Categoría: Revista ACI

NEW PEDAGOGICAL PARADIGM FOR SCIENCES AND MATHEMATICS TEACHING

El objetivo del trabajo es presentar un nuevo paradigma pedagógico (Pedagogía STEM) para el aprendizaje de ciencias, tecnología, ingeniería y matemática (Sciences, Technology, Engineering and Mathematics), basado sobre políticas, programas y experiencias desarrolladas en el mundo en los últimos años, adaptado a instituciones, profesores y alumnos de habla hispana. El cuerpo fundamental del trabajo está constituido por el perfeccionamiento de criterios de pertinencia para la implantación de dicho paradigma (enfoque transdisciplinario, constitución de redes, utilización de tecnologías para experimentación, producción de recursos pedagógicos, transferencia). Como resultado de investigaciones educativas realizadas durante la última década, se hace referencia a la producción de nuevos recursos didácticos para trabajar con docentes en ambientes de laboratorio. Estos recursos son propuestas de ejemplos cómo debe enseñarse física, química, biología y matemática asistidas por tecnologías electrónica e informática, ofrecidos en forma abierta para profesores y alumnos de habla hispánica.

Abstract

A new pedagogical paradigm is presented (Pedagogy STEM) for sciences, technology, engineering and mathematics learning, based on policies, programs and experiences developed over the world in the last years. This paradigm is adapted specifically to Spanish speaking people: teachers, students and institutions. The main body of the work is made up by the development of pertinent criteria for the introduction of the mentioned Paradigm core (disciplinary approach, constitution of networks, the use of technologies for experimentation, production of pedagogic resources, and knows how to transfer). As a result of educational researches carried out in the last decade, new pedagogical resources are referred to work with teachers in laboratory environments. These resources are proposed as examples how physics, chemistry, biology and mathematics supported by electronic and information technologies are to be taught. These documents are open to Spanish Speaking teachers and students.

WEBQUEST: AN ALTERNATIVE FOR THE TEACHING OF CHEMISTRY

El objetivo del trabajo es desarrollar habilidades y actitudes para la investigación y producción de informes en alumnos ingresantes a la universidad, mediante el uso de WebQuest (WQ). La experiencia se realizó con una modalidad mixta (presencial y virtual), con clases de tutoría durante el estudio y elaboración del informe. Cada alumno tuvo un rol activo y el docente guió y propuso los recursos de información. Se logró motivación en el alumnado al relacionar química con biología y farmacia. Les interesó el uso de Internet con fuentes de información académicas y la WQ favoreció la organización del trabajo de grupo. Hubo dificultades para la selección de contenidos, el uso de simulaciones Web y el análisis de cuestiones prácticas. Los informes fueron mayormente buenos aunque con dificultades para organizarlo como una unidad de lectura. Los resultados mostraron que la WQ facilita la incorporación de Internet como herramienta educativa.

Abstract

The aim of the work is to develop abilities and attitudes for the investigation and production of reports in university students, by means of the use of WebQuest (WQ). The experience had a mixed modality (in person and on-line classes), with tutorial classes during the study and elaboration of the report. Each student had an active role and the teacher guided and suggested information resources. Motivation was achieved in the students when relating chemistry with biology and pharmacy. They were interested in using the Internet with academic information sources and the WQ favored the organization of the group work. Several difficulties were observed for the selection of contents, the use of Web simulations and practical questions analysis. The reports were mostly positive although with some difficulties to organize them as a reading unit. The results showed that WQ facilitates the incorporation of Internet as an educational tool.

PROMOTION REGIME FOR STUDENTS WHO RE-DEAL INTRODUCTION TO CHEMISTRY

Se ofreció a estudiantes de la Facultad de Ciencias Agrarias (UNMdP-Argentina) que recursaban Introducción a la Química, un Régimen de Promoción Semipresencial (RPS). En RPS la asistencia a los Trabajos Prácticos (TP) no era obligatoria, debían resolver una situación problema que permitía la integración teórico-práctica y realizar la presentación oral y escrita, tarea supervisada por un docente tutor. El 59% de los estudiantes optó por Régimen de Promoción Tradicional (RPT) que requería de asistencia obligatoria a los TP. En la Planilla de Evaluación del RPS que completaron al finalizar la cursada, la mayoría consideraron positivas la presentación oral y escrita, las clases de consulta y no tener que asistir a los TP manifestaron (100, 88 y 63%, respectivamente). Los alumnos que optaron por el RPS no tuvieron un mejor desempeño (63%) que aquellos alumnos que eligieron el RPT (83%). Se prevé capacitar a los docentes tutores e incorporar TP de laboratorio.

Abstract

A Semipresential Promotion System (RPS) was offered to students of the Faculty of Agrarian Sciences  (UNMdP-Argentina) who were re-dealing Introduction to Chemistry. In RPS the assistance to the Practical Works (TP) was not compulsory, and the students should solve a problem situation that allowed the integration of theory and practice and must do an oral and written presentation, supervised by a tutor. About 59% of the students chose the Traditional Promotion System that requires obligatory assistance. In the RPS Assessment Form, completed at the end of the course, most of the students (100, 88 and 63% respectively) said that they considered positive: the oral and written presentation, the inquiring classes and that they do not have to attend to TP. Students (63%) who chose RPS do not have a better performance than those (83%) who chose RPT. It is planned to train tutor teachers and incorporate TP laboratory.

THEORETICAL STUDY OF SULFUR INTERACTIONS ON CeO2(111) AND Rh-CeO2(111) SURFACES

Se estudió la deposición de azufre sobre CeO2(111) y Rh-CeO2(111), empleando cálculos periódicos basados en la teoría del funcional de la densidad (DFT). Inicialmente, se exploraron diferentes sitios de adsorción del Rh sobre CeO2(111) para encontrar la estructura más estable. Los cálculos muestran que el Rh se adsorbe preferentemente sobre un oxígeno subsuperficial (Od). Además, se encontró que se agrupa formando clusters. La densidad de estados (DOS) del sistema Rh-CeO2(111) muestra picos localizados en el gap, resultantes de la interacción enlazante Rh-O, que modifican el carácter aislante del CeO2. Luego se estudió la deposición de azufre sobre las superficies CeO2(111) y Rh(Od)-CeO2(111). La interacción del azufre sobre la superficie Rh(Od)-CeO2(111) es más favorable que sobre la CeO2(111). Además, el S se deposita preferentemente sobre un oxígeno de la superficie Rh(Od)-CeO2(111).

Abstract

Sulfur deposition over CeO2 (111) and Rh-CeO2 (111) has been studied using periodic calculations based on the density functional theory (DFT). Interactions of Rh were examined to locate the most favorable adsorption site. The calculations show that Rh adsorbs preferentially onto a subsuperficial oxygen (Od). Rh also forms cluster-like structures. The density of states (DOS) of the Rh-CeO2 (111) system shows the presence of gap states, which correspond to the Rh-O bonding interaction, modifying the insulator character of CeO2. Sulfur adsorption on the CeO2(111) and Rh(Od)-CeO2(111) surfaces has also been studied. Sulfur interaction on Rh(Od)-CeO2(111) surface is more favorable than on CeO2(111). Besides, Sulfur prefers to adsorb onto an oxygen atom of the Rh(Od)-CeO2(111) surface.

BIMETALLIC NANOPARTICLES STUDY OF Rh-Pd SYNTHESIZED ELECTROCHEMICALLY

En este trabajo, se reporta la síntesis de nanopartículas bimetálicas de Rh-Pd por medio de la reducción de iones metálicos por electrólisis a corriente constante (cronopotenciometría), utilizando bromuro de tetrapropilamonio (TPABr) como estabilizante y electrolito en un medio de agua/etanol. La caracterización por Microscopía Electrónica de Transmisión (MET) mostró que a medida que la corriente es más negativa, el tamaño de las nanopartículas disminuye. Los patrones de difracción de electrones obtenidos de éste estudio mostraron que en las nanopartículas bimetálicas de Rh-Pd se encuentran presentes fases bimetálicas con presencia de oxigeno. De acuerdo a lo anterior, y con los estudios de voltamperometría cíclica y espectroscopía de UV-visible se puede decir que las nanopartículas bimetálicas de Rh-Pd son nanoaleaciones. Los resultados de espectroscopía de UV-visible sugieren que las nanopartículas bimetálicas y monometálicas de Rh-Pd, Rh y Pd poseen plasmones de superficie.

Abstract

In this paper, we report the synthesis of Rh-Pd bimetallic nanoparticles by means of the reduction of metallic ions by electrolysis at constant current (chronopotentiometry), using tetrapropylammonium bromide (TPABr) as a stabilizer and electrolyte in a water/ethanol medium. The characterization for Electronic Microscopy of Transmission (MET) showed that as the current is more negative, the size of the nanoparticles diminishes. The electron diffraction patterns obtained showed that in Rh-Pd’s bimetallic nanoparticles there are bimetallic phases with presence of oxygen. Studies of cyclic voltammetry and UV-visible spectroscopy suggested that nanoparticles of bimetallic Rh-Pd are nanoalloys as they show the characteristic signs. The results of UV-visible spectroscopy suggested that bimetallic and monometallic nanoparticles of Rh-Pd, Rh and Pd have plasmons surface.

Pt/Al2O3 STRUCTURED CATALYST ONTO A STAINLESS STEEL (AISI 314) FOAM FOR CO OXIDATION

Se obtuvo un catalizador estructurado por recubrimiento de Pt/Al2O3 sobre las paredes de una espuma de acero inoxidable AISI 314. Para estabilizar térmicamente e incrementar la rugosidad de la superficie de la espuma original se realizó un tratamiento a 900°C por 2 h. El soporte, Al2O3, y el metal activo, Pt, se incorporaron por inmersión. Las técnicas de caracterización aplicadas, XRD, LRS y SEM-EDX, permiten concluir que el tratamiento térmico previo indujo la formación de óxido de cromo y de las espinelas Mn1+xCr2-xO4-x y FeCr2O4 como fases principales en las paredes del sustrato. El espesor de la capa formada es cercano a 1 μm y los cristales producidos tienen forma octaédrica. El cubrimiento de alúmina presentó en general una apariencia homogénea, sin interacción con los óxidos formados durante el tratamiento. El Pt se distribuyó de manera uniforme, resultando un catalizador muy activo para la reacción test elegida: oxidación de monóxido de carbono.

Abstract

A structured catalyst was obtained by Pt/Al2O3 coating onto the walls of stainless steel foam. To stabilize thermally and to increase the roughness of the surface of the original foam, a treatment at 900°C for 2 h was performed. The Al2O3 support and the Pt active metal were incorporated by immersion. The characterization techniques applied, XRD, LRS and SEM-EDX, allows us to conclude that the previous thermal treatment induced the formation of chromium oxide and Mn1+xCr2-xO4-x and FeCr2O4 spinels as main phases on the substrate walls. The thickness of the layer formed is close to 1 μm and the crystals produced have octahedral shape. The alumina coating showed, in general, a homogeneous appearance, without interaction with the oxides formed during the thermal treatment. The Pt was distributed uniformly, turning out to be a very active catalyst for the chosen test reaction: oxidation of carbon monoxide.

MODEL BASED ON NANOCATALYSIS TO EXPLAIN THE COMPENSATION EFFECT

Se desarrolló un modelo fenomenológico el cual permite correlacionar las propiedades fisicoquímicas del catalizador (temperatura, tamaño del cluster de la fase metálica, la dispersión de la fase metálica) con las constantes cinéticas heterogéneas para las reacciones de conversión de hidrocarburos livianos. El modelo es una relación matemática que expresa el logaritmo neperiano de la constante cinética como función de parámetros de caracterización del catalizador, la energía de interacción del reactante con el sitio activo y la energía de interacción metal-soporte. La comparación de esta expresión teórica de la constante cinética con la ley Arrhenius en forma logarítmica, permitió identificar las formas teóricas del logaritmo neperiano de la constante preexponencial (lnA) y la forma teórica de la energía de activación (Ea). Posteriormente la graficación de las expresiones teóricas de LnA y Ea generó una recta, este resultado permitió demostrar que el modelo desarrollado en este trabajo puede reproducir el efecto de compensación.

Abstract

A phenomenological model was developed that allows correlating the physicochemical properties of the catalyst (temperature, cluster size of the metallic phase, the dispersion of the metallic phase) with kinetic heterogeneous constants for the reactions of conversion of light hydrocarbons. The model is a mathematical relation that expresses the natural logarithm of the kinetic constant as a function of parameters characterizing the catalyst, the interaction energy of the reactant with the active site and the energy of metal-support interaction. The comparison of this theoretical expression of the kinetic constant with the Arrhenius law in logarithmic form, identified the theoretical forms of the natural logarithm of the preexponential constant (LNA) and the theoretical form of the activation energy (Ea). Subsequently the plotting of the Ea and LnA theoretical expressions generated a straight line, this result helped to show that the model developed in this paper can reproduce the compensation effect.