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Adsorción a Partir de Soluciones
Electrolíticas
M. Dos Santos Afonso
INQUIMAE-FCEN-UBA
SAASA – Febrero 2013
Aplicaciones de los procesos de
adsorción
 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
SOJA
1971-1975
1996-2000
http://www.laargentinaenmapas.com.ar/caste/soja/soja_pr.htm#
2000-2005
2010
http://www.minagri.gob.ar/site/agricultura/cultivos_en_la_arg
entina/index.php
http://faostat.fao.org/site/342/default.aspx
http://faostat.fao.org/site/342/default.aspx
Mercado Argentino de Productos Fitosanitarios 2008-2009
Kleffman and Partner SRL - CASAFE
Mercado Argentino de Productos Fitosanitarios 2008-2009
Kleffman and Partner SRL - CASAFE
Pesticides
Tipo
Componente Activo
Concentración
Cantidad
(Tm)
1
Herbicidas
GLIFOSATO
48%
64.693.996
2
Herbicidas
GLIFOSATO
75%
18.346.997
3
Herbicidas
GLIFOSATO
62%
12.955.551
4
Herbicidas
GLIFOSATO
66%
5.000.000
5
Herbicidas
GLIFOSATO
40%
7.400.000
6
Herbicidas
GLIFOSATO
65%
4.703.286
7
Insecticida
CLORPIRIFOS
48%
806.877
8
Fungicida
PIRACLOSTROBIN +
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
REACCIONES HOMOGENEAS :
COMPLEJACION
HIDROLISIS
REACCIONES HETEROGENEAS :
ADSORCION EN SUELOS
ADSORCION EN ARCILLAS
ADSORCION EN OXIDOS
ADSORCION EN MO
PESTICIDAS EN EL
AMBIENTE
FOTOQUIMICA
BIOTA
Adsorción sobre superficies de sólidos

isotermas de adsorción
Nombre
ecuación
Cs
BP
 0
C 1  B0 P
Langmuir
q
Temkin
q =c1ln(c2P)
Aplicación
Quimisorción y
Fisisorción
Útil para el análisis de
mecanismos de reacción
Quimisorción
Quimisorción
Quimisorción y
Fisisorción
Freundlich
q  c1 p1/ C2
BET
Fisisorción
P / P0
1 c 1


( P / P0 ) en multicapas
V ( 1  P / P0 ) cVm cVm
TÖTH
K(P/Po )
θ=
[1 + (K(P/Po )n ]1/ n
comentarios
Quimisorción y
Fisisorción
Fácil de ajustar a los datos
experimentales
Útil en la determinación de
áreas superficiales
Langmuir modificada con
forma limite Henry a bajos
recubrimientos
sK
a1
ΞMeOH
pzc = ½(psKa1 +psKa2)
→
←
ΞMeO-
Superficie cargada -
ΞMeOH + H+
Superficie neutra
Superficie cargada +
→
+
ΞMeOH2 ←
sK
a2
+ H+
sK
a1
→
+
ΞMeOH2 ← ΞMeOH
+ H+
sK
a2
ΞMeOH →
←
Superficie neutra
Complejo de
esfera externa
Superficie
Capa de
Stern
Complejo de
esfera interna
Capa difusa
Seno de la solución
ΞMeO-
+ H+
Superficie cargada + ó -
Complejo de
esfera externa
Complejo de
esfera interna
Adsorción no especifica
Unión química fuerte
→
←
ΞMeOH + H+
ΞMeOH
→
←
ΞMeOH2+
ΞMeO-
ΞMeOH + M+n
→
←
+ H+
ΞMeOM+n-1 + H+
( ΞMeO) M+n-2 + 2H+
2 ΞMeOH + M+n →
2
←
ΞMeOH + M+n + H2O →
ΞMeOMOH+n-2
←
→
←
→
L ←
ΞMeOH + L-
2 ΞMeOH +
ΞMeL + OH( ΞMe)
ΞMeOH + L- + M+n
ΞMeOH + L- + M+n
→
←
→
←
+ + 2OHL
2
ΞMeLM+n + OH-
ΞMeOML+n-2 + H+
Adsorción de Glifosato y AMPA
sobre óxidos de hierro (III)
3.0
Isotermas de adsorción de PMG sobre goetita
A 3<pH < 9. Las líneas sólidas corresponden al
modelo de Langmuir
2.0
2
mol PMG ads/m goethite
2.5
1.5
1.0
3.0
0.5
0
200
400
600
800
1000
PMG, mol/L
Isotermas de adsorción de AMPA sobre
goetita AColpH
3,2 5, 7, 9. Las líneas solidas
1 vs Col
Col 4 vs Col 5
corresponden
Col 7 vs Col 8al modelo de Langmuir
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
B. C.
x column
2 vsBarja,
y column M.
2
x column 3 vs y column 3
x column 4 vs y column 4
2.0
2
0.0
mol AMPA ads/m goethite
2.5
1.5
1.0
0.5
0.0
0
200
400
AMPA, mol/L
dos Santos Afonso 2005. Environ. Sci. Technol. 39, 585-592
600
800
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
Curvas de movilidad electroforética a
recubrimiento constante de □: 0; ■: 0.4;
●:0.8; ♦:1.3; ▲: 1.7 mol de PMG/m2
B. C. Barja, M. dos Santos Afonso 2005. Environ. Sci. Technol. 39, 585-592
Adsorción de glifosato sobre
montmorillonita
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
G. A. Khoury, T. C. Gehris, L. Tribe, R. M. Torres Sánchez, M dos Santos Afonso, 2010.
Applied Clay Science 50, 167–175
DRX de montmorillonita con diferentes contenidos iniciales
de glifosato a A: pH 2 y B: pH=4.
XPS de montmorillonita con glifosato a B: pH 2.3 y
C: pH=5.6
G. A. Khoury, T. C. Gehris, L. Tribe, R. M. Torres Sánchez, M dos Santos Afonso, 2010. Applied Clay Science 50, 167–175
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
Las líneas sólidas fueron calculadas utilizando el
modelo de Langmuir
Goetita: ■
Suelo Cerro Azul Misiones: ♦
Suelo Navaja Corrientes ▲
Suelo Chalten Santa Cruz ■
Caolinita ●
Montmorillonita ●
Illita ■
R.C. Pessagno, R. M. Torres Sanchez, M. dos Santos Afonso, 2008. Environ. Pollution 153, 53-59
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
Adsorption of picloram herbicide on iron oxide pillared
montmorillonite
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
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.
Biosorción of Cu(II), Zn(II), Cd(II) and Pb(II) por biomasa muerta
Cu(II)
Pb(II)
Zn(II)
Cd(II)
Cu(II)
Pb(II)
Cd(II)
Zn(II)
green alga Ulva lactuca
red alga Gimnogongrus torulosus
M. M. Areco, S. Hanela, J. Duran y M. dos Santos Afonso, 2012.
Hazmat, 213, 123-132
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
Pb(II)
Cu(II)
Cd(II)
Cu(II)
Zn(II)
Cd(II)
Pb(II)
Zn(II)
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,
M. M. Areco, S. Hanela, J. Duran y M. dos Santos Afonso, 2012. Hazmat,
213, 123-132
M. M. Areco y M. dos Santos Afonso, 2010.Colloids and Surfaces B:
Biointerfaces, 81, 620-628,
Cd(II)
green alga Ulva lactuca
M. M. Areco, S. Hanela, J. Duran y M. dos Santos Afonso, 2012.
Hazmat, 213, 123-132
Pb(II)
Breakthrough point
green alga Ulva lactuca
M. M. Areco, S. Hanela, J. Duran y M. dos Santos Afonso, 2012.
Hazmat, 213, 123-132
Breakthrough point
Co-adsorción de cobre y glifosato
sobre biomasa
4
1.0
-1
q (mmol sorbate*g alga )
qCu or PMG (mmol/g algae)
A
0.8
0.6
0.4
0.2
3
2
1
0
0.0
0
2
4
6
8
10
12
Ceq Cu or PMG (mM)
green alga Ulva lactuca
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
0
1
2
3
4
5
6
7
Ceq. Cu or PMG (mM)
8
9
10
Agradecimientos
ANPCyT-FONCyT-CONICET-UBA
A los co-autores de los trabajos
A los organizadores de SAASA