Determinación de la cinética e isotermas de adsorción de α-endosulfán y endrín con carbón activado

Abstract

En los procesos de adsorción existe un amplio espectro de mecanismos físicos y químicos, los cuales ocurren normalmente en etapas consecutivas tales como la difusión del adsorbato a través de la película de fluido hasta el material adsorbente, difusión a través de los poros y posterior reacción de adsorción. A fin de poder establecer las condiciones operativas óptimas de la adsorción, es necesario determinar el equilibrio de la reacción y su cinética. La magnitud de adsorción alcanzable por unidad de masa de adsorbente dependerá de la superficie específica del adsorbente y naturaleza del adsorbato en cuestión. La curva de equilibrio entre la cantidad de adsorbato por unidad de adsorbente (qe) y la concentración de adsorbato en la solución (Ce) descripta a temperatura constante corresponde a la isoterma de adsorción. Los modelos matemáticos más utilizados en aplicaciones de tratamiento de agua son el de Freundlich y Langmuir. Los objetivos fueron establecer la cinética y las isotermas correspondientes. Los ensayos para la determinación del tiempo de equilibrio utilizando como matriz agua grado 1 y fortificadas a concentraciones de los plaguicidas de 20 μg/l a las que se adicionaron 50 mg/l de adsorbente fueron realizados colocando las muestras en baño termostatizado a 22 ºC durante 10, 20, 30, 35, 45, 60, 75, 90, 105 y 120 minutos, con una frecuencia de agitación de aproximadamente 60 desplazamientos por minuto. Las isotermas correspondientes se determinaron adicionando 5, 10, 20, 30, 40 y 50 mg/l de adsorbente, en agitación durante 60 minutos. Posteriormente a la filtración los analitos fueron extraídos por microextracción en fase sólida utilizando polidimetilsilosano de 100 μm, y luego determinados por cromatografía gaseosa con detector de microcaptura de electrones. Del análisis estadístico de los resultados, los diferentes parámetros determinados indicaron que la cinética de adsorción del α-endosulfan y endrin con carbón activado responde a ecuaciones de pseudo-segundo orden, con valores de coeficientes de regresión de 0,999 en ambos casos. Con respecto a las isotermas los parámetros estadísticos de ajuste indicaron que ambos analitos responden según la ecuación de Freundlich, con coeficientes de regresión entre 0,971 y 0,975. Siendo la capacidad adsortiva del carbón activado de 0,233 y de 0,094 μg/mg para α-endosulfan y endrin respectivamente y respecto a la intensidad de las fuerzas de adsorción, podemos concluir que el endrin tiene mayor afinidad por el adsorbente utilizado.