Estudio de adsorción de antimonio en soluciones sintéticas utilizando perlas de quitosano modificado con hierro chifer

Abstract

La presencia de metales pesados en el ciclo hidrológico, elementos potencialmente tóxico, se debe principalmente a la acción del hombre. La actividad industrial contamina este medio hasta 100 a 1000 veces más de lo que se encuentran estos metales de forma natural en la corteza terrestre. La contaminación de las aguas por metales pesados es una amenaza medioambiental importante para los seres vivos, ya que resultan tóxicos en pequeñas y grandes dosis. Debido a que resulta difícil retirar pequeñas concentraciones de metales pesados en el agua y que generan un gran impacto ambiental, este trabajo de titulación, se ha basado en la investigación científica y aplicación de la misma en el medio acuoso, de una técnica no convencional de adsorción de metales pesados por materiales naturales agrícolas e industriales; centrándose primordialmente en el antimonio, el cual resulta ser nocivo para la salud de los seres vivos, causando varias enfermedades e incluso la muerte. Aunque en un principio se lo utilizaba para tratar enfermedades como la leishmaniasis, la esquistosomiasis, la ascaridiasis, las tripanosomas y la bilharziasis, con el transcurso del tiempo y las investigaciones realizadas, se descartó el antimonio como elemento de medicamentos. Las paredes celulares de los materiales adsorbentes contienen polisacáridos, proteínas y lípidos y numerosos grupos funcionales capaces de enlazar metales pesados en la superficie de estos. Para esto se utilizó el quitosano modificado con hierro, el cual se obtiene por la desacetilación de la quitina, que a la vez es obtenida de los exoesqueletos de crustáceos como camarón y cangrejo, que son desechados de las industrias. La utilización del quitosano ha recibido gran atención en la aplicación para la adsorción de iones metálicos debido a que es un adsorbente de bajo costo, abundante y disponible en la naturaleza. El quitosano puede ser fácilmente modificado química o físicamente para obtener derivados mediante distintos procesos que pueden ser empleados para mejorar la cinética de adsorción de iones metálicos. El quitosano por lo general es modificado físicamente por medio de la preparación del polímero en distintas formas, para que sea un material adsorbente depende principalmente de la porosidad, el área superficial y el tamaño de la partícula. Las modificaciones químicas del quitosano generan propiedades nuevas y mejoradas en el polímero, mejorando así las propiedades de adsorción y la prevención de la disolución del polímero en soluciones ácidas. Ofrece un sinnúmero de posibilidades, como reticulación y reacciones de injerto de moléculas. Al ensayar con distintas concentraciones de quitosano en soluciones acuosas; y, al modificar el pH de las mismas para encontrar el más óptimo, con el que se logra mayor adsorción, se concluyó que el pH 6 es el mejor al momento de usar el quitosano modificado con hierro como adsorbente de antimonio. De esta manera se logra la isoterma de adsorción, en la cual los resultados se ajustan al modelo de Langmuir por encontrarse en una superficie homogénea y que cuando todos los sitios están ocupados, ya no es posible continuar con la adsorción, es decir, el sistema se satura. Y, la cinética de adsorción, al principio existe una adsorción de antimonio a gran velocidad, pero con el pasar del tiempo la misma disminuye y alcanza el equilibrio.