Adsorción a Partir de Soluciones Electrolíticas

Adsorción a Partir de Soluciones Electrolíticas

M. Dos Santos AfonsoINQUIMAE-FCEN-UBA

SAASA – Febrero 2013

Aplicaciones de los procesos de adsorción Procesos de catálisis

Otros procesos industriales Purificación (remoción de impurezas) Decontaminación, decoloración, desodorante Recuperación de solventes, enriquecimiento en compuestos traza etc…

Adsorbentes comunes: tamices moleculares, carbon activado, silica gel, alumina activada.

Otras aplicaciones

Estudios de sistemas ambientales heterogéneos: material particulado, sedimentos, suelos Sistemas de liberación controlada: dosificadores de plaguicidas, dosificadores de farmacos. etc

Aplicaciones de los procesos de adsorción

SOJA

1971-1975 1996-2000

http://www.laargentinaenmapas.com.ar/caste/soja/soja_pr.htm#

http://www.laargentinaenmapas.com.ar/caste/soja/soja_pr.htm

http://www.minagri.gob.ar/site/agricultura/cultivos_en_la_argentina/index.php

2000-2005 2010



http://faostat.fao.org/site/342/default.aspx

http://faostat.fao.org/site/342/default.aspx

Mercado Argentino de Productos Fitosanitarios 2008-2009Kleffman and Partner SRL - CASAFE

PesticidesTipo Componente Activo

Concentra-ción

Cantidad(Tm)

1 Herbicidas GLIFOSATO 48% 64.693.996 2 Herbicidas GLIFOSATO 75% 18.346.9973 Herbicidas GLIFOSATO 62% 12.955.551 4 Herbicidas GLIFOSATO 66% 5.000.000 5 Herbicidas GLIFOSATO 40% 7.400.0006 Herbicidas GLIFOSATO 65% 4.703.286 7 Insecticida CLORPIRIFOS 48% 806.877

8 FungicidaPIRACLOSTROBIN +

EPOXICONAZOLE 13.3+5% 363.520 9 Herbicidas GLIFOSATO 43% 9.602.620

10 Herbicidas GLIFOSATO 41% 765.000

TOTAL 124.310.679

TOTAL DEL MERCADO 225.218.268 Mercado Argentino de Productos Fitosanitarios 2008-2009

Kleffman and Partner SRL - CASAFE

isotermas de adsorción

Nombre ecuación Aplicación comentarios

Langmuir

Temkin =c1ln(c2P)

Freundlich

BET

TÖTH

Adsorción sobre superficies de sólidos

)(111 0

0

0 P/PcVc

cV)P/P(VP/P

mm

CC

B PB P

s 0

01

211

C/pc

Quimisorción y Fisisorción

Quimisorción

Quimisorción y Fisisorción Fisisorción en multicapas

Quimisorción y Fisisorción

Útil para el análisis de mecanismos de reacción

Quimisorción

Fácil de ajustar a los datos experimentales Útil en la determinación de áreas superficiales

Langmuir modificada con forma limite Henry a bajos recubrimientos[ ] nθ /1n

o

o

)(K(P/P+1)K(P/P

=

ΞMeOH2+ ΞMeOH + H+→

← ΞMeOH ΞMeO- + H+

→←

Sup

erfic

ie c

arga

da -

Sup

erfic

ie n

eutra

Sup

erfic

ie c

arga

da +

sKa1 sKa2

pzc = ½(psKa1 +psKa2)

ΞMeOH2+ ΞMeOH + H+→

← ΞMeOH ΞMeO- + H+

→←

Sup

erfic

ie n

eutra

sKa1 sKa2

Complejo de esfera externa

Complejo de esfera interna

Superficie

Capa de Stern

Capa difusa Seno de la solución

Sup

erfic

ie c

arga

da +

ó -

Complejo de esfera externa

Complejo de esfera interna

Adsorción no especifica

Unión química fuerte

ΞMeOH + H+ ΞMeOH2+

→←

ΞMeOH ΞMeO- + H+

→←

ΞMeOH + M+n ΞMeOM+n-1 + H+ →←2 ΞMeOH + M+n ( ΞMeO) 2M+n-2 + 2H+

ΞMeOH + M+n + H2O ΞMeOMOH+n-2

→←

→←

ΞMeOH + L- ΞMeL + OH- →←2 ΞMeOH + L- ( ΞMe) 2L + + 2OH-

→←

ΞMeOH + L- + M+n ΞMeLM+n + OH- →

← ΞMeOH + L- + M+n ΞMeOML+n-2 + H+

→←

Adsorción de Glifosato y AMPA sobre óxidos de hierro (III)

Isotermas de adsorción de PMG sobre goetitaA 3<pH < 9. Las líneas sólidas corresponden al modelo de Langmuir

B. C. Barja, M. dos Santos Afonso 2005. Environ. Sci. Technol. 39, 585-592

AMPA, mol/L

0 200 400 600 800

mol

AM

PA

ads

/m2 go

ethi

te

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

Col 1 vs Col 2 Col 4 vs Col 5 Col 7 vs Col 8 Col 10 vs Col 11 x column vs y column x column 1 vs y column 1 x column 2 vs y column 2 x column 3 vs y column 3

Isotermas de adsorción de AMPA sobre goetita A pH 3, 5, 7, 9. Las líneas solidas corresponden al modelo de Langmuir

PMG, mol/L

0 200 400 600 800 1000

mol

PM

G a

ds/m

2 goe

thite

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

Col 1 vs Col 2 Col 4 vs Col 5 Col 7 vs Col 8 Col 10 vs Col 11 Col 13 vs Col 14 Col 16 vs Col 17 Col 19 vs Col 20 x column vs y column x column 1 vs y column 1 x column 2 vs y column 2 x column 3 vs y column 3 x column 4 vs y column 4 x column 5 vs y column 5 x column 6 vs y column 6

Espectro ATR-FTIR de glifosato y AMPA adsorbido sobre la superficie de goetita. Las líneas punteadas corresponden a los espectros en solución acuosa al mismo valor de pH

B. C. Barja, M. dos Santos Afonso 2005. Environ. Sci. Technol. 39, 585-592

Curvas de movilidad electroforética a recubrimiento constante de □: 0; ■: 0.4; ●:0.8; ♦:1.3; ▲: 1.7 mol de PMG/m2

Adsorción de glifosato sobre montmorillonita

G. A. Khoury, T. C. Gehris, L. Tribe, R. M. Torres Sánchez, M dos Santos Afonso, 2010. Applied Clay Science 50, 167–175

Isotermas de adsorción de glifosato a pH=2; : pH=4; : pH=5; : pH=7: pH=9. A: Recubrimiento superficial expresado como μmol/g. B: Recubrimiento superficial calculado normalizando la curva por superficie externa o interna. Las líneas sólidas se calcularon utilizando el modelo de Langmuir de dos pasos

DRX de montmorillonita con diferentes contenidos iniciales de glifosato a A: pH 2 y B: pH=4.

G. A. Khoury, T. C. Gehris, L. Tribe, R. M. Torres Sánchez, M dos Santos Afonso, 2010. Applied Clay Science 50, 167–175

XPS de montmorillonita con glifosato a B: pH 2.3 y C: pH=5.6

Complejos Monodentados y Bidentados de PMG sobre Montmorillonita

George A. Khoury, Todd C. Gehris, Lorena Tribe, Rosa M. Torres Sánchez, Maria dos Santos Afonso, 2010 Applied Clay Sci, 50, 167-175,

Suelos

R.C. Pessagno, R. M. Torres Sanchez, M. dos Santos Afonso, 2008. Environ. Pollution 153, 53-59

Goetita: ■Suelo Cerro Azul Misiones: ♦Suelo Navaja Corrientes ▲Suelo Chalten Santa Cruz ■Caolinita ●Montmorillonita ●Illita ■

Las líneas sólidas fueron calculadas utilizando el modelo de Langmuir

Montmorillonita: ■Suelo Cerro Azul con glifosato ■Suelo Cerro Azul Misiones sin glifosato■

R.C. Pessagno, R. M. Torres Sanchez, M. dos Santos Afonso, 2008. Environ. Pollution 153, 53-59

J. L. Marco-Brown, C. Martín Barbosa-Lema, R. M. Torres Sánchez, R. C. Mercader, M. dos Santos Afonso, 2012. Appl.Clay Sci. 58, 25–33

Picloram forma complejos superficiales por coordinación de COO− y del nitrógeno piridinico con los centros de iron(III) A: Complejo Bidentado. B: Complejo puente

Adsorption of picloram herbicide on iron oxide pillared montmorillonite

Adsorción de picloram sobre montmorillonita

J. L. Marco-Brown, R. M. Torres Sánchez, M. dos Santos Afonso, enviado a publicar, 2013

DRX de montmorillonita a pH 3, 5 y 9 y con diferentes contenidos iniciales de Picloram (A) PCM-Mt with C0,PCM=1657 µM, (B) PCM-Mt, C0,PCM=725 µM, (C) Mt and (D) Mt dried overnight at 60°C.

green alga Ulva lactuca

M. M. Areco, S. Hanela, J. Duran y M. dos Santos Afonso, 2012. Hazmat, 213, 123-132

red alga Gimnogongrus torulosus

M. M. Areco y M. dos Santos Afonso, 2010.Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 81, 620-628,

Biosorción of Cu(II), Zn(II), Cd(II) and Pb(II) por biomasa muerta

Zn(II)

Cu(II)

Pb(II)

Cd(II)

Cu(II)

Zn(II)

Cd(II)

Pb(II)

Biosorción of Cu(II), Zn(II), Cd(II) and Pb(II) por biomasa muerta

Zn(II)

Cu(II)

Pb(II)

Cd(II)


Cu(II)

Zn(II)

Cd(II)

Pb(II)

red alga Gimnogongrus torulosus



Pb(II)Cd(II)



Breakthrough point

green alga Ulva lactuca Breakthrough point


0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 100

1

2

3

4

q (m

mol

sor

bate

*g a

lga-1)

Ceq. Cu or PMG (mM)

A

0 2 4 6 8 10 120.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Ceq Cu or PMG (mM)

q Cu

or P

MG

(mm

ol/g

alg

ae)

Co-adsorción de cobre y glifosato sobre biomasa

María Alcira Trinelli, María Mar Areco and María dos Santos Afonso Co-Biosorption of Copper and Glyphosate by Ulva lactuca. Colloids and Surfaces B: Biointerfaces, 105, 251-258, 2013


Agradecimientos

ANPCyT-FONCyT-CONICET-UBAA los co-autores de los trabajosA los organizadores de SAASA

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