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Objetivos: Determinar si el material silicia mesoporosa funcionalizada con Nanopartículas de Cu tiene efectos catalíticos a las condiciones estudiadas en la presente practica. Determinar un modelo cinético de la reacción estudiada.

Antecedentes

H. J. H. Fenton descubrió en 1894 que varios metales tienen unas propiedades especiales de transferencia de oxígeno que mejoran el uso de peróxido dehidrógeno. En realidad, algunos metales tienen un fuerte poder catalítico para generar radicales hidroxilo altamente reactivos (·OH). Hoy en día, la reacción de Fenton se utiliza para oxidar los contaminantes en aguas residuales tales como fenoles, formaldehído, pesticidas, productos químicos de caucho, entre otros [1].

Algunas aplicaciones de la reacción de Fenton:

Destrucción de contaminantesorgánicos.
Mejora la degradabilidad.
Remoción de DBO / DQO.
Eliminación de olor y color.

¿Cómo funciona la reacción Fenton?

El hierro y el peróxido de hidrógeno van a reaccionar juntos para generar algunos radicales hidroxilo como se muestra a continuación:

Requisitos de la reacción:

Ajuste del pH a 3-5: si el pH es demasiado alto, el hierro precipitará como Fe(OH)3 y el H2O2 se descompondráa oxígeno. Básicamente, el pH óptimo se produce entre 3 y 6.

Reacción Fenton Like

La Reacción Fenton Like es una variante de la Reacción Fenton, en la cual consiste utilizar Cu en estado basal o . Ya que, debido a la toxicidad del cobre, se le ha atribuido su potencial como catalizador para el daño oxidativo a los tejidos o compuestos de cadena larga, a través de ciclo redox entre Cu (I) y Cu(II), particularmente en presencia de H2O2, En la práctica se estudiará esta reacción, se evaluará la actividad catalítica que pudiera tener un material compuesto por Sílica mesporosa impregnada con Nanopartículas de Cu. A continuación se muestra la reacción a estudiar [2]:





Resultados

Se prepararon 4 soluciones para la curva de calibración, el punto 0 corresponde al blanco utilizado para laslecturas en el espectrofotómetro. La curva de calibración es mostrada en la Figura 1.


Figura 1.- Curva de Calibración
Se montó la reacción en un vaso de precipitados de 2 L, con concentración inicial de 4-clorofenol de 100 mg/L y 0.5 g de catalizador, con un pH de 2.8 a temperatura de 25 °C y un volumen de reacción de 1 L con agitación vigorosa.
El monitoreo de la reacción se llevó a cabomediante un espectrofotómetro, tomando las lecturas a 280 nm a diferentes intervalos de tiempo. La Figura 2 muestra los resultados obtenidos.


Figura 2.- Concentración vs tiempo

Memoria de Calculo

La Tabla 1 y 2 muestran los datos obtenidos para la curva de calibración y el monitoreo de la reacción respectivamente.

Tabla 1: datos de la curva de calibración.
A
C (mg/L)
1.0713
100
0.50272
500.25639
25
0.12563
12.5
0
0

Tabla 2: Datos experimentales.
t (min)
A
0
1.0713
5
0.9842
10
1.0082
15
1.0002
20
1.1607
25
1.0473
30
1.0408
45
1.0522
60
1.0497
75
1.0476
90
1.0446

Los datos presentados en la Figura 1 y en la Tabla fueron utilizados para obtener una ecuación mediante una regresión lineal. La ecuación (1) es el resultado de la regresión:



Una vez obtenida la ecuación de la gráfica, seprocede a despejar la variable C, que en este caso representa la concentración de 4-clorofenol en la muestra.






Una vez despejada, se obtiene la concentración a partir de los dato de absorbancia de la tabla 2, se tomara como ejemplo el segundo dato del experimento. Se tomó como ejemplo el dato a 5 min de la Tabla 2.







De esta manera de obtuvieron los datos presentados en la Figura 2.Discusión de Resultados

Se llevó a cabo una reacción Fenton Like, con un catalizador de Sílica mesoporosa funcionalizada con nanopartículas de Cu0 a condiciones acidas (pH de 2.8).
La Figura 2 muestra la concentración del 4-clorofenol a través del tiempo de reacción; en dicha figura no se presenta cambio alguno significativo en la concentración a través del tiempo.
Al iniciarse el monitoreo de la...