Adsorción de arsénico y antimonio en soluciones acuosas mediante aplicación de biomasa lignocelulósica de cáscara de cacao - Sánchez Chica, Yesenia Lissette (Machala : Universidad Técnica de Machala, 2018)
The objective of this research was to determine the capacity of adsorption using the cocoa shell, as an adsorbent material, for two metalloids such as Antimony Sb (III) and Arsenic As (III). The cultivation of cocoa is one of the main economic activities of the province of El Oro. The cocoa husk is a residue that is obtained after the harvest of cocoa which can be exploited by the ease of obtaining it and by the large quantities of waste that causes, since the farmer uses the cocoa beans from this fruit, the rest is discarded in the plantation soil causing the contamination to increase more; In our country there is a lot of pollution in water sources, so we have started to look for new sources to minimize pollution levels, taking advantage of this way these cocoa residues for the adsorption of metals in water, since this waste is due to Its components such as cellulose, hemicellulose and lignocellulose favor the adsorption of heavy metals. The characterization of the material consisted in the determination of the potential of zero charge, morphological and compositional analysis by means of scanning electron microscopy (SEM) coupled to X-ray diffraction, and infrared spectroscopy (FTIR). Within the parameters that were used for the evaluation in the process of adsorption of the metalloids, we performed: pH study, equilibrium studies and adsorption kinetics. The determination of the zero charge potential of the cocoa shell was obtained, obtaining as a result that the equilibrium point is of pH 6.90; later To this analysis a pH study was carried out, where the optimum pH was established, which produces a higher percentage of adsorption for the metalloids Sb (III) and As (III), thus, tests were carried out at different pHs for each metal, with solutions of concentration of 50 ppm of Sb (III) and As (III), and at pHs of 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8, 10, they were made in triplicate, and it was determined that the highest percentage of adsorption of Sb (III) is carried out at pH 8 and for As (III) it was at pH 5. Once the optimum pH of both metalloids was obtained, we proceeded to perform analysis for the construction of isothermal curves and adsorption kinetics. The capacity of adsorption in all the analyzes was represented through isotherms and was better adjusted to the mathematical model of Langmuir with a maximum capacity of adsorption (qmax) of 168.88 mg / g and a correlation coefficient R2 = 0.97503 for Sb (III), while for As (III) a qmax of 65.16 mg / g and a correlation coefficient R2 = 0.90082 was obtained; and for the kinetic adjustment gave favorable results with the Pseudo first order model qmax: 53.084 and correlation coefficient R2: 0.93 for Sb (III), and for As (III) a qmax of 43.2277 with a correlation coefficient R2: 0.84 This experimental research work revealed that the cocoa husk is an efficient material for the adsorption process of Sb (III) and As (III), thus minimizing the environmental pollution caused by them.
El presente trabajo de investigación tuvo como objetivo determinar la capacidad de adsorción usando la cáscara de theobroma cacao, como material adsorbente, para dos metaloides tales como Antimonio Sb(III) y Arsénico As(III). El cultivo del cacao es una de las principales actividades económicas de la provincia de El Oro. La cáscara de cacao es un residuo que se obtiene después de la cosecha del cacao la cual puede ser aprovechable por la facilidad de su obtención y por las grandes cantidades de residuos que provoca, ya que el agricultor usa de este fruto los granos del cacao, el resto se desecha en el suelo de plantación provocando se incremente más la contaminación; en nuestro país existe mucha contaminación en las fuentes hídricas, por lo que se ha empezado a buscar nuevas fuentes para minimizar los niveles de contaminación, aprovechando de esta manera estos residuos de cacao para la adsorción de metales en el agua, ya que este residuo debido a sus componentes tales como celulosa, hemicelulosa y lignocelulosa favorecen la adsorción de metales pesados. La caracterización del material consistió en la determinación del potencial de carga cero, análisis morfológico y composicional mediante microscopía electrónica de barrida (SEM) acoplada a difracción de rayos X, y espectroscopía infraroja (FTIR). Dentro de los parámetros que se usaron para la evaluación en el proceso de adsorción de los metaloides, se realizó: estudio de pH, estudios de equilibrio y cinética de adsorción. Se realizó la determinación del potencial de carga cero de la cascara de cacao, obteniendo como como resultado que el punto de equilibrio es de pH 6,90; posterior a este análisis se realizó un estudio de pH, donde se estableció el pH óptimo que produce mayor porcentaje de adsorción para los metaloides Sb(III) y As(III), así, se realizaron ensayos a distintos pHs para cada metal, con soluciones de concentración de 50 ppm de Sb(III) y As(III), y a pHs de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 8,10, las mismas se hicieron por triplicado, y se determinó que el mayor porcentaje de adsorción de Sb(III) es llevado a cabo a pH 8 y para el As(III) fue a pH 5. Una vez obtenido el pH óptimo de ambos metaloides, se procedió a realizar análisis para la construcción de curvas isotermas y cinética de adsorción. La capacidad de adsorción en todos los análisis fueron representadas a través de isotermas y se ajustaron mejor al modelo matemático de Langmuir con una capacidad máxima de adsorción (qmax) de 168,88 mg/g y un coeficiente de correlación R2 = 0,97503 para Sb(III), mientras que para As(III) se obtuvo una qmax de 65,16 mg/g y un coeficiente de correlación R2 = 0,90082; y para el ajuste cinético dio resultados favorables con el modelo de Pseudo primer orden qmax: 53,084 y coeficiente de correlación R2 : 0,93 para Sb(III), y para As(III) una qmax de 43,2277 con un coeficiente de correlación R2 :0,84 Este trabajo de investigación experimental dio a conocer que la cáscara de cacao es un material eficiente para el proceso de adsorción de Sb(III) y As(III), logrando de esta manera minimizar la contaminación ambiental causada por los mismos.
Keywords: SB(III); AS(III); CINETICA; ESTUDIO DE EQUILIBRIO; ADSORCION; CASCARA DE CACAO