoría de los reservorios de agua para potabilización en las zonas templadas de nuestro país. El arsénico, eminentemente tóxico, se encuentra en concentraciones bastantes elevadas en el agua subterránea de muchas provincias argentinas, agua que en muchos casos es utilizada para el consumo humano. Estos elementos se presentan en nuestros sistemas naturales principalmente como aniones fosfatos y arseniatos, y es la química de estos aniones la que juega un papel preponderante en el comportamiento de estos dos elementos. Tanto el fósforo como el arsénico pertenecen al grupo 5A(15) de la tabla periódica de los elementos, por lo que el arseniato y el fosfato son aniones de estructura y reactividad muy similar. Los dos aniones tienen gran afinidad por la superficie de óxidos y minerales. Justamente a través de reacciones de adsorción y desorción, o reacciones de precipitación y disolución, los minerales pueden regular la concentración de los aniones en medios acuosos. Si bien los estudios de adsorción de arseniato y fosfato en óxidos están bien documentados, mucho menos estudiada ha sido su cinética de adsorción y desorción. En este trabajo de tesis se estudió y comparó la cinética de adsorción y desorción de fosfato y arseniato en dos goethitas sintéticas y en una montmorillonita intercambiada con Fe(III). Los sólidos fueron caracterizados por difracción de rayos X, espectroscopia IR, análisis térmicos y mediciones de área superficial y porosidad. En todos los casos, la cinética de adsorción y desorción de fosfato y arseniato presenta dos etapas bien diferenciadas: una etapa rápida que tarda menos de 5 minutos, seguida de una etapa más lenta, que tarda varias horas y hasta días. La etapa rápida es el resultado de la interacción directa sobre la superficie externa de los sólidos, y lleva a la formación de complejos superficiales de esfera interna. La etapa lenta parece ser un proceso de difusión en poros. Un seguimiento espectroscópico de la cinética de adsorción por medio de ATR-FTIR establece la formación en forma predominante de dos complejos superficiales de esfera interna: un complejo bidentado protonado y un complejo bidentado no protonado, los cuales pueden estar acompañados por otras especies minoritarias. Los datos muestran que los complejos superficiales evolucionan de manera independiente durante el proceso de adsorción, manteniendo su identidad, sin mostrar interconversión neta entre ellos. El paralelismo entre fosfato y arseniato es notable con todas las muestras y en todas las condiciones estudiadas, sugiriendo que los dos aniones (y sus especies protonadas) reaccionan con la superficie de los sólidos por el mismo mecanismo y generando el mismo tipo de complejos superficiales.
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