Evaluación de sistemas acuosos bifásicos (SAB) aplicados en la remoción de colorante en aguas
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Date
2026-06-30
Authors
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Publisher
Universidad Santiago de Cali
Abstract
Synthetic dyes are compounds widely used in industrial sectors due to their ability to impart color to various materials. However, their discharge into the environment without proper treatment represents a significant problem, as many of them are toxic and negatively affect both human health and aquatic ecosystems. Conventional removal methods are effective, but in some cases they generate hazardous byproducts, involve high costs, and exhibit a low degree of sustainability. In this context, aqueous two-phase systems (ATPS) are proposed as an eco-friendly alternative aligned with the principles of green chemistry, offering an efficient and economical route for the separation of dyes in water samples. In this study, the partition coefficient (K) and the Gibbs free energy of transfer (ΔtrG°) of the model dye tartrazine (Tart) were evaluated in ATPS composed of polymer, salt, and water. Additionally, the effect of cation and anion nature, molar mass, and pH was analyzed. It was found that the ATPS composed of PEO with a molar mass of 1500 g·mol⁻¹ + Na₂SO₄ + H₂O at pH 3.0 showed the best performance compared to the other ATPS evaluated and was thermodynamically favored with decreasing pH, molar mass, and depending on the type of salt. The average recovery percentage was 79.22% in deionized water and 77.97% in industrial water, and the ΔtrG° value was −21.62 kJ/mol, indicating that the process is thermodynamically favorable. Therefore, it can be concluded that the ATPS with the best performance represents an efficient and promising alternative for the removal of Tart in both controlled and industrial systems.
Description
Los colorantes sintéticos son compuestos ampliamente utilizados en sectores industriales, debido a su capacidad para conferir color a diversos materiales. Sin embargo, su vertido sin tratamiento adecuado en el medio ambiente representa una problemática relevante, ya que muchos de ellos son tóxicos y afectan negativamente tanto a la salud humana como a los ecosistemas acuáticos. Los métodos convencionales de remoción actuales son efectivos, pero en algunos casos generan subproductos peligrosos, altos costos y un bajo grado de sostenibilidad. Bajo este contexto, los sistemas acuosos bifásicos (SAB) se plantean como una alternativa eco-amigable y alineada con los principios de la química verde, ofreciendo una ruta eficiente y económica para la separación de colorantes en muestras de aguas. En este trabajo se evaluaron el coeficiente de partición (K) y el cambio de energía libre de Gibbs de transferencia (ΔtrG°) del colorante modelo tartrazina (Tart) en SAB conformados por polímero, sal y agua. Además, el efecto de la naturaleza del catión, anión, masa molar y pH. Se encontró que el SAB conformado por PEO con masa molar 1500 g·mol⁻¹ + Na2SO4 + H2O a pH 3,0 presentó mejor desempeño con respecto a los otros SAB evaluados y termodinámicamente favorecida con la disminución del pH, masa molar y el tipo de sal. El porcentaje de recuperación en promedio es del 79.22% en agua desionizada y 77.97% en agua industrial, y -21.62 KJ/mol la ΔtrG° lo cual indica que es un proceso termodinámicamente favorable. Por lo anterior, se concluye que el SAB con mejor desempeño resulta ser una alternativa eficiente y potencial en la remoción de Tart en sistemas controlados e industriales.
Keywords
Extracción, Colorantes, remoción, Sistemas acuosos bifásicos
Citation
Escobar Grueso, J. C. (2026).Evaluación de sistemas acuosos bifásicos (SAB) aplicados en la remoción de colorante en aguas[Tesis de pregrado, Universidad Santiago de Cali]. Repositorio Institucional USC.