MetalesPesados y alginatosde sodios

1. EVALUACIÓN DE ALGAS PARDAS Sargassum sp PARA LA ABSORCIÓN
DE IONES Ni2+
EN SOLUCIÓN ACUOSA
(Evaluation of Brown Algae (Sargassum Sp) for
Ion Biosorption Ni2+
in Aqueous Solution)
J. Gómez1
, F. López1
, J. Prin2
, H.Astudillo2
1.- Laboratorio de Síntesis de Sólidos, 2.- Instituto de Investigación en
Biomedicina y Ciencias Aplicada (IICA-UDO)
Universidad de Oriente, Núcleo de Sucre, Escuela de Ciencias,
Departamento de Química
Email: jgomez1123@gmail.com
RESUMEN:
Los Alginatos son polisacáridos naturales que se extraen de las algas pardas y
se utilizan ampliamente para sus propiedades reológicas. El paso central en el
protocolo de extracción utilizado en la industria del Alginatos es la extracción
alcalina, que requiere varias horas. En este estudio, una disminución
significativa en el Alginatos se observó viscosidad dinámica después de 2 h de
tratamiento alcalino. El análisis de varios modelos asumidos para representar la
influencia del pH en el equilibrio de biosorción de metales pesados. Muestra
que todos ellos conducen a las mismas expresiones matemáticas (por ejemplo,
el Langmuir o el Ecuaciones de isotermas de adsorción de Freundlich) cuando
los efectos del pH se descuidan. Incluso si se consideran los efectos del pH,
algunos de ellos (modelos competitivos de adsorción e intercambio iónico, por
ejemplo) todavía conducen a expresiones analógicas para sorción ecuaciones
de isotermas. El mecanismo aceptado de biosorción. puede, sin embargo, influir
fuertemente en las diferencias entre los estados inicial y de equilibrio del
sistema de biosorción. Es nuestro deber como militar activo de la Fuerza
Armada Nacional Bolivariana cumplir con el estar apegado a la leyes y
reglamentos, tal y como lo tipifica la LOFANB en su artículo 4, numeral 9 como
es “Promover y realizar actividades de investigación y desarrollo, que
contribuyan al progreso científico y tecnológico de la Nación, dirigidas a
coadyuvar a la Independencia tecnológica de la Fuerza Armada Nacional
Bolivariana.
PALABRAS CLAVE: Alginatos; Extracción Alcalina; pH; Bioadsorción;
Isotermas de Adsorción; Intercambio Iónico.
ABSTRACT:
Alginates are natural polysaccharides that are extracted from brown seaweeds
and widely used for their rheological properties. The central step in the
extraction protocol used in the alginate industry is the alkaline extraction, which
requires several hours. In this study, a significant decrease in alginate dynamic
viscosity was observed after 2 h of alkaline treatment. The analysis of various
models assumed to repre- sent the influence of pH on heavy metals biosorption

2. equilibrium is presented. It shows that all of them lead to the same mathematical
expressions (e.g. the Langmuir or the Freundlich adsorption isotherm equations)
when the pH effects are neglected. Even if considering the pH effects, some of
them (competitive adsorption and ion-exchange models, for instance) still lead to
analogical expressions for sorption isotherm equations. The accepted
mechanism of biosorption may, however, influence strongly the differences
between the initial and equilibrium states of biosorption system. It is our duty as
an active military member of the Bolivarian National Armed Forces to comply
with our commitment to the laws and regulations, as typified by the LOFANB in
its article 4, numeral 9, such as "Promote and carry out research and
development activities that contribute to the scientific and technological progress
of the Nation, aimed at contributing to the technological independence of the
Bolivarian National Armed Forces.
KEY WORDS: Alginates; Alkaline Extraction; pH; Bioadsorption; Adsorption
Isotherms; Ion exchange.
1. INTRODUCCIÓN
El acelerado desarrollo industrial, tecnológico, y avance en el campo de la
química, biología entre otros, nos permite avanzar hacia nuevos horizontes y
visionar la protección como unidad táctica militar de nuestra nación de
amenazas no solo con Armamento, sino haciendo uso de armas Químicas,
Biológicas y Radiológicas para estar a la par del poderío bélico, de otros países
dónde su principal forma de ataque es a través de los puntos mencionados, es
por esta razón que vemos la necesidad imperante de formar al militar
venezolano ante estos nuevos sistemas de defensa, contando con un aporte
significativo al adentrarnos en las ventajas que aportan las algas pardas. Para
la eliminación de complejos activos, en caso de que nuestras fronteras sean
víctimas de estos ataques por países que llevan años declarándonos la Guerra,
mediante bloqueos y que no estamos excepto de que sus amenazas lleguen a
otros límites, y nos tomen por sorpresa al no estar preparados y conocer sobre
dicha alga y control de la contaminación, intentado ofrecer al hombre la
posibilidad del uso o recuperación de los recursos naturales, por esto se ha
demostrado la capacidad de ciertos microorganismos para concentrar los
metales, por lo que durante las últimas décadas han sido usados como una
alternativa para la remoción de metales del medio ambiente a través del
proceso de bioadsorción. El níquel se usa en la fabricación de monedas,
blindajes, aleaciones entre otras fabricaciones. La ingesta de altas cantidades
de níquel tiene las siguientes consecuencias: elevadas probabilidades de
desarrollar cáncer, nariz, laringe próstata, fallos respiratorios, defectos de
nacimientos entre otras enfermedades.
El alga parda Sargassum (sargazo) es un género de macro algas
plactónicas de la se Phaeophyceae (algas pardas) en el orden Fucales. El
proceso de bioadsorción de los metales pesados por algas marinas es una
excelente opción para la descontaminación de distintos efluentes acuosos,

3. debido a esto se decidió estudiar el proceso en un medio orgánico con la
finalidad de remover algunos metales pesados presentes en los efluentes. El
alginato de sodio es un biopolímero, que se encuentra en gran cantidad de
algas pardas y que constituye el 20 y 40% de su peso. El ácido Alginico está
compuesto de dos especies de ácidos urónicos: la unidad de ácido D-
manurónico (M) y la unidad de ácido L-gulurónico, los cuales forman tres tipos
de segmentos de bloques de homopolímeros.
Figura 1. Fórmula de las dos unidades monoméricas del ácido algínico.
De esta manera el objetivo principal este estudio tiene como objetivo
Estudiar la bioadsorción de los iones Ni2+
mediante el uso de algas pardas
(Sargassum sp) modificadas estructuralmente.
El Militar venezolano debe estar siempre preparado con los nuevos
avances en la era tecnológica lo cual nos conlleva a la definición de Militaridad
que es definida por el (G/D Aguana 2018) como “cualidad del proceso formativo
militar, que ha de buscar respuestas para la seguridad, la defensa y el
desarrollo integral de la nación, enmarcado en el discurso humanista dentro del
estado social, de derecho y de Justicia”.
2. METODOLOGIA
2.1. Recolección del alga
Las algas pardas (Sargassum sp) serán extraídas de Playa Manicuare
ubicado en el Golfo de Cariaco en la Península de Araya y recolectadas en
bolsas plásticas las cuales serán preservadas bajo refrigeración.
2.2.Obtención del alginato de sodio por calcificación
Se mezclaron, aproximadamente, 25 gramos del alga parda con 500 ml de
formalina al 0,2 % y la mezcla se dejará en reposo por 2 horas a temperatura
ambiente y, luego, se le añadirán 500 ml de ácido sulfúrico 0,1 mol. l-1
y 725 ml
de carbonato de sodio al 1%. La mezcla se someterá a agitación por 2 horas a
una temperatura de 75º
C. Trascurridas las 2 horas. Posteriormente, al filtrado
se le añadirá cloruro de calcio al 1% para precipitar el alginato de calcio y
formar geles. Los geles de alginato de calcio se blanquearán con una solución
de clorato de sodio al 0,06% y se mezclarán con ácido sulfúrico 0,5 mol.l-1
para
convertir el alginato de calcio en ácido algínico. Los geles, ahora, de ácido

4. algínico serán lavados con agua destilada y. A estos mismos geles, se les
incorporará carbonato de sodio en polvo para formar de nuevo el alginato de
sodio.
2.3.Identificación de los grupos funcionales en el Sargassum sp natural,
Alginato de Sodio.
50 mg de cada una de las muestras de alga estudiadas: la natural, la
pretratada y una muestra de alginato de sodio, se mezclará con 500 mg de
KBr. El material resultante se secará a 600
C por 5 días. Posteriormente, se
macerará y se prepararán pastillas, las cuales serán sometidas al análisis de
IR.
2.4.Isotermas de adsorción
Para realizar las isotermas de adsorción se mezclará, en un frasco
erlenmeyer de 125 ml de capacidad, una cantidad determinada de Sargassum
sp; con 50 ml de la solución problema (iones Ni2+
), de concentraciones iniciales
conocidas, durante 6 horas. Estos experimentos se realizarán con las muestras
pretratadas y las modificadas a distintos pH (3, 4 y 4,9) y a temperatura
constante de 30º
C. Las concentraciones finales de las soluciones serán
determinadas ICP.
3.RESULTADOS
3.1.Obtención del alginato de Sodio a partir del alga parda Sargassum
sp.
Para nuestro trabajo de investigación obtuvimos un porcentaje de
rendimiento de 23,69%, el cual es aceptable ya que si tomamos en cuenta que
las algas pardas poseen un rendimiento entre 20% y 40% de alginato de sodio
según la especie. (Kirk,1998)
3.2.Identificación de los grupos funcionales en el Sargassum sp natural,
Alginato de Sodio.
En la Figura 2 podemos observar los espectros IR para el Alga parda
Sargassum sp que está representada con la línea azul y Alginato de Sodio
representado con la línea verde, donde se puede observar que para el alga
parda Sargassum sp bandas de absorción, una a 3350 cm-1
, la cual es típico de
tensiones H-O, esta puede ser que la muestra tratada poseía agua, también se
observa una banda intensa a 2932 cm-1
que es debido a la vibración C-H,
adicionalmente se observa una banda a 1630 cm-1
debido al -
estiramiento del
C=O, una banda a 1255 cm-1
y 1020 cm-1
, típico de la tensión C-O-C.

5. Figura 2. Espectro IR, del Alga parda Sargassum sp y del Alginato de
sodio
Nuevamente en la figura 2 el IR del Alginato de Sodio representado por
línea verde, a 3400 cm-1
puede ser un residuo de agua en la muestra, a 3050
cm-1
, puede representa las vibraciones C-H, las bandas a 1700 cm-1
y 1470 cm-
1
son atribuciones al ion COO-
que es nuestro ion carboxilato, y la banda a 1020
cm-1
es típico de C-O-C, y por último la banda a 590 cm-1
es al alargamiento a
C-C fuera del plano, cabe destacar que estas bandas son comparables a los
reportados por Soong-Wei-Xu et al.(2006)
3.3.Isotermas de Absorción con iones Níquel
Las figuras 3 y 4 se observa como aumenta la fracción cubierta de ambos
sorbentes a distintos pH, también podemos notar que a medida cuando
aumentamos el pH aumentas las concentraciones.
Figura 3. Isoterma de adsorción de
Ni (II) en Ssp al 30⁰ C a diferentes pH
Figura 4. Isoterma de adsorción de
Ni(II) en Alg a 30⁰ C a diferentes pH
0
20
40
60
80
0 50 100 150
q
(mg
Ni(II)/g
Ssp)
Cf (mg Ni(II)/l)
pH=
3,0
pH=
4,0
pH=
4,9
0
10
20
30
40
50
0 50 100
q(mgNi(II)/g
alg)
Cf(mg Ni(II)/L)
pH=
3,0
pH=
4,0
pH=
4,9
3350
2932
1630
1255
1040
3400
3050
1700
1470
11
90
1020
590
cm-1
%T

6. Las Figuras 5 y 6 nos presentan las isotermas de Langmuir donde
podemos notar donde también podemos notar que a mayor pH, mayor será la
capacidad de adsorción.
Figura 5. Isotermas de adsorción de
Langmuir de Ni (II) de Ssp a 30⁰ C a
diferentes pH.
Figura 6. Isotermas de adsorción de
Langmuir de Ni (II) de Alg a 30⁰ C a
diferentes pH.
En la figura 7 tenemos la isoterma de absorción de Freundlich y podemos
coparar con la figura 6 que para este tipo de experimentos la Isoterma de
Langmuir se ajusta mas a los resultados experimentales ya que se aproximas a
la linealidad.
Figura 7. Isotermas de adsorción de Freundlich de Ni (II) de Alg a 30⁰ C a
diferentes pH.
4.CONCLUSIONES
Se obtuvo un porcentaje de rendimiento de 23,69% de alginato de sodio
del alga sargassum sp y se demostró la capacidad de absorbente que posee.
Se demostró la capacidad del alga parda sargassum sp en adsorber Ni
(II), en solución acuosa.
Las isotermas de adsorción de Lagnmuir son las más apropiadas para
este sistema de bioadsorción.
y = 5,4165x + 0,0312
R² = 0,9744
y = 1,2711x + 0,0125
R² = 0,9495
y = 1,146x + 0,004
R² = 0,9829
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0 0,05 0,1
1/q
(g
Ssp/mg
Ni(II))
1/Cf (l/mg Ni(II))
pH=
3,0
pH=
4,0
pH=
4,9
y = 1,7142x + 0,0271
R² = 0,9918
y = 0,1799x + 0,0318
R² = 0,9884
y = 0,2038x + 0,0212
R² = 0,9956
0,000
0,050
0,100
0,150
0,000 0,050 0,100 0,150
1/q
(g
Alg/mg
Ni(II))
1/Cf (l/mg Ni(II))
pH=
3,0
pH=
4,0
pH=
4,9
y = 0,6535x + 0,0974
R² = 0,9853
y = 0,2126x + 1,0858
R² = 0,9428
y = 0,2761x + 1,1164
R² = 0,9412
0
0,5
1
1,5
2
0 1 2 3
log
q(mg
Ni(II)/g
Alg)
log Cf(mg Ni(II)/l)
pH=3,0
pH=4,0
pH=4,9

7. Luego de notificar esto resultado podemos notar como existe un sinfín de
campus por investigar en la vida militar que se han obviado, cabe resaltar que
esta es la guerra de la nueva era, ya que las grandes potencias buscan realizar
el mayor daño a sus enemigas lo más rápido posible.
La FANB debe crear Soldados integrales capacitados y preparados para
combatir y contrarrestar este tipo de amenzas.
5. BIBLIOGRAFÍA
Acosta, I., M.G. Moctezuma-Zárate, J. Cárdenas y C. Gutiérrez. 2007.
Bioadsorción de cádmio (II) en solución acuosa por biomasas fúngicas,
Información Tecnológica, 18(1), 9-14.
Alloway, B.J. y D.C. Ayres. 1994; Chemical Principles of Environmental
Pollution. 1ª Edition, Great Britain. Capítulo 2, 140-159.
Song-Wei X.: Soong-yi, J; and col. 2006, Preparation and catalytic properties
of novel alginate-silice-deshydrogenase hybrid biocomposite yeast. Ind. Eng.
Res 45:511
Cap. Jesús Roberto Gómez Ramos
C.I. 17.140.953