Influencia del pH sobre la adsorción en carbón activado de Cd(ii) y Ni(ii) desde soluciones acuosas

influence of the PH on the adsorption in activated carbon of Cd(ii) y Ni(ii) from aquoeous solutions

La adsorción de iones Cd(II) y Ni(II) desde soluciones acuosas sobre carbón activado se estudia con diferentes valores de pH. La adsorción de los iones se realiza en dos condiciones de pH de la solución: en la primera el pH varía en el transcurso del proceso a medida que los iones se adsorben y en la segunda el pH se mantiene fijo durante la adsorción. 

Cuando no se realiza un control en el pH de la solución se observan incrementos en la concentración de los iones hidronio que alcanzan un valor máximo alrededor de pH 4, para los dos iones, y cuyos valores son de 346 mmol mL^-1 para el caso de la adsorción de Cd(II) y de 436mmol mL^-1 para el Ni(II).

Para todos los valores de pH y las dos condiciones del proceso de adsorción se observa una mayor cantidad de Ni(II) adsorbida con valores entre 0,04 y 0,42mmol.g^-1, mientras que para el Cd(II) la máxima cantidad adsorbida es de 0,16mmol.g^-1.

El aumento de los iones hidronio en las soluciones de Cd(II) y Ni(II), en las que no se controla el valor del pH, favorece el proceso de adsorción, en tanto que al mantener un pH fijo en la solución, se obtienen adsorciones menores de los iones.

INTRODUCCIÓN

La capacidad de adsorción de un carbón activado no depende únicamente de la textura porosa o del área superficial, los grupos químicos presentes en la superficie de un carbón activado son otro factor importante en el proceso de adsorción. Debido a la presencia de heteroátomos en las capas de carbono, pueden llegar a coexistir grupos superficiales de carácter ácido y básico, que afectan el carácter hidrófobo del carbón activado (1-5). El hecho de que un carbón sea de carácter ácido o básico dependerá tanto de la concentración de grupos como de la fuerza de estos; las propiedades ácidas de la superficie de los carbones activados se presentan por la presencia de grupos carboxilos, algunos en su forma de anhídridos cíclicos, por lactonas o lactoles y por grupos hidroxilo de carácter fenólico, en tanto que una razón para el carácter básico de la superficie de los carbones activados se atribuye a electrones n de las capas grafénicas (2, 6).

La modificación química de la superficie del carbón activado es de gran interés para producir materiales con aplicaciones específicas. Este tratamiento se ha realizado principalmente por oxidación, que produce una estructura hidrofílica con un número elevado de grupos que contienen oxígeno. Los reactivos que generalmente son utilizados para la modificación de los carbones activos son: HNO₃, H₂SO₄, NaClO, KMnO₄, K₂Cr₂O₇, H₂O₂ y O₃, con lo cual se consigue que la adsorción se produzca por interacciones químicas (7-10).