Federico dos Reis Copello - Viernes 13 de abril 11:00 hs

¿Los húmicos se inflan?: Modelado y experimentación con microscopía de fuerza atómica

La materia orgánica natural tiene diversos roles clave en el medio ambiente, entre ellas la influencia sobre las propiedades mecánicas del suelo y la unión de trazas de contaminantes metálicos, lo que afecta el destino de dichas especies. La interacción de materia orgánica natural, como las sustancias húmicas (SH), con protones y cationes metálicos provoca cambios en el tamaño y en la agregación de estas sustancias, lo que afecta su comportamiento mecánico y también su capacidad para fijar contaminantes de metales pesados.

En la literatura hay diversos modelos de enlace de ligandos heterogéneos con las SH, entre ellos el modelo de Tipping (WAHM), el modelo NICA-Donnan y el modelo húmico de Estocolmo. En la búsqueda de un modelado del que se puedan sacar mayores conclusiones fisicoquímicas de estas sustancias nuestro grupo ha propuesto el modelo NICA-EPN que predice un cambio de tamaño de las sustancias húmicas a cambios de pH, debido a cambios en la carga eléctrica. A su vez, este proceso de crecimiento se encuentra combinado con un proceso de aglomeración. Estos fenómenos fueron estudiados mediante microscopía de fuerza atómica (AFM) en correlación con titulaciones potenciométricas. El análisis de la distribución estadística de alturas de partículas permite discriminar el proceso de aglomeración del de crecimiento. La aglomeración aumentó a pHs menores que 5, concordante con una disminución de la repulsión electrostática y un aumento de grupos carboxílicos protonados. En presencia de Pb (II), se observa que la aglomeración aumenta fuertemente con el aumento de la concentración de metal, que se atribuye al puenteo de partículas húmicas por los iones Pb (II). A su vez, los resultados ex-situ de AFM sugieren consistencia entre las predicciones NICA-EPN y el comportamiento experimental.