Universidad de Concepción Facultad de Ingeniería Departamento Ingeniería Civil Química Laboratorio de Procesos Químicos II “Cinética de decoloración de efluentes industriales mediante radiación UV” Integrantes: Profesor responsable: Ximena García Ayudante: Anamary Pompa Lunes 28 de septiembre del 2020 Sumario Se propone un estudio cinético de la reacción ocurrida en la decoloración de un efluente con presencia de azul de metileno utilizando la técnica analítica de espectrofotometría UV-Visible basado en la ley de Lambert-Beer. 2 Índice 1. Nomenclatura ................................................................................................................ 4 2. Introducción ................................................................................................................... 5 2.1 Objetivo general ....................................................................................................... 5 2.2 Objetivos específicos................................................................................................ 5 3. Marco teórico ................................................................................................................. 6 3.1 Mecanismo de reacción: Fotooxidación .................................................................... 6 3.2 Espectrofotometría ................................................................................................... 6 3.3 Cinética Química ...................................................................................................... 8 3.3.1 Velocidad de Reacción ...................................................................................... 8 3.3.2 Ley de velocidad ................................................................................................ 8 3.3.3 Constante de la velocidad de reacción............................................................... 8 4. Metodología ................................................................................................................... 9 4.1 Equipo y materiales de trabajo ................................................................................. 9 4.2 Procedimiento operacional ....................................................................................... 9 4.2.1 Calibración del equipo...................................................................................... 10 4.2.2 Preparación de solución madre y soluciones a distintas concentraciones ........ 10 4.2.3 Barrido espectral para determinar longitud de onda optima y curva de calibración ................................................................................................................ 10 4.2.4 Seguimiento de la concentración en la reacción .............................................. 11 5. Tratamiento de datos ................................................................................................... 11 5.1 Barrido espectral .................................................................................................... 11 5.2 Curva de Calibración .............................................................................................. 11 5.3 Cálculo de parámetros cinéticos ............................................................................. 11 5.3.1 Método diferencial de Análisis.......................................................................... 12 5.3.1A Método Gráfico .......................................................................................... 12 5.3.1B Método Numérico ....................................................................................... 12 5.3.1C Ajuste de Polinomios ................................................................................. 12 5.3.2 Método integral ................................................................................................ 13 5.3.3 Método de las vidas medias ............................................................................. 13 5.4 Calculo Energía de activación ............................................................................. 14 6. Resultados Esperados ................................................................................................. 14 6.1 Longitud de onda y curva de calibración................................................................. 14 6.2. Parámetros cinéticos ............................................................................................. 15 7. Bibliografía ................................................................................................................... 16 3 Anexo 1. Seguridad y salud ocupacional ......................................................................... 18 Anexo 2. Carta Gantt ....................................................................................................... 21 1. Nomenclatura AM Azul de metileno A Absorbancia ℇ Coeficiente de Extinción Ea Energía de activación de una reacción I Intensidad de luz I0 Intensidad de luz incidente 𝑙 Distancia que cubre la muestra M Molaridad de una solución ki ,k Constantes cinéticas k' Constante cinética observada R Constante de los gases R2 Coeficiente de determinación, o correlación T Temperatura Va Volumen de alícuota tomada de la solución madre Vm Volumen de enrase de muestras α, β Ordenes de reacción a, b Coeficientes estequiométricos de una reacción A Frecuencia de Colisiones λ Longitud de onda λmax Longitud de onda de máxima absorbancia de la muestra de AM 4 2. Introducción Las industrias comúnmente generan grandes cantidades de residuos y efluentes con contaminación orgánica de difícil degradación en el ambiente. En lo referido a residuos líquidos, los tintes son los mayores contaminantes a nivel industrial (Muruganandham, 2004). En este panorama, el vertimiento de efluentes industriales que contienen compuestos organocolorados se ha convertido en un asunto de relevancia actual debido a la toxicidad para especies acuáticas, genotoxicidad y potencialidad de acumularse en los organismos (R. S. Freire, 2000). Los tratamientos de efluentes convencionales físicos y biológicos se vuelven ineficientes, ya que los compuestos generalmente utilizados en procesos de tinción y coloración presentan alta solubilidad y son escogidos para resistir condiciones ambientales sin degradarse (Aleboyeh, 2003; Muruganandham, 2004). Un proceso de foto oxidación con radiación UV y peróxido de hidrógeno tiene la capacidad de transformar compuestos orgánicos tóxicos en productos más biodegradables y menos peligrosos, mejorando la tratabilidad de los efluentes industriales (Rodriguez, T, 2008). Este proceso es muy importante, ya que al utilizar radiación UV, se puede tratar los efluentes con energía solar. Para aplicar este proceso en una escala industrial, es necesario conocer la cinética de la reacción y los factores que a influyen en ésta, para así poder diseñar un reactor donde se lleve a cabo de manera eficiente. Para esto se estudiará la cinética de foto degradación de azul de metileno, como modelo de un efluente industrial coloreado, en un reactor discontinuo siguiendo el avance de la reacción mediante absorbancias de muestras utilizando el espectrofotómetro. 2.1 Objetivo general Estudiar la cinética de fotodegradación de azul de metileno, como modelo de un efluente industrial coloreado, mediante oxidación avanzada. 2.2 Objetivos específicos Estudiar y analizar la eliminación de azul de metileno (C16H18ClN3S 3H2O) desde agua residual mediante oxidación avanzada estimulada por la aplicación de radiación ultravioleta usando peróxido de hidrógeno (H2O2). Comprobar la reducción de la concentración del azul de metileno en la solución. Diseñar un procedimiento experimental para determinar la cinética de la reacción. Derivar la ley de velocidad de reacción los parámetros cinéticos (orden, coeficiente cinético, energía de activación). Aplicar la espectrofotometría como técnica analítica. 5 Decidir qué métodos pueden ser utilizados para la determinación de los parámetros cinéticos. 3. Marco teórico 3.1 Fotooxidación En vista de que se trabaja el azul de metileno como un residuo recalcitrante, una solución sencilla y eficiente para su tratamiento es a través de oxidación avanzada o fotooxidación, utilizando peróxido de hidrogeno. Donde la participación de las ondas UV en el proceso, es romper los enlaces O-O del peróxido, con tal de formar radicales OH•, tal como se ve en esta reacción: H2 O2 + ℎ𝜈 → 2OH • Se destaca que esta reacción es posible sólo si las longitudes de onda (λ) son menores a 300 nm. Como los radicales OH• son altamente muy reactivos, debido a su elevado potencial de oxidación, desencadenan una serie de reacciones químicas para degradar el AM, un compuesto complejo, en moléculas más sencillas. Notar que la degradación del azul de metileno solo es posible con la participación en conjunto del peróxido de hidrogeno y los rayos UV, dado que cada elemento de esta combinación por sí solos no puede formar radicales OH•, por tanto, la combinación de H2O2/UV es necesaria (Fawzi Banat, 2005). 3.2 Espectrofotometría La espectrofotometría es una técnica analítica que permite determinar la concentración de un compuesto en solución. Se basa en que las moléculas absorben la radiación electromagnética, y a su vez la concentración de la solución se relaciona de forma lineal con la cantidad de luz absorbida. Para realizar este tipo de mediciones se emplea un espectrofotómetro, en el que se puede seleccionar la longitud de onda de luz que pasa por una solución y medir la cantidad de luz absorbida por la misma. Para la espectrofotometría UV-Visible se utiliza la radiación del espectro electromagnético cuya longitud de onda está comprendida entre los 100 y 800 nm. Los compuestos orgánicos, como el azul de metileno, absorben luz en las regiones del espectro electromagnético visible o ultravioleta. Transmitancia y absorbancia Cuando un rayo de luz de una determinada longitud de onda de intensidad 𝐼 incide perpendicularmente sobre una disolución de un compuesto químico que absorbe luz, se tienen 2 definiciones importantes: 6 Transmitancia (T): corresponde a la cantidad de luz transmitida a través de una solución, y relaciona la energía de la luz transmitida a través de una solución problema 𝐼 y la energía transmitida a través de una solución de referencia 𝐼0 . 𝐼 𝑇 = (1) 𝐼0 𝐼 𝑥100 𝐼0 Absorbancia (A): indica la cantidad de luz absorbida por la solución, y se define como el logaritmo de 1/T, en consecuencia, se tiene: %𝑇 = 1 𝑨 = log ( ) = −log(𝑇) (2) 𝑇 La cantidad de luz absorbida dependerá de la distancia que atraviesa la luz a través de la solución del AM y de la concentración de éste. Ley de Lambert-Beer Esta ley expresa la relación entre absorbancia de luz monocromática (de longitud de onda fija) y concentración de un cromóforo en solución: 𝑨 = −𝑙𝑜𝑔 𝐼 = ℇ ∗ 𝐶 ∗ 𝑙 (3) 𝐼0 Donde A es la absorbancia, I es la energía de la luz a través de la solución problema, I0 es la energía de la luz de referencia, ℇ el coeficiente de extinción en [M-1cm-1]. C es la concentración de la muestra en [M] y 𝑙 es la distancia que cubre la muestra [cm]. La Ley de Beer afirma que la luz que emana una muestra puede disminuir debido a tres fenómenos de la física: El número de materiales de absorción en su trayectoria (concentración). Las distancias que la luz debe recorrer a través de la muestra (distancia). Las probabilidades de que el fotón de esa amplitud particular de onda pueda absorberse por el material (coeficiente de extinción). Ésta se cumple para soluciones diluidas, ya que, para valores de concentración muy altos, el coeficiente de extinción varía con la concentración, debido a fenómenos de dispersión de la luz, agregación de moléculas y cambios del medio. 7 3.3 Cinética Química Corresponde a la rama de la fisicoquímica que se encarga del estudio de la velocidad con que se da una reacción y los factores que afectan a dicha velocidad. Su estudio es netamente empírico y experimental, dado que no puede observarse directamente el desarrollo de una reacción. Sin embargo, con la manipulación de parámetros establecidos, como concentraciones y temperaturas, es posible predecir el comportamiento microscópico de la reacción con mucha certeza, estableciendo así un mecanismo de reacción específico. 3.3.1 Velocidad de Reacción La velocidad de reacción de una reacción química normalmente se expresa y se determina con respecto a la velocidad de descomposición de un reactivo o la velocidad de formación de un producto. Es decir que la velocidad de reacción es igual a la velocidad de crecimiento o descomposición de la concentración del componente a analizar con respecto al tiempo (Avery.H.E, 1982). 3.3.2 Ley de velocidad La velocidad de reacción depende estrechamente de la temperatura y la composición de los reactivos. Debido a esto, se generó una relación matemática conocida como la ley de velocidad o expresión cinética: 𝛽 −𝑟 = 𝑘𝐶𝐴𝛼 𝐶𝐵 (4) Ésta establece la proporcionalidad entre las concentraciones de los reactivos A y B elevados a un orden de reacción (α, β) respectivo de cada reactivo y una constante de proporcionalidad k. 3.3.3 Constante de la velocidad de reacción El valor de k es un parámetro cinético que se determina experimentalmente y es función de la temperatura. Es posible calcularlo a través de la relación de Arrhenius como: −𝐸𝑎 𝑘 = 𝐴 exp ( ) (5) 𝑅𝑇 donde A = factor preexponencial o factor de frecuencia, E = Energía de activación en J/mol o cal/mol, R = constante de los gases, T = Temperatura Absoluta en K (Fogler, 2008). Existen diversos métodos que nos permiten conocer el valor de los parámetros involucrados en el modelamiento matemático de la velocidad de reacción, en particular para conocer ese orden, dentro de los cuales destacamos el método integral, diferencial y vida media para reacciones que ocurren en reactores batch. 8 4. Metodología 4.1 Equipo y materiales de trabajo Se hará uso del espectrofotómetro Thermo Spectronic Genesys 20 para las mediciones de absorbancia. El rango de medición del dispositivo es 350 - 1100 nm y posee un soporte de cubetas de 10 mm [1]. Figura 1. Espectrofotómetro: Thermo Spectronic Genesys 20 (Extraído de I.C.T, S.L) Materiales: Reactor equipado con lámpara UV y un tubo concéntrico interior de cuarzo. Unidad termostática. Balanza digital. Agitador magnético. Termómetro. Micropipeta. Jeringa. Vasos precipitados. Tubos de ensayos (21). Matraces aforados (seis de 5 mL y uno de 1000 mL). Reactivos: Azul de metileno (sólido). Peróxido de hidrogeno (30% volumen). 4.2 Procedimiento operacional Diseño experimental Variables manipulables: concentración de azul de metileno, concentración de peróxido de hidrogeno, temperatura. Variables medidas: absorbancia, concentración de azul de metileno y tiempo de reacción. 9 Figura 2. Diagrama del experimento 4.2.1 Calibración del equipo Antes de utilizar el espectrofotómetro para las mediciones, es necesario calibrar o establecer la línea de 0% de absorción para un buen funcionamiento del equipo. Se hará un barrido espectral, en todo el rango de medición del equipo, para el agua destilada. 4.2.2 Preparación de solución madre y soluciones a distintas concentraciones Se preparará una solución con una concentración de 10 ppm (0.01 [g/L]), pesando 0.01 [g] de azul de metileno y diluyendo en un matraz aforado de 1 [L] con agua destilada. A partir de esta solución madre, se prepararán otras 6 soluciones a distintas concentraciones. Luego se depositan en distintos matraces aforados de 5 ml, en volúmenes de 5 [mL], 4 [mL], 3 [mL], 2 [mL], 1 [mL] y 0.5 [mL] de la solución inicial y se enrasarán con agua destilada. 4.2.3 Barrido espectral para determinar longitud de onda optima y curva de calibración Introduciendo una muestra de la solución madre en el espectrofotómetro, se realizará la medición de la absorbancia en todo el rango espectral del equipo. La longitud de onda (λmax), donde el valor de la absorbancia sea máximo, será el que se utilizará para el resto de las mediciones. La construcción de la curva de calibración se hará en base a las mediciones de las 6 soluciones hijas. Para ello, se mide del valor de absorbancia de cada solución introduciendo las muestras correspondientes en el espectrofotómetro y trabajando en la longitud de onda que se determinó anteriormente. A partir de los datos obtenidos se elaborará la curva de calibración en un gráfico de absorbancia en función de la concentración. 10 4.2.4 Seguimiento de la concentración en la reacción Se llevará a cabo la decoloración de azul de metileno en un reactor tipo batch con camisa térmica, donde circula agua a una temperatura fija (30°C). Se introducirá la solución madre de azul de metileno y 2 [mL] de peróxido de hidrogeno, a concentración conocida al reactor y se extraerá la primera muestra del reactor utilizando una jeringa (3 [mL] serán suficientes). Encendiendo la luz ultravioleta e iniciando la agitación, comenzará la reacción y a partir de este punto, cada 1 minuto se retirará una muestra durante 20 minutos. Cada muestra será depositada en un tubo de ensayo distinto. Se deberá procurar que la temperatura esté siempre en el valor deseado con la ayuda del termómetro. En el espectrómetro se medirá la absorbancia de cada muestra con respecto al tiempo, y haciendo uso de la curva de calibración se extrapolará la concentración con respecto al tiempo. Se repetirá el proceso para las temperaturas de 45ºC y 60ºC. Adicionalmente, para estudiar el efecto de la concentración de azul de metileno en la reacción, se prepararán soluciones de azul de metileno a distintas concentraciones (20 ppm y 40 ppm). En total, el experimento se deberá repetir 9 veces. 5. Tratamiento de datos 5.1 Barrido espectral Mediante lo establecido en la literatura se establecerá la longitud de onda que entrega la mayor absorbancia para la solución de azul de metileno, y con dicho dato se configurará el espectrofotómetro. 5.2 Curva de Calibración Con los datos de absorbancia obtenidos del espectrofotómetro, para cada una de las 6 soluciones de azul de metileno con agua, se procederá a realizar una gráfica en la cual el eje x corresponderá a la concentración y en el eje y se tendrá el valor de la absorbancia para cada una de las disoluciones. 5.3 Cálculo de parámetros cinéticos La reacción por estudiar en el reactor batch isotérmico es: 𝑎 𝐴 + 𝑏𝐵 → 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜𝑠, donde A correspondería a azul de metileno, B a peróxido de hidrogeno y la velocidad de la reacción sería: −𝑟𝐴 = 𝑘𝐶𝐴 𝛼 𝐶𝐵 𝛽 = 𝑑𝐶𝐴 (6) 𝑑𝑡 Siendo α y β desconocidos. 11 Como B estará en exceso, para que 𝐶𝐵 permanezca prácticamente constante durante el curso de la reacción, la expresión anterior se puede simplificar en: −𝑟𝐴 = 𝑘 ′ 𝐶𝐴 𝛼 = 𝑑𝐶𝐴 (7) 𝑑𝑡 𝑘 ′ = 𝑘𝐶𝐵 𝛽 ≈ 𝑘𝐶𝐵0 𝛽 Donde: Y en vista de que los datos que se obtienen son de tiempo y velocidad de reacción, para encontrar los parámetros cinéticos, se postulan los siguientes métodos: 5.3.1 Método diferencial de Análisis Se construye un gráfico que relaciona Para obtener la derivada − 𝑑𝐶𝐴 𝑑𝑡 𝑑𝐶𝐴 contra la concentración de reactivo 𝐶𝐴 . 𝑑𝑡 usada en esta gráfica, existen tres métodos para determinarla, estos métodos son: Diferenciación gráfica Fórmulas de diferenciación numérica Diferenciación ajustando un polinomio 5.3.1A Método Gráfico El método gráfico considera graficar − ∆𝐶𝐴 ∆𝑡 en función de t y después se emplea la diferenciación por áreas iguales para obtener − 𝑑𝐶𝐴 𝑑𝑡 . 5.3.1B Método Numérico Las fórmulas de diferenciación numérica pueden emplearse cuando los datos en la variable independiente están espaciados de una manera uniforme, tal como: 𝑡1 − 𝑡0 = 𝑡2 − 𝑡1 = ∆𝑡 Y estas fórmulas, se diferencian para los siguientes 3 puntos: 𝑑𝐶 Punto inicial: ( 𝑑𝑡𝐴) 𝑡0 = −3𝐶𝐴0 +4𝐶𝐴1 −𝐶𝐴2 𝑑𝐶 Puntos interiores: ( 𝑑𝑡𝐴) = 2∆𝑡 [𝐶𝐴(𝑖+1) −𝐶𝐴(𝑖−1) ] 𝑡𝑖 𝑑𝐶 Punto final: ( 𝑑𝑡𝐴 ) 𝑡𝑛 = (8) 2∆𝑡 (9) 𝐶𝐴(𝑛−3) −4𝐶𝐴(𝑛−1) +3𝐶𝐴𝑛 2∆𝑡 (10) 5.3.1C Ajuste de Polinomios Otra técnica para diferenciar los datos es ajustar primero los datos de concentración-tiempo a un polinomio de orden “n”: 12 𝐶𝐴 = 𝑎0 + 𝑎1 𝑡 + 𝑎2 𝑡 2 + … + 𝑎𝑛 𝑡 𝑛 (11) Diferenciando en función del tiempo se tiene la forma: 𝑑𝐶𝐴 = 𝑎1 + 2𝑎2 𝑡1 + 3𝑎3 𝑡 2 + … + 𝑛𝑎𝑛 𝑡 𝑛−1 (12) 𝑑𝑡 Así, en cualquier instante t se conocen tanto la concentración como la velocidad de cambio de la concentración. Por último, utilizando cualquiera de estos métodos se puede elaborar una tabla de tiempo vs concentración vs derivada, para después graficar los datos en función logarítmica en Excel, obteniendo una recta linealizada de ln (− dCA dt ) en función del ln CA : ln (− dCA ) = ln k + α ln CA (13) dt Por tanto, el orden de la reacción y el logaritmo neperiano constante k corresponderán a la pendiente y al intercepto de dicha recta, respectivamente (Fogler,2008). 5.3.2 Método integral Para determinar el orden de reacción por el método integral, se supone el orden de reacción y se integra la ecuación diferencial empleada para modelar el sistema intermitente. Si el orden que se asumió es correcto, la gráfica apropiada (determinada a partir de la integración) de los datos de concentración-tiempo debería ser lineal con R2 ≈ 1. Luego el valor de la constante se calcula despejando la ecuación de velocidad con el orden correcto de la reacción. 5.3.3 Método de las vidas medias Recordando que la velocidad de la reacción es: − 𝑑𝐶𝐴 = −𝑟𝐴 = 𝑘𝐶𝐴 𝛼 𝑑𝑡 Integrando con la condición inicial CA = CA0 cuando t = 0, se encuentra que: 𝑡= 1 1 1 ( 𝛼−1 − ) (14) 𝑘(𝑎 − 1) 𝐶𝐴 𝐶𝐴0 𝛼 = 𝑘𝐶 𝐴0 1 𝛼−1 (𝑎−1) 𝐶 (( 𝐶𝐴0 ) 𝐴 𝑎−1 − 1) La vida media se define como el tiempo necesario para que la concentración disminuya a la mitad de su valor inicial; esto es: 13 𝑡 = 𝑡1 cuando 2 1 𝐶𝐴 = 2 𝐶𝐴𝑂 Sustituyendo CA en la ecuación (14) nos da: 𝑡1⁄ = 2 2𝛼−1 − 1 1 ⋅ ( 𝛼−1 ) (15) 𝑘(𝛼 − 1) 𝐶𝐴𝑂 Tomando el logaritmo natural de la ecuación anterior: 𝑙𝑛𝑡1⁄ = 𝑙𝑛 2 2𝛼−1 − 1 + (1 − 𝑎)𝑙𝑛𝐶𝐴𝑂 (16) 𝑘(𝛼 − 1) Vemos que la pendiente de la gráfica de 𝑙𝑛𝑡1⁄ en función de lnCAO es igual a 2 (1 − 𝑎). Luego despejando, se obtiene el orden de la reacción, y por consiguiente, reemplazando el dato obtenido en la ecuación (15), se obtiene la constante k (Fogler, 2008). 5.4 Calculo Energía de activación Finalmente, obtenido todos los parámetros cinéticos se calculará la energía de activación aplicando logaritmo neperiano a la ecuación de Arrhenius: −𝐸𝑎 1 𝑙𝑛 𝑘 = ( ) ( ) + 𝑙𝑛 𝐴 (17) 𝑅 𝑇 Restando la ecuación anterior para dos casos distintos: (T1, k1) y (T2, k2), se deduce la siguiente expresión: 𝑘1 −𝐸𝑎 1 1 ln ( ) = ( − ) (18) 𝑘2 𝑅 𝑇1 𝑇2 Donde R= 0,08205746 atm L/(mol K). 6. Resultados Esperados 6.1 Longitud de onda y curva de calibración La longitud de onda encontrada en literatura para llevar a cabo un adecuado análisis se encontró entre 660-670 nm, y se espera que la longitud de onda máxima sea cercana a 665 nm. Con dicho valor de λmax se realizará la curva de calibración, la cual debería ser como la presentada a continuación: 14 Absorbancia Curva de calibración (teorica) Concentración (mg/L) Figura 3. Curva de calibración 6.2. Parámetros cinéticos En primer lugar, al ser la descomposición de un reactivo se espera el siguiente gráfico de concentración vs tiempo, el cual se utiliza tanto para el método grafico como en el ajuste de polinomios (método diferencial). Concentración (mol/L) Grafico Principal para metodo diferencial Tiempo (min) Figura 4. Descomposición de AM en el tiempo Usando tanto el método integral como diferencial, se espera que la gráfica de la función linealizada, según corresponda, tenga pendiente igual a 1, por tanto, se llega a que el orden de reacción será uno. 15 ln(Ca0/Ca) // dCa/dt Gráfico para orden 1 (teórico) ln(Ca) // Tiempo (min) Figura 5. Función linealizada. Al esperar una reacción de primer orden, el método de vidas medias no es aplicable a la reacción estudiada debido a la indeterminación que presenta en la ecuación 14. Por su parte, el efecto que tiene la concentración de AM en el proceso debería demostrar que, a mayor cantidad, mayor será el tiempo de degradación (Fawzi Banat, 2005). Finalmente, el efecto que tiene la temperatura en el proceso está estrechamente ligada a la ecuación de Arrhenius, donde el aumento de la temperatura tendrá directa implicancia en el crecimiento exponencial de la constante de proporcionalidad (k), y, por ende, en la velocidad de redacción. 7. Bibliografía Aleboyeh, A., Aleboyeh, H., Moussa, Y., “‘‘Critical’’ effect of hydrogen peroxide in photochemical oxidative decolorization of dyes: Acid Orange 8, Acid Blue 74 and Methyl Orange”, Dyes and Pigments, 57, 67–75, (2003). Avery, H. E. Cinética química básica y mecanismos de reacción. Barcelona: Editorial Reverté, p. 10, (1982). Espectrofotómetro visible GENESYS™ 20, Thermo Scientific. características del equipo. http://www.ictsl.net/productos/aparatos/0000009f3a131b89f.html Fawzi Banat, Sameer Al-Asheh, Ma'moun Al-Rawashdeh, Mohammad Nusair. “Photodegradation of methylene blue dye by the UV/H 2O2 and UV/acetone oxidation processes” (2005) Muruganandham, M., Swaminathan, M., “Photochemical oxidation of reactive azo dye with UV- H2O2 process”, Dyes and Pigments, 62, 269–275 (2004). 16 R. S. Freire, R. Pelegrine, L. F. Kubota, N. Duran. “Novas Tendências para o Tratamento de Resíduos Industriais Contendo Espécies Organocloradas”. Química Nova. Vol. 23, 504-511, (2000). Rodriguez, T., Botelho, D., & Cleto, E. (2008). Treatment of industrial effluents of recalcitrant nature using ozone, hydrogen peroxide and ultraviolet radiation. Revista Facultad de Ingeniería Universidad de Antioquia, (46), 2438. Scott Fogler, H., Elements of Chemical Reaction Engineering, Prentice Hall International Ed., New Jersey, USA, 4a Edicion (2008). 17 Anexo 1. Seguridad y salud ocupacional Los principales riesgos que se tienen durante el proceso son posibles cortes en caso de rotura del material de vidrio, quemaduras al usar una temperatura muy elevada en la camisa térmica y los peligros de los reactivos utilizados señalados a continuación: Azul de metileno Nombre químico 3,7-bis (dimetilamino) Cloruro de fenazationio Cloruro de tetrametiltionina Formula química C16H18N3ClS Masa Molecular 319,85 g/mol 1.757g/cm³ Densidad 100 °C Punto de fusión Punto de ebullición Se descompone Peligros Azul de metileno NCh 382 Tóxico NCh 2190 Toxicidad aguda, categoría 4. Sistema globalmente armonizado (SGA): 18 NFPA 704 (NCh 1411) Recomendaciones Evitar contacto con la piel y es nocivo en caso de ingestión. Peróxido de hidrógeno Fórmula química Masa molecular H2O2 34.014 g/mol 1.40g/cm³ Densidad Punto de fusión Punto de ebullición Viscosidad Acidez Peligros Agua Oxigenada NCh 382 -0.4 °C 150.2 °C 1.245 cP a 20°C 11.65 Poderoso oxidante que puede causar combustión espontánea cuando entra en contacto con materia orgánica o algunos metales. Puede causar irritación cutánea y ocular. Al inhalar el producto puede causar nauseas, vómito y tos. Comburente (oxidante) 19 Corrosivo (Riesgo secundario) NCh 2190 - Liquido comburente, categoría 1. - Corrosivo Sistema globalmente armonizado (SGA): - Toxico NFPA 704 (NCh 1411) Riesgos a largo plazo Medidas de protección Radiación UV Quemaduras de piel Eritemas Cáncer a la piel Daño acular Debilitación del sistema inmunológico Envejecimiento prematuro de la piel Utilizar pantallas faciales o gafas de seguridad específicamente diseñadas para proteger frente a estos riesgos (Norma europea EN170). Existen en diferentes colores (claro, amarillo, gris) de acuerdo con la protección ofrecida por longitud de onda. 20 Para evitar contacto con los ojos se mantiene el reactor envuelto en papel aluminio. 21
