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Adsorción de arsénico y antimonio en soluciones acuosas mediante aplicación de biomasa lignocelulósica de cáscara de cacao

Abstract:

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.