ES2208976T3 - Agente para la reduccion de iones de cromo (vi) en cemento. - Google Patents
Agente para la reduccion de iones de cromo (vi) en cemento.Info
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Abstract
EL AGENTE SE COMPONE DE AL MENOS 0,2 % DE IONES DE SN (II), Y COMO MUCHO 98,8 % DE ACIDO LIGNOSULFONICO (LSS), QUE SE HA PRODUCIDO SEGUN EL PROCEDIMIENTO ELECTROQUIMICO DE LA PATENTE ALEMANA P 4306260.1-09 O DE LA PATENTE EUROPEA NR. 0687247.
Description
Agente para la reducción de iones de cromo (VI)
en cemento.
Los compuestos del cromo hexavalente, por ejemplo
óxido de cromo (VI), son venenosos y, en su calidad de fuertes
oxidantes, presentan una acción cáustica para la piel y las
membranas mucosas. Existen alergias al cromo, por ejemplo el
conocido eczema de Maurer.
En el estado de la técnica, ya existen sistemas
que supuestamente reducen los compuestos hidrosolubles del cromo
(VI) en la matriz de cemento. Se basan sustancialmente en las
propiedades reductoras de un catión procedente de los elementos de
los subgrupos. Se ha destacado en particular la acción reductora de
los iones de Fe (II).
Sin embargo, puede observarse que el cromo (VI)
es muy difícil de reducir en una solución muy alcalina. Así, tras
un tiempo de permanencia prolongado, la concentración en iones de
cromo (VI) vuelve a aumentar. Efectos similares se observan también
en otros sistemas. Las dificultades verdaderas de la reducción de
iones de Cr (VI) son las siguientes.
El comportamiento redox de cromos:
La propiedad característica de los cromos es su
gran poder oxidante, puesto que al adicionarse una sustancia
oxidable presentan una gran tendencia a cambiar al estado del cromo
trivalente:
CrO_{4}^{2-} + 8 H^{+} + 3
e^{-} \Leftrightarrow Cr^{3+} + 4
H_{2}O
Cr_{2}O_{7}^{2-} + 14
H^{+} + 6 e^{-} \Leftrightarrow 2 Cr^{3+} + 7
H_{2}O
El efecto oxidante es particularmente pronunciado
en solución ácida y desciende considerablemente a medida que
aumenta la basicidad. De ello resulta el problema de la eficacia de
los agentes que pueden utilizarse para la reducción de cromo (VI)
en la matriz de cemento.
Haciendo referencia a un ejemplo, se demostrará
porque los iones de hierro (II) son incapaces de efectuar una
reducción de cromo permanente y suficiente:
1. Reacción de equilibrio:
Fe^{2+} \Leftrightarrow
Fe^{3+} +
e^{-}
El equilibrio descrito proporciona un electrón,
que se utiliza para la reducción de cromo (VI) a cromo (III).
2. Por otro lado, existe el equilibrio siguiente
entre cromo (III) y cromo (VI):
2 Cr^{3+} + 7 H_{2}O
\Leftrightarrow Cr_{2}O_{7}^{2-} + 14 H^{+} + 6
e^{-}
Los iones de cromo (III) son muy resistentes a la
oxidación y reducción en solución ácida, pero dicha resistencia
disminuye a medida que aumenta la basicidad. Esto es aplicable en
particular a la matriz de cemento. Esto significa que como
consecuencia del equilibrio tiene lugar una oxidación lenta de
cromo (III) a cromo (VI) simultáneamente con la reducción de Fe
(III) a Fe (II). Por tanto, este sistema no permite rebajar los
valores por debajo de contenidos en cromo determinados, tales como
los 2 ppm prescritos por la ley.
Otra posibilidad para la reducción de cromo son
sistemas orgánicos, tales como aldehídos, que contienen compuestos
heterocíclicos determinados. Así, por ejemplo, el mentol reduce
cromo (VI) a cromo (III). La piridina es más eficaz. Sin embargo,
dichas sustancias no pueden utilizarse por varias razones, que
incluyen la cantidad utilizada, su baja estabilidad en la matriz de
cemento y las circunstancias de toxicología y economía.
Se ha considerado utilizar lignosulfonatos
procedentes del procesado de la pasta de madera, que por un lado
pueden servir de formadores de complejos para cationes, por ejemplo
Fe^{2+}, y por otro lado contienen grupos aldehídicos de génesis
muy distinta así como heterocíclicos, como agentes reductores de
cromo.
Desafortunadamente, se ha hallado que los
lignosulfonatos procedentes del procesado de la pasta de madera no
son capaces de satisfacer este requisito de forma suficiente, es
decir, su eficacia no es lo suficientemente grande coma para
alcanzar el valor requerido de 2 ppm de cromo (VI). La razón de esto
es la estructura de los lignosulfonatos mencionados. Los
lignosulfonatos, tras salir del procesado de la pasta de madera,
presentan una red tridimensional irregular aleatoria. De ello
resulta que es puramente accidental que estén presentes en la
superficie del sistema de lignina una vez más y otras vez menos
grupos activos. Por tanto, el factor en el que los iones de cromado
se ven reducidos nunca es constante y en la suma total tampoco
suficiente.
Sin embargo, si los lignosulfonatos procedentes
del procesado de la pasta de madera se tratan según un
procedimiento electroquímico, tal como es conocido por la memoria
de patente alemana P 43 06 260.1-09 y la
memoria de patente europea No. 0 687 247 (no. de solicitud de
patente 94 90 82 58.0-2104), se obtienen ácidos
lignosulfónicos (LSS) reproducibles, hechos a medida para esta
aplicación. Para la reducción de cromo, se preparan ácidos
lignosulfónicos con una distribución de peso molecular medio de
1.000 a 25.000. La estructura del ácido lignosulfónico es tal que
por la superficie de la macromolécula se encuentran principalmente
diferentes grupos aldehídicos (de carácter no aromático y
aromático) así como grupos heterocíclicos y otros grupos carbonilo.
Dichos grupos reducen las proporciones de cromo (VI). En el ácido
lignosulfónico, preparado según las memorias de patentes citadas,
los grupos mencionados están dispuestos por la superficie de la
molécula y por tanto son eficaces para la reducción de cromo.
El sistema de ácido lignosulfónico (LSS) es un
excelente dispersante y por tanto es distribuido de forma
particularmente eficaz en la matriz de cemento. Por tanto, alcanza
todos los iones de cromo y, debido a la distribución de peso
molecular y al gran número de grupos reductores en una
macromolécula, reduce los iones de cromo (VI) casi por completo.
Tal como es conocido por las memorias de patente citadas, los
productos LSS son reproducibles.
Por medio de investigaciones se ha hallado que ni
los compuestos de Fe (II), ni los productos a base de
lignosulfonato ni otros compuestos conocidos son capaces de reducir
el contenido en iones de Cr (VI) hidrosolubles en la matriz de
cemento al valor requerido de menos de 2 ppm.
Sin embargo, los iones de Sn (II) permiten
reducir el contenido de cromo hidrosoluble en la matriz de cemento
de forma eficaz, rebajando los valores de cromo claramente por
debajo del límite de 2 ppm.
Estaño (II) es un fuerte agente reductor debido a
su tendencia a cambiar al estado tetravalente:
Sn^{2+} \ \ -> Sn^{4+} +
2
e^{-}
Además, en solución básica, el estaño (II) forma
un hidróxido de estaño (II) anfótero, que no pierde su movilidad ni
siquiera en caso de valores pH muy altos. Por ello, el cromo (VI)
queda completamente reducido a cromo (III):
2 Cr^{6+} + 3 Sn^{2+} \ \
-> 2 Cr^{3+} + 3
Sn^{4+}
Tabla
1% de Fe (II) reduce el contenido en cromo a 7,3
ppm = efecto reductor: 32%
1% de Sn (II) reduce el contenido en cromo a 1,7
ppm = efecto reductor: 84%
El uso de ácido lignosulfónico (LSS) permite
obtener efectos sinérgicos adicionales en la reducción de cromo en
conjunción con iones de Sn (II) en la matriz de cemento, mejorando
sustancialmente las propiedades reductoras de Sn (II). El compuesto
ácido lignosulfónico reduce el contenido de Cr (VI) hidrosoluble en
la matriz de cemento a 0 ppm. Además, al contrario de Fe (II) y de
sus compuestos, el contenido en Cr (III) producido por la reducción
de cromo se mantiene estable durante mucho tiempo.
Tabla
Fe (II) LSS reduce el contenido en cromo a 5,8
ppm = efecto reductor: 46%
Sn (II) LSS reduce el contenido en cromo a 0,0
ppm = efecto reductor: 100%
1,6% de iones de Sn (II)
98,4% de ácido lignosulfónico (LSS)
Claims (3)
1. Agente para la reducción de iones de cromo
(VI) en cemento, caracterizado porque está constituido por
al menos un 0,2% de iones de Sn (II) y un 99,8% de ácido
lignosulfónico (LSS) como máximo, el cual es el producto final
anódico de un procedimiento de membrana electroquímico para la
eliminación de los componentes cationogénicos del líquido de desecho
de la pasta de madera que contiene lignosulfonato.
2. Agente según la reivindicación 1,
caracterizado porque está constituido por un 1% a 3% de
iones de Sn (II) y el resto hasta 100% de ácido lignosulfónico
(LSS).
3. Agente según la reivindicación 1 ó 2,
caracterizado porque está constituido por un 1,6% de iones
de Sn (II) y un 98,4% de ácido lignosulfónico (LSS).
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP98101361A EP0934914B1 (de) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | Mittel zur Reduzierung von Chrom (VI)-Ionen in Zement |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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|---|---|---|---|
| ES98101361T Expired - Lifetime ES2208976T3 (es) | 1998-01-27 | 1998-01-27 | Agente para la reduccion de iones de cromo (vi) en cemento. |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2293819A1 (es) * | 2006-02-24 | 2008-03-16 | Proquicesea, S.L. | Disolucion de baja viscosidad con poder reductor del cromo vi. |
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-
1998
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| ES2293819A1 (es) * | 2006-02-24 | 2008-03-16 | Proquicesea, S.L. | Disolucion de baja viscosidad con poder reductor del cromo vi. |
Also Published As
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| EP0934914A1 (de) | 1999-08-11 |
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