Remoción de iones Cr(VI) y As(V) en medio acuoso utilizando poli (4-vinilpiridina) cuaternizada con bromuro de octilo.

Abstract

Los iones CrO4 2- y AsO4 3-, son importantes contaminantes para el medio ambiente, debido a su toxicidad y movilidad en distintas matrices del ambiente. La contaminación de estos, en el agua, proviene principalmente de procesos industriales, en donde se movilizan mediante aguas residuales y desechos de actividades antropogénicas. Por la contaminación que generan es necesario tener distintas técnicas para remover estos metales del agua. Dentro de las tecnologías de remoción se tienen, la fitorremediación, biosorción, electrocoagulación, entre otras. En este seminario de título se utilizó la adsorción de CrO4 2- y AsO4 3- mediante un polímero como adsorbente, específicamente poli(4- vinilipiridina) cuaternizada con bromuro de octilo, de ahora en adelante P4VP-oct. Se realizaron distintos estudios como efecto del pH, efecto del tiempo de remoción, efecto de la concentración de CrO4 2- y AsO4 3- y efecto de la temperatura, con estos estudios se pudieron encontrar las condiciones óptimas para una efectiva remoción de CrO4 2- y AsO4 3-. Se realizaron isotermas de adsorción y cinética de adsorción para cada uno de los metales, en donde se llegó a la conclusión de que la remoción de CrO4 2- está dada por el modelo de Langmuir y el modelo cinético de pseudo segundo orden. Por otro lado, la remoción de AsO4 3-, no se ajusta a ningún modelo de isoterma y tampoco a los modelos de cinética de remoción, debido a la alta variabilidad en los datos obtenidos, y poca efectividad en la remoción. Debido a la alta efectividad de remoción de CrO4 2-, se realizaron estudios de interferentes de distintos metales y aniones en solución, obteniendo como resultado que a una relación 1:1 con un metal como interferente la remoción de CrO4 2- mantiene su alta efectividad de remoción, excepto con el antimonio, que baja el porcentaje de remoción notablemente. En cuanto a los aniones se tiene que el nitrato es el que más interfiere en la remoción de CrO4 2-. Se realizaron estudios de remoción de CrO4 2- en muestras de aguas reales, las cuales fueron, agua potable, de pozo, de minera y agua del río Loa Calama, en donde se obtuvo como resultado que en esta última la remoción de CrO4 2- baja considerablemente, y la P4VP-oct cambió su coloración tornándose verde, lo cual es indicativo de que este matriz presenta algún interferente que es adsorbido por este polímero, esto se puede saber con una caracterización completa de esta matriz de agua, lo cual incluye el análisis de aniones y cationes que estén presentes en dicha matriz. La P4VP-oct, puede ser reutilizada después de lavados con NaOH, presentando un porcentaje de remoción similar al obtenido en la remoción de CrO4 2- antes de la reutilización.

CrO4 2- and AsO4 3- ions are important contaminants for the environment, due to their toxicity and mobility in different matrices of the environment. The contamination of these, in water, comes mainly from industrial processes, where they are mobilized by wastewater and waste from these anthropogenic activities. Due to the pollution they generate, it is necessary to have different techniques to remove these metals from the water. Within these removal technologies are phytoremediation, biosorption, electrocoagulation, among others. In this title seminar was used the adsorption of CrO4 2- and AsO 4 3- by means of a polymer as an adsorbent, specifically poly (4-vinylpyridine) quaternized with octyl bromide, from now on it will be named as P4VP-oct . Different studies were carried out such as pH effect, removal time effect, effect of the concentration of CrO4 2- and AsO 4 3- and temperature effect, with these studies it was possible to find the optimal conditions for an effective removal of CrO4 2- and AsO4 3- . Adsorption isotherms and adsorption kinetics were performed for each of the metals, where it was concluded that the removal of CrO4 2- is given by the Langmuir model and the kinetic model of pseudo second order. On the other hand, the removal of AsO4 3-, does not fit any isotherm model or the models of removal kinetics, due to its high variability in the data obtained, and low effectiveness in removal. Due to the high effectiveness of removal of CrO4 2-, studies of interference of different metals and anions in solution were carried out, obtaining as a result that at a 1:1 ratio with a metal as an interfering the removal of CrO4 2- maintains its high removal effectiveness, except with antimony, which lowers the percentage of removal significantly. As for the anions, nitrate is the one that most interferes in the removal of CrO4 2-. Studies were carried out to remove CrO4 2- in samples of real water, which were, drinking water, well, mining and water from the Loa Calama River, where it was obtained as a result that in the latter the removal of CrO4 2- drops considerably, and the P4VP-oct was put a green color, which is indicative that this matrix presents some interferent that is adsorbed by this polymer, this can be known with a complete characterization of this water matrix. The P4VP-oct, can be reused after washing with NaOH, showing a percentage of removal similar to that obtained in the removal of CrO4 2- before reuse