Categoría: Revista ACI

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.

pH INFLUENCE IN PHOTO-FENTON PROCESSES USING Fe-PILCs AS CATALYST

En este trabajo se reporta la actividad catalítica de una arcilla pilareada con hierro (Fe-PILC) en la degradación de naranja de metilo mediante la técnica foto-Fenton heterogénea. Se prepararon Fe-PILCs a partir de una arcilla natural empleando diferentes temperaturas de calcinación: 350°C y 500°C. Los sólidos obtenidos se caracterizaron por análisis termogravimétrico y adsorción de nitrógeno, no observándose diferencias significativas de sus parámetros texturales (área específica y volumen de poros). Se estudió la influencia del pH del medio en el proceso catalítico y se verificó que la remoción de naranja de metilo fue efectiva a pH 3 pero no a pH 6. Este comportamiento puede explicarse por cambios en la polaridad de la molécula del colorante que afectan su adsorción sobre la arcilla. A pH 3 se estudió además la influencia de diferentes factores sobre el proceso catalítico.

Abstract

Catalytic activity of iron pillared clay (Fe-PILCs) in the heterogeneous photo-Fenton degradation of methyl orange is reported. Fe-PILCs were prepared from natural clay using different calcination temperatures: 350°C y 500°C. The resulting solids were characterized by thermogravimetric analysis and nitrogen adsorption. No significant differences were observed for textural parameters (specific surface area and pore volume). The influence of the medium’s pH on the catalytic process was studied and it was observed that the removal of methyl orange was successful at pH 3 but not at pH 6. This fact can be explained by changes in the polarity of the dye molecule that affects the dye adsorption on the clay. At pH 3, the influence of different parameters involved in the catalytic process was studied.

CONCENTRATION OF Ge, As AND Hg IN COALS FROM THE NORTHWEST OF VENEZUELA

Se determinó la concentración de Ge, As y Hg en muestras de carbones venezolanos provenientes de los estados Falcón y Lara, aplicándose un procedimiento de preconcentración para la detección de Ge y As y detección mediante ET AAS. El Hg fue determinado mediante CV AFS. La exactitud y precisión de las metodologías de análisis fue evaluada empleando el material certificado de referencia SARM-19. Los contenidos promedios determinados, 0,2, 2,7 y 0,18 μg g-1 para Ge, As y Hg respectivamente, indican que los carbones analizados no se encuentran enriquecidos con Ge, y que su empleo como fuente de energía generaría un bajo impacto ambiental, de acuerdo a las emisiones de As y Hg. Asimismo, se encontró que el contenido de As disminuye en el carbón de acuerdo al nivel de madurez, siguiendo el orden: turba > lignito >bituminoso > antracita.

Abstract

The concentrations of Ge, As y Hg were determined in Venezuelan coal samples from Falcón and Lara states, applying a preconcentration procedure to the detection of Ge and As by ET AAS. Hg was determined by CV AAS. The accuracy and precision of the analysis methodologies were determined using the coal certified reference material, SARM-19. The mean values determined, 0.2, 2.7 y 0.18 μg g-1 for Ge, As and Hg respectively, indicated that the analyzed coal samples are not enriched with Ge, and that their employment as energy source would generate a low environmental impact, according to the emissions of As and Hg. It was also found that the content of As in analyzed coals decreases according to the mature level, following the order: peat > lignite> bituminous > anthracite.

REMOVAL OF FORMALDEHYDE OF AQUEOUS EFFLUENTS USING WET CATALYTIC OXIDATION

Este trabajo aborda la oxidación del formaldehído utilizando catalizadores basados en Ce, que son descritos en la literatura como metales activos en la oxidación de compuestos refractarios y más resistentes a ser lixiviados por la disolución de las especies activas. Se presenta por una parte, la preparación de óxidos puros de Ce o Co y por otra parte, de óxidos mixtos de Ce-Co, a diferentes relaciones molares, presentando todos los catalizadores de Ce (puro y mixtos), el patrón de difracción correspondiente al óxido de cerio (cerianita). La actividad de estos materiales en la eliminación de HCOOH, se estudia en un reactor convencional tipo «slurry», mediante la reacción de oxidación húmeda catalítica (CWO). Tanto la presencia de Ce, como el mayor contenido de éste en el catalizador, favorecen notablemente la remoción del contaminante.

Abstract

This work deals with the oxidation of formaldehyde using catalysts based on Ce, which are described in the literature as active metals in the oxidation of refractory and more resistant compounds to be leached by the dissolution of the active species. Two types of material preparation are presented, on the one hand, pure Ce or Co oxides and on the other hand, mixed oxides of Ce-Co to different molar relationships are prepared, presenting all catalysts for Ce (pure and mixed), the diffraction pattern corresponding to cerium oxide (cerianite). The activity of these materials in the elimination of HCOOH, is studied in a conventional reactor type «slurry» by reaction of catalytic wet oxidation (CWO). Both Ce’s presence, and the major content of this one in the catalyst, notably favors the removal of the pollutant.

DENSITY FUNCTIONAL THEORY APPLIED TO THE STUDY OF THE ADSORPTION AND DISSOCIATION OF MOLECULAR HYDROGEN ON SMALL MOLYBDENUM CLUSTERS

Este trabajo presenta un estudio basado en la Teoría del Funcional de la Densidad, de la adsorción y disociación de hidrógeno molecular sobre pequeños clusters de molibdeno, desde un dímero a un hexámero. Para el mismo se utilizó el funcional de intercambio de Becke y el funcional de correlación de Lee, Yang y Parr, tal como está implementado en el programa ADF. Las funciones base utilizadas son de calidad triple zeta con funciones de polarización. Todas las estructuras fueron optimizadas para distintas multiplicidades de espín hasta encontrar la mínima energía. Se determinaron distancias interatómicas, energías de adsorción y barreras energéticas de los sistemas más estables de la serie MonH2 (n=2-6). Los resultados muestran que las estructuras más estables de los agregados son las que poseen un estado de espín singlete. Se obtuvieron barreras energéticas en todos los casos.

Abstract

Adsorption and dissociation of molecular hydrogen on small molydebnum clusters are studied using tools from the density functional theory. The Becke’s exchange functional and the correlation functional of Lee, Yang and Parr are used. The basis functions used are of triple zeta quality including a set of polarization functions. The calculations are carried out with the ADF program. Geometries are optimized considering both the total electronic energy and the electron spin multiplicity as variables to attain local minima. Interatomic distances, adsorption energy and energy barriers of the stablest systems MonH2, with n = 2-6, are reported. Present results show that the stablest structures of aggregates are characterized by singlet electronic state. Energy barriers for the approach of molecular hydrogen to the metallic clusters are obtained in all cases.