Aplicación de la ecuación Dubinin- Radushkevich-Kaganer en la adsorción de Catecol, Resorcinol e Hidroquinona desde soluciones acuosas sobre carbón activado

Aplication of the Dubinin- Radushkevich-Kaganer equation in the Catechol, Resorcinol and Hidroquinone adsorption formAqueous solutions on Activated carbon

Se estudia el proceso de adsorción de fenol, catecol, resorcinol e hidroquinona sobre carbón activado desde solución acuosa por medio de isotermas de adsorción y entalpías de inmersión del carbón activado en soluciones acuosas de los compuestos fenólicos a diferentes concentraciones. 

El modelo de Dubinin-Radushkevich- Kaganer se utiliza para calcular las cantidades máximas adsorbidas, XmDRK, con valores entre 230 y 509 mgg-1 y las energías características de adsorción, Es, con valores entre –16,96 y –21,35 kJmol^-1. 

El comportamiento que siguen los resultados de la entalpía de inmersión en función de la concentración es similar al de la isoterma de adsorción, y permite calcular la entalpía máxima de inmersión, ΔHim-máx, con valores entre –8,89 y 15,83 kJmol^-1. 

Se calculan las contribuciones entálpicas y entrópicas a la energía del proceso de adsorción de los compuestos fenólicos hidroxilados en solución acuosa sobre carbón activado, y se encuentra que la contribución entálpica es mayor para fenol, catecol e hidroquinona, en tanto que para resorcinol es mayor la contribución entrópica.

INTRODUCCIÓN

El fenol y sus derivados como catecol, resorcinol e hidroquinona se emplean como intermediarios en la industria y la agricultura (1); como ejemplos de esto se puede decir que el catecol se usa para producir aditivos en la industria de alimentos, al igual que tinturas para el cabello, y el resorcinol para preparar colorantes y fibras sintéticas. Su presencia en aguas potables e industriales representa un serio peligro para el medio ambiente y para la salud humana. La gran mayoría delos derivados fenólicos presentan elevada toxicidad, alta demanda de oxígeno y baja biodegradabilidad, por lo cual se consideran contaminantes prioritarios y se continúa en la búsqueda de adsorbentes adecuados para retirarlos de soluciones acuosas (1-4).

Cuando el proceso de adsorción se lleva a cabo por la interacción de una solución con un adsorbente  sólido como el carbón activado, se puede definir el cambio en el potencial químico del sistema si se  conocen  las concentraciones  inicial, Co, y de equilibrio, Ce; de tal forma se tiene:

Δμ = RT1n Ce/Co

donde el potencial químico corresponde a la variación de la energía libre molar del proceso de adsorción (5).