Categoría: Revista ACI

SOLID POLYMERIC MATRIX BASED ON CHITOSAN AND XANTHAN FOR CONTROLLED RELEASE OF FERTILIZERS

El objetivo del presente trabajo fue optimizar las condiciones de preparación de matrices poliméricas sólidas basadas en Quitosano y Xantano, para ser empleadas en la liberación controlada de fertilizantes. Como agroquímico modelo a ser liberado se eligió KNO3. Tanto los polímeros individuales como el complejo Xantano:Quitosano son biocompatibles, dejando en el suelo un residuo no tóxico. Se estudió la influencia de distintas variables en el patrón de liberación: el tipo de polímero, las condiciones de prensado de los comprimidos y la presencia de un recubrimiento polimérico sin droga. El polímero que presentó un perfil de liberación más promisorio fue el Xantano. La presión aplicada al preparar el comprimido resultó una variable más relevante que el tiempo de compresión, en su efecto sobre la cinética de liberación. Se determinó que el recubrimiento de la matriz polimérica con quitosano entrecruzado con glutaraldehido permite obtener un intervalo de tiempo de liberación mayor.

Abstract

The main purpose of this work was to optimize the preparation conditions of solid polymeric matrix based on Chitosan and Xanthan, to be used in the controlled release of fertilizers. KNO3 was chosen as model agrochemical to be released. Both individual polymers and the Xanthan:Chitosan complex are biocompatible, leaving a residue on the soil which is non-toxic. The influence of different variables on the release pattern was studied: the type of polymer, the pressed conditions of the tablets and the presence of a drug-free polymeric coating. The polymer that presented a more promising release profile was Xanthan. The compression pressure applied to prepare the tablets was a more relevant variable than the compression time, in its effect on the kinetics of release. It was determined that the coating of the polymer matrix with crosslinked chitosan-glutaraldehyde allows getting a larger release time.

DEVELOPMENT OF ALDOL CONDENSATION REACTIONS ON CELLULOSE CHROMATOGRAPHY PAPER SUPPORT

En este trabajo se desarrollan algunas reacciones sobre soporte sólido de celulosa para alumnos de Química Orgánica del segundo año de las carreras de Bioquímica, Farmacia, Lic. en Química y Lic. en Biotecnología. Las reacciones analizadas fueron la de Claisen-Schmidt entre ciclohexanona y benzaldehído en medio básico para la síntesis de 2,6-dibenciliden-ciclohexanona y la reacción aldólica de acetona con benzaldehído en medio básico para preparar la 4-fenil-4-hidroxi-butanona. Los productos se aíslan permitiendo su identificación por cromatografía en capa delgada, espectroscopía de RMN de protones y se comparan con los productos obtenidos por el método tradicional en solución. Esta metodología simple y eficiente que se experimentó en grupos de alumnos de segundo año de esta Facultad permite la integración de los temas aldehídos, cetonas y enolatos aprendidos anteriormente, en consonancia con espectroscopía IR y RMN-1H en una dada transformación química.

Abstract

In this paper some reactions on cellulose solid support are developed for students of Organic Chemistry of the second year of the following careers: Biochemistry, Pharmacology, Chemistry and Bachelor’s Degree in Biotechnology. The analyzed reactions were those of Claisen-Schmidt between cyclohexanone and benzaldehyde in basic medium for the synthesis of 2,6-dibenzylidene-cyclohexanone and aldolic reaction of acetone with benzaldehyde in basic medium, to prepare 4-hydroxy-4-phenyl-butanone. The products are isolated allowing their identification for a thin layer of chromatography, 1H-NMR and IR spectroscopy and they are also compared with the products obtained by the traditional method in solution. This simple and efficient methodology that was tested in groups of second year students of this Faculty allows the integration of the topics aldehydes, ketones and enolates learned earlier, in line with IR spectroscopy and 1H-NMR in a given chemical transformation.

POLICHLORINATED BIPHENYLS: RELATIONSHIP AMONG CHEMICAL STRUCTURE, CONFORMATIONAL PARAMETERS AND DIOXIN- EFFECT TOXICITY

Se estudia la relación estructura-toxicidad de los bifenilos policlorados (PCBs) con efecto dioxina con fines didácticos utilizando herramientas informáticas de fácil acceso. Analizando los datos de los 209 congéneres, mediante combinaciones de filtros se define el grupo de 12 PCBs con TEF, mostrando que el número y posición de las sustituciones con cloro cumplen las condiciones (orto ≤ 1, meta ≥ 2 y para = 2). El análisis mediante filtrado, tabla dinámica y diagramas, evidencia también que los PCBs con TEF tienen un ángulo diedro ≤ 56º y que a menor ángulo corresponde mayor TEF. Para visualización de los distintos casos se generaron imágenes tridimensionales de PCBs usando Gabedit, interfase gráfica libre, a partir de coordenadas de centros atómicos obtenidas mediante simulador diseñado en planilla de cálculo. Las metodologías aplicadas y los modelos obtenidos son simples, de fácil uso, muy útiles para educación y potencialmente aplicables a otras familias químicas.

Abstract

The structure-toxicity relationship of polychlorinated biphenyls (PCBs) with Dioxin effect is studied with educational purposes, using freeware and easy access informatic tools. Analyzing data of 209 PCBs congeners through combinations of filters, the group of 12 PCBs with established TEF is defined, showing that the number and positions of chlorine substitutions fit several conditions (ortho ≤ 1, meta ≥ 2 and para = 2). Analysis based on filtering, pivot table and diagrams, also shows that PCBs with TEF have a dihedral angle ≤ 56º and decreasing dihedral angles corresponds with increasing TEF values. For the visualization of the different cases, PCB´s tridimensional images were generated using Gabedit, a freeware graphical user interface, based on atomic centers coordinates obtained through a simulator designed in a spreadsheet. The applied methodologies and the resulting models are simple, of easy use, very useful for education and potentially applicable to other chemical families.

SUBSTANCES AND CHEMICAL REACTIONS. TOPICS OF THE UNIVERSITARY ENTRY COURSE TREATED WITH DIFFERENT RESOURCES

En esta investigación se buscó detectar y comparar dificultades presentadas en la comprensión de los temas «Sustancias» y «Reacciones Químicas» en alumnos ingresantes a la Universidad Nacional del Litoral (Santa Fe, Argentina) implementando dos estrategias didácticas diferentes durante el dictado del «Curso de Ingreso de Química». Se trabajó con dos grupos de alumnos; uno de los grupos utilizó un libro de texto, mientras que el otro trabajó con material multimedia en un aula de informática. Ambos grupos fueron evaluados al inicio y final del curso con la misma evaluación de opciones múltiples. Pudo comprobarse que el grupo que trabajó con el material multimedia alcanzó una mayor comprensión de los conceptos abstractos.

Abstract

This research is focused to detect and compare difficulties presented in the comprehension of the topics «Substances» and «Chemical Reactions» in incoming pupils to the National University of the Litoral (Santa Fe, Argentina) implementing two different didactic strategies during the dictation of the «Course of Introduction to Chemistry». We worked with two groups of students; one group used a textbook, while the other worked with multimedia material in a computer classroom. Both groups were evaluated at the beginning and at the end of the course with the same multiple-choice test. It was found that the group that worked with the multimedia material had reached a major comprehension of the abstract concepts.

PRODUCTION AND CHARACTERIZATION OF THE NEW SUPERCONDUCTOR SYSTEM Yb0,5Ho0,5Ba2Cu3O7-_δ

Se reporta la caracterización del nuevo sistema superconductor Yb0,5Ho0,5Ba2Cu3O7-_δ perteneciente a la familia de cupratos de alta temperatura TR123; el material fue producido utilizando el método de reacción de estado sólido (SSR) con una temperatura de sinterizado de 910°C. Se muestra la caracterización morfológica referente al comportamiento granular utilizando la técnica de Microscopía electrónica de barrido (SEM); la caracterización estructural, se logra sometiendo la muestra a difracción de rayos X (DRX) y se obtienen los parámetros estructurales implementando el método de refinamiento Rietveld en el software GSAS, el material resulta poseer celdas unitarias ortorrómbicas tipo perovskita con un comportamiento superconductor que se evidencia en la curva de resistividad como función de la temperatura cuya derivada presenta un punto crítico en el valor correspondiente a la temperatura crítica Tc 92,61 K.

Abstract

The characterization of the new superconductor system Yb0,5Ho0,5Ba2Cu3O7-_δ belonging to the high temperature cuprates family TR123 is reported; the material was produced by the solid state reaction method (SSR) with a sintered temperature of 910°C. The morphological characterization with respect to the granular behavior using the Scanning Electron Microscopy (SEM) technique is showed; the structural characterization is obtained submitting the specimen to X Rays Diffraction (DRX) and the structural parameters are got implementing the Rietveld refinement method in software GSAS; the material results to possess orthorhombic unitary cells type perovskite with a superconductor behavior which is evident on the resistivity as a function of the temperature curve whose derivate presents a critical point on the value of the critical temperature Tc 92,61 K.

Palabras clave: superconductividad; reacción de estado sólido; superconductores de alta temperatura crítica; TR123 Keywords: superconductivity; solid state reaction; high critical temperature superconductors; TR123

MECHANICAL RESISTANCE STUDY OF POLYMERIC COMPOUND MATERIALS REINFORCED WITH CARBON FIBERS

EMateriales compuestos hechos de una resina epóxica reforzada con diferentes contenidos de fibra de carbono, fueron preparados por dos técnicas de laminación diferentes. Se aplicó 1 Kg/cm² de presión en los laminados, mientras, que otros laminados se sometieron a un vacío de 1 atm. De los resultados se tiene que las resistencias a la flexión y tensión de los compósitos son mejoradas con el aumento en el contenido de fibra en los mismos. Los compósitos resultantes presentan un mejor comportamiento mecánico bajo esfuerzos de tensión que cuando lo hacen bajo esfuerzos de flexión, debido a que en flexión las fibras se rompen eventualmente, provocando que el material falle a bajos valores de esfuerzo. Cuando los materiales compuestos son sometidos a tensión, las fibras trasmiten los esfuerzos entre ellas y el material falla hasta que se acumula la energía necesaria para romper todas las fibras de una sola vez.

Abstract

Compound materials made of an epoxy resin reinforced with different amounts of carbon fibers, were prepared by two different lamination techniques. The first one consists in the application of 1 Kg/cm² of pressure on the laminated materials, whereas, in the other laminated materials were put under a vacuum action of 1 atm. Results show that the flexion and tension strengths of composites are improved considerably with the increments in the carbon fiber content. Resulting composite materials show better mechanical behavior when they work under tension stresses rather than when they are exposed to flexion stress, because of under flexion testing, fibers eventually break leading the material to inevitable failure, at low stress level. When the compound materials are tested under tension, the carbon fibers transmit the efforts among them and the material fails until the necessary energy is accumulated to break all the fibers of a single time.

NON-ISOTHERMAL CURING OF EPOXY- EPOXIDIZED SOYBEAN OIL- ANHYDRIDE MIXTURES

Se estudió la cinética de curado no-isotérmico de mezclas de diglicidil éter de bisfenol A (DGEBA) con aceite de soja epoxidado (ESO) utilizando anhídrido metiltetrahidroftálico (MTHPA) como agente de curado y 1-metil imidazol (1MI) como iniciador. El sistema ESO/MTHPA exhibió valores de entalpía de reacción menores y temperaturas de pico exotérmico mayores que el sistema DGEBA/MTHPA debido a la menor reactividad de los grupos oxirano internos del ESO. Los parámetros cinéticos de los sistemas puros DGEBA/MTHPA y ESO/MTHPA se obtuvieron a partir de los datos calorimétricos mediante un análisis de regresión multiparamétrica utilizando un modelo cinético fenomenológico. La cinética de los sistemas puros fue utilizada para predecir la de las mezclas considerando las interacciones entre DGEBA y ESO. El modelo propuesto permitió predecir adecuadamente la cinética del proceso de curado utilizando parámetros independientes de la velocidad de calentamiento y de aplicación directa en el campo de procesamiento de estos materiales.

Abstract

Non-isothermal curing kinetics of mixtures of diglycidyl ether of bisphenol A (DGEBA) with epoxidized soybean oil (ESO) using methyl-tetrahydrophthalic anhydride (MTHPA) as curing agent and 1-methyl imidazole (1MI) as initiator was studied. The ESO/MTHPA system exhibited lower reaction enthalpy and higher peak temperatures values than DGEBA/MTHPA synthetic system due to the lower reactivity of internal oxirane groups in ESO. The kinetic parameters of pure systems ESO/MTHPA and DGEBA/MTHPA were obtained from the calorimetric data through a multiparametric regression analysis using a phenomenolgical kinetic model. The kinetics of pure systems was used to predict that of the mixtures taking into account the interactions between DGEBA and ESO. The proposed pattern allowed to predict appropriately the kinetics of the curing process using independent parameters of the heating speed and of direct application in the field of processing these materials.

ETHERMODYNAMIC AND KINETIC STUDY OF 2´(OH)ACETOPHENONE-Al(III) COMPLEX FORMATION

En este trabajo se realizó un estudio experimental basado en la velocidad de formación, estabilidad y estructura del complejo formado entre el Al(III) y 2´(OH)acetofenona en metanol y etanol usando espectroscopía UV-visible. Fueron estudiadas las influencias de la temperatura (15-35°C), fuerza iónica (1,7×10^-3 – 7,8×10^-3 M) y permitividad relativa del solvente (εr = 24,55 y 32,63) sobre la velocidad de reacción. Aplicando el método de la relación molar, se determinó la formación de un complejo de estequiometría 1:1. Además, fue calculada la constante de formación del complejo en metanol (KC= 6,08×10⁵). Para la reacción de complejación (usando la Teoría del estado de transición) los valores obtenidos fueron: MeOH ΔH‡ 18,7 kcal/mol y ΔS‡ 9,75 cal/K mol, y para EtOH ΔH‡ 23,0 kcal/mol y ΔS‡ 24,9 cal/K mol. Estas experiencias muestran que la velocidad específica de reacción aumenta con el descenso de la permitividad del medio y disminuye cuando la fuerza iónica del medio es mayor.

Abstract

In this work an experimental study based on the structure, stability and formation rate of the complex formed between Al(III) and 2´(OH)acetophenone in methanol and ethanol using UV-visible spectroscopy was carried out. The influences of the temperature (15-35°C), ionic strength (1,7×10^-3-7,8×10^-3 M) and the relative permittivity of the solvent (εr = 24,55 and 32,63) on the reaction rate were studied. A complex of 1:1 stoichiometry was obtained by means of the molar ratio method. The formation complex constant was calculated in methanol (KC= 6,08×10⁵). For the complexation reaction (using the Transition State Theory), the obtained values were: MeOH were ΔH‡ 18,7 kcal/mol and ΔS‡ 9,75 cal/K mol, while in EtOH, they were ΔH‡ 23,0 kcal/mol and ΔS‡ 24,9 cal/K mol. The experiments showed that the specific reaction rate increased when the permittivity was decreased and it was decreased when the ionic strength of the reaction medium was increased.

p-NITROPHENOL PHOTOCATALYSIS ON NANOSTRUCTURED TiO2 FILMS

Se evaluó cinéticamente la actividad fotocatalítica de nanoestructuras de TiO2 soportadas (nanotubos y nanopartículas) en la degradación de p-nitrofenol. Se compararon los resultados con los obtenidos usando nanopartículas en suspensión y el catalizador como película delgada. Los nanotubos se sinterizaron electroquímicamente anodizando titanio metálico en solución de HF; las nanopartículas se sintetizaron por vía química en microemulsión oxidando TiCl4. La degradación se llevó a cabo en un sistema de reacción del tipo flujo intermitente con recirculación, en presencia de luz UV provista por un simulador solar. Se encontró que ambas nanoestructuras degradan al orgánico eficientemente siguiendo el modelo cinético de Langmuir-Hinshelwood; las nanopartículas soportadas presentan una máxima velocidad de reacción 3.3 veces más rápida que la película delgada; los nanotubos son 2.5 veces más rápidos que las nanopartículas soportadas; y las nanopartículas en suspensión son 1.3 veces más rápidas que los nanotubos.

Abstract

The photocatalytic activity of supported TiO2 nanostructures (nanotubes and nanoparticles) was evaluated kinetically during the p-nitrophenol oxidation. The results were compared with those obtained using nanoparticles in suspension and a thin film of catalyst respectively. The nanotubes were synthesized electrochemically by titanium anodization in HF electrolyte; the nanoparticles were synthesized in microemulsion by TiCl4 chemical oxidation. The degradation was carried out in a flow reaction system with recirculation in presence of UV light provided by a solar simulator. It was found that both nanostructures degrade the organic matter efficiently following the Langmuir-Hinshelwood kinetic model; supported nanoparticles have a maximum reaction rate of 3.3 times faster than the thin film, the nanotubes are 2.5 times faster than the supported nanoparticles, and nanoparticles in suspension are 1.3 times faster than the nanotubes.