Especies oxidantes producidas por sistemas Fenton y tipo Fenton conducidos por 1,2-dihidroxibencenos.

Abstract

Las principales reacciones involucradas en los procesos de oxidación avanzada son los sistemas Fenton (Fe2+ y H2O2) y tipo Fenton (Fe3+ y H2O2). El poder oxidante de estos sistemas es causado por especies oxidantes como radicales hidroxilos (•OH), radicales superóxido/perhidroxilo (O2•-/HO2•), oxígeno singlete (1O2) y iones ferrilos (Fe4+). Ligandos de Fe3+ del tipo 1,2-dihidroxibencenos (1,2-DHBs) aumentan la reactividad de estos sistemas, principalmente por su capacidad de reducir Fe3+, promoviendo una reacción de Fenton. A la fecha no se conocen estudios que relacionen la producción de estas especies con factores como el pH del medio y el tipo de 1,2-DHBs que puedan modificar la esfera de coordinación del Fe3+. Sistematizar esta información permitirá la predicción de la capacidad oxidante de los sistemas Fenton y tipo Fenton a partir de la constitución de la esfera de coordinación. Así, se planteó como hipótesis que: “En valores de pH ácido la producción de especies oxidantes aumenta en los sistemas Fenton y tipo Fenton, disminuyendo a pH neutro o básico. Además, se propone que el tipo de especie oxidante generada depende de la naturaleza sustractora o dadora de densidad electrónica del sustituyente del 1,2-DHB. Los 1,2-DHBs con sustituyentes dadores de densidad electrónica que conducen los sistemas Fenton y tipo Fenton aumentan la proporción y velocidad de producción de las especies oxidantes en comparación a los sistemas conducidos por 1,2-DHBs con sustituyentes sustractores de densidad electrónica”. Para demostrar esta hipótesis se planteó como objetivo general analizar el efecto del pH y del sustituyente de los 1,2-DHBs sobre la esfera de coordinación, y la influencia de estos factores sobre la producción de especies oxidantes. Para esto se realizaron estudios espectrofotométricos de los complejos férricos formados por los 1,2-DHBs, la reducción de Fe3+ y la producción de las especies oxidantes por los sistemas Fenton y tipo Fenton en sistemas conducidos por 1,2-DHBs. Los resultados revelan que la reducción de Fe3+ está relacionada con la presencia de monocomplejos a pH ácidos. Por otro lado, lo observado a pH ácido muestra que la producción de radicales •OH en sistemas Fenton está relacionada a la reducción de Fe3+, mientras que en sistemas tipo Fenton está relacionada a una ruta que involucra la formación de un peroxocomplejo y a otra que implica la reducción de Fe3+ dependiendo del tipo de sustituyente en los 1,2-DHBs. Además, se sugiere la participación de especies del tipo ferrilo (Fe4+) relacionadas a la formación de biscomplejos férricos a pH cercano al neutro