ResumenSe estudió el potencial uso de un carbón activado de origen bituminoso como adsorbente de Cr(VI) en solución acuosa. Se aplicó la metodología de superficie de respuesta como herramienta para la optimización de algunas condiciones operacionales de la adsorción (temperatura, pH y la dosis de adsorbente) usando como variable de respuesta el porcentaje de remoción de Cr(VI). Se establecieron las siguientes condiciones óptimas del proceso (pH de 2, a 40°C y dosis de adsorbente de 6 g.L -1 ). En estas condiciones experimentales la eficiencia de remoción de Cr(VI) fue del 100%. El carbón activado mostró una alta capacidad de adsorción (16.53 mg.g -1 ), alcanzando el equilibrio de adsorción en menos de 60 minutos. Los parámetros termodinámicos (ΔH° = 65.05 kJ.mol -1 , ΔS° = 0.2446 kJ.mol -1 y -6.664 (a 293 K) ΔG° -11.557 (a 313 K)) indicaron la naturaleza endotérmica y espontánea del proceso. El mecanismo de adsorción de Cr(VI) fue interpretado como quimisorción con base en el alto valor de entalpia. El proceso de adsorción se ajustó a un modelo cinético de pseudo-segundo orden y al modelo de adsorción de Langmuir.
Palabras clave: adsorción; carbón activado bituminoso; metodología superficie de respuesta; Cr(VI)
AbstractThe potential application of an activated carbon, of bituminous origin, as an adsorbent of Cr(VI) in aqueous solution was studied. The response surface methodology was used as a tool to optimize some of the operating conditions of adsorption process (temperature, pH and adsorbent dose) using as a criterion Cr(VI) removal percentage (%RCr). The following optimal conditions were found: pH equaled to 2, temperature of 40°C and adsorbent dose of 6 g.L -1 . The %Rcr obtained experimentally was 100%. Activated carbon showed a high adsorption capacity (16,53 mg.g -1 ), reaching equilibrium adsorption in less than 60 minutes. The thermodynamic parameters (ΔH° = 65.05 kJ.mol -1 , ΔS° = 0.2446 kJ.mol -1 and -6.664 (at 293 K) ΔG° -11.557 (at 313 K)) indicated the endothermic and spontaneous nature of adsorption. Cr(VI) adsorption mechanism was interpreted as chemisorption on the basis of high value of enthalpy. The adsorption process followed a pseudo-second kinetic model and obeyed the Langmuir isotherm model.
INTRODUCCIÓNLa contaminación del agua con cromo, específicamente con Cr(VI), es motivo de gran preocupación debido a su aplicación en diferentes industrias, entre ellas: la galvanoplastia, el curtido del cuero, la minería, el acabado de metales, las industrias textiles (Ezechi et al., 2016). En muchos países en desarrollo, es común encontrar este tipo de empresas que operan en pequeña y mediana escala. Estas unidades pueden generar una carga de contaminación considerable que, con frecuencia, se descarga directamente al sistema hídrico sin adecuado tratamiento previo. Se ha reportado que la concentración de Cr(VI) en aguas residuales industriales puede variar entre 0.5 hasta 220 mg.L -1 (Rai et al., 2016). Solucionar el problema de la contaminación del agua causada por Cr(VI) es una tarea desafi...