Categoría: Revista ACI

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.

DEVELOPMENT OF A SEQUENTIAL INJECTION ANALYSIS (SIA) FLOW SYSTEM FOR THE DETERMINATION OF ZINC IN POWDERED MILK AND INFANT FORMULAE

Se presenta el desarrollo y optimización de un sistema en flujo con inyección secuencial (SIA) para la determinación de zinc en leche en polvo y fórmulas infantiles. La determinación se basa en la reacción de Zn(II) con zincón a pH 9 en presencia de citrato de sodio para enmascarar interferentes de la matriz con detección espectrofotométrica a 612 nm. El sistema fue optimizado mediante experimentos multivariantes. El sistema validado presentó un rango lineal de 0.4 a 10 mg L^-1, la precisión del método fue mejor que 5% (sr,%; n=10). El límite de detección fue 0.13 mg L^-1. Los resultados obtenidos utilizando el método propuesto y el de referencia fueron estadísticamente equivalentes. La frecuencia de muestreo fue de 75 muestras/hora y el consumo de muestra y reactivo 0.24 mL por determinación. El método propuesto resultó veraz, simple, rápido y está de acuerdo a los principios de la química verde, generando apenas 0.24 mL de residuos químicos.

Abstract

The development and optimization of a sequential injection analysis (SIA) flow system is presented for the determination of zinc in milk powder and infant formulae. The determination is based on the reaction of Zn(II) with zincon at pH 9 in the presence of sodium citrate to mask the interfering matrix with spectrophotometric detection at 612 nm. The system was optimized by multivariate experiments. The validated system presented a linear range from 0.4 to 10 mg L^-1 and the precision of the method was better than 5% (sr(%), n = 10). The detection limit was 0.13 mg L^-1. The results obtained using the proposed and reference methods were found to be statistically equivalent. The sampling frequency was 75 samples per hour and the sample and reagent consumption of 0.24 mL per determination. The proposed method was accurate, simple, fast and according to the principles of green chemistry generating just 0.24 mL of chemical waste.

BACTERIAL BIODEGRADATION OF PERMETRINA AND CIPERMETRINA PESTICIDES IN CULTURE LOT

Fue estudiada la biodegradación de permetrina y cipermetrina a concentraciones de 50 y 100 mg/L, con cepas de Pseudomonas putida, Pseudomonas mendocina, Chromobacterium violaceum y Burkholderia cepacia, en reactores por lotes. Las cepas de Pseudomonas putida y Pseudomonas mendocina fueron las que presentaron una mayor capacidad de biodegradación de los plaguicidas, a partir de los 5 días esta es del 65% para ambos plaguicidas y después de los 15 días se mantiene prácticamente constante, siendo de hasta el 95% para permetrina a 50 y 100 mg/L y para cipermetrina del 90% a 50 mg/L y 89% a 100 mg/L medido mediante espectrofotometría UV/Vis. La cinética de crecimiento y los espectros de infrarrojo muestran que hay una mayor capacidad de mineralización para el plaguicida permetrina que para la cipermetrina. Estos resultados indican que estas bacterias pueden ser usadas en procesos de biorremediación de estos plaguicidas.

Abstract

The biodegradation of permetrhin and cypermethrin (50 and 100 mg/L) with Pseudomonas putida, Pseudomonas mendocina, Chromobacterium violaceum and Burkholderia cepacia in batch reactors was studied. The strain of Pseudomonas putida and Pseudomonas mendocina showed a greater capability of biodegradation of pesticides, after 5 days, this is of 65% for both pesticides and after the 15 days it practically stays constant, being of until 95% for permetrina to 50 and 100 mg/l and for cipermetrina from 90% to 50 mg/l and 89% to 100 mg/l measured by means of specterophotometry UV/Vis. Growth kinetic and infrared spectrum show that there is a major capacity of mineralization for permetrhin that cypermethrin. These results indicate that these bacteria can be used in bioremediation processes of these pesticides.

REMOVAL OF NICKEL WITH ELEMENTAL IRON, WHICH IS COMMONLY FOUND IN ACID MINE DRAINAGE

El objetivo de este estudio fue evaluar la remoción del Ni²⁺ con partículas de hierro comercial, pues este catión se encuentra frecuentemente en los drenajes ácidos de minas (DAM), que es uno de los problemas ambientales más serios en la industria minera que afecta fuentes de aguas naturales. Fueron realizados ensayos en laboratorio con hierro comercial y soluciones sintéticas que contienen Ni²⁺, para observar tanto la cinética de remoción como los datos de equilibrio. Los resultados, mostraron que estos siguen el modelo de la isoterma de adsorción de Langmuir y que los datos cinéticos se ajustaron con la ecuación del modelo de adsorción de pseudo segundo orden. Se concluye del presente estudio que la remoción de níquel con hierro en estado elemental (HEE) es posible y ocurre de manera rápida.

Abstract

The aim of this study was to evaluate the Ni²⁺ removal with commercial iron particles. That cation is often found in acid mine drainage (AMD), which is one of the most serious environmental problems in the mining industry that affects natural waters sources. Laboratory tests were performed with commercial iron and synthetic solutions containing Ni²⁺, to observe not only the kinetic of the removal but the equilibrium data as well. The obtained data showed that these followed the Langmuir adsorption isotherm model while kinetic data were fitted with the pseudo second order equation of the adsorption model. This study concludes that the nickel removal with zero valent iron (ZVI) is possible and occurs quickly.

KINETIC STUDY OF CATALYTIC HYDRODECHLORINATION OF CHLOROPHENOL IN AQUEOUS PHASE

En este trabajo se estudió la hidrodecloración catalítica de 2-clorofenol, 4-clorofenol y 2,4-diclorofenol en fase acuosa empleando un catalizador comercial de Pd/Al2O3 (0,5 % w/w), en condiciones suaves de operación (30ºC, 1 bar). La conversión de los reactivos resultó completa en tiempos cortos de reacción. Analizando la evolución de la concentración frente al tiempo de cada uno de los reactivos, intermedios y productos de reacción, se estableció un esquema de reacción serie-paralelo para cada una de las reacciones de hidrodecloración. Se desarrollo un modelo cinético de primer orden respecto al clorofenol de partida que se validó mediante el adecuado ajuste de los resultados experimentales. La posición de los átomos de cloro en la molécula orgánica y el número de los mismos influyeron significativamente tanto en la reactividad de los clorofenoles ensayados como en la velocidad de decloración. Así, la velocidad de decloración siguió el siguiente orden: 4-clorofenol > 2-clorofenol > 2,4-diclorofenol.

Abstract

The catalytic hydrodechlorination of 2-chlorophenol, 4-chlorophenol and 2,4-dichlorophenol in aqueous phase with a Pd/Al2O3 commercial catalyst (0.5 % w/w) under mild reaction conditions (30 ºC, 1 bar) was studied. The conversion of the reagents was completed in a short reaction time. From the analysis of the evolution of the concentration opposite to the time of each one of the reactants, intermediates and products of reaction, a parallel series scheme of reaction was established for each of the reactions of hydrodechlorination. A first order kinetic model was developed according to initial chlorophenol concentration that was validated by means of the suitable adjustment of the experimental results. The position of the atoms of chlorine in the organic molecule and the number of them influenced significantly not only in the reactivity of the chlorophenols tested but in the speed of dechlorination as well. So, the speed of dechlorination followed the next order: 4-chlorophenol > 2-chlorophenol > 2,4-dichlorophenol.