Dependencia de la producción de las especies ferril (Fe4+) y radical hidroxilo (HO∙) en la reacción de Fenton conducida por catecol.

Abstract

Las principales especies oxidante en la reacción de Fenton y de tipo–Fenton conducida por catecol son el radical hidroxilo (HO·), y el ferril (Fe(IV) o FeO2+), cuya prevalencia es dependiente de las condiciones de reacción. La producción de HO· ha sido ampliamente estudiada en la reacción de Fenton y de tipo–Fenton conducida por catecol. Sin embargo, no existe un estudio sistemático que relacione Fe(IV) con las condiciones de reacción de la reacción de tipo–Fenton conducida por catecol. Considerando esto, se propuso la formación de Fe(IV) en la reacción de Fenton a diferentes valores de pH, utilizando 2,4–xilidina (2,4–dimetilanilina). Este sustrato, dependiendo del reactivo intermediario, puede generar diferentes productos de oxidación. Por ello, se planteó como objetivo general la determinación de la dependencia, en función del pH, de la producción de Fe(IV) por diferentes vías en la reacción de Fenton, tipo–Fenton y reacción de tipo–Fenton conducida por catecol. Esto derivó en la determinación de las especies de hierro presentes en las distintas condiciones de reacción, junto con la identificación y cuantificación de Fe(IV) mediante cromatografía gaseosa, a pH = 2,0; 4,0 y 6,0. Por último, se determinaron las rutas de formación de Fe(IV) mediante el uso de atrapadores selectivos de especies oxidantes. Los resultados revelan que el Fe(IV) se produjo a pH = 2,0 y 4,0 mediante dos vías, correspondientes a la formación del peroxocomplejo de Fe(II) en sistemas Fenton, y a la reacción entre Fe(III) y HO· en sistemas tipo–Fenton. En los sistemas tipo–Fenton conducidos por catecol la formación de Fe(IV) es mayor en comparación con los sistemas Fenton. Sin embargo, su ruta de formación sería principalmente a partir de Fe(III) y HO·, debido a la reacción entre la semiquinona (SQ·) y HO·, el cual se mantiene unida al Fe(II) sobre el peroxocomplejo que daría origen a Fe(IV).