IMPORTANCIA DE LOS PROCESOS  DE ADSORCION-DESORCION EN LA DINAMICA DE LOS CONTAMINATES EN AMBIENTES ACUATICOS

L. Borgnino (1) (2), C. P De Pauli (1), P. J. Depetris (2)

(1) INFIQC, Departamento de Fisicoquímica Facultad de Ciencias Químicas; (2) CICTERRA (Centro de Investigaciones en Ciencias de la Tierra), CIGeS (Centro de Investigaciones Geoquímicas y de Procesos de la Superficie), UNC.

Las aguas dulces superficiales representan menos del 1 % de las existencias hídricas de la tierra. Sin embargo, y debido a la facilidad de acceso a las mismas, son las más intensamente explotadas y  las que han sufrido un mayor impacto, tanto en lo que respecta al aumento del consumo, como al deterioro de su calidad. Esto ha impulsado a que en los últimos años se realizaran estudios que permitieran conocer y caracterizar a los sistemas acuáticos, en relación a sus niveles de contaminación. Además, se comenzó a estudiar el rol de los sedimentos  en los procesos de adsorción y liberación de contaminantes, ya que es bien conocida su participación en los procesos de transporte, movilidad y disponibilidad de los mismos en los sistemas acuáticos. Dichos estudios responden a dos inquietudes: 1) identificar a aquellos sedimentos que posean mayor capacidad de retener y liberar contaminantes al medio, 2) generar resultados cuyas conclusiones puedan ser utilizadas en la adecuada gestión de los recursos hídricos contaminados. Bajo esta consigna, se comenzó a estudiar las propiedades de adsorción-desorción de sedimentos y de sistemas modelos de sedimentos, con el objetivo de evaluar como los procesos de adsorción y desorción influyen en la dinámica geoquímica de los contaminantes en los ambientes acuáticos. Hasta el momento se ha trabajado con sedimentos de embalses y ríos de la Pcia de Córdoba, estudiando sus propiedades superficiales, sus capacidades de liberar fósforo, así como también los factores que afectan dicho proceso. Además se está trabajando con sistemas modelos, constituidos por arcillas modificados químicamente, con el objetivo de evaluar sus capacidades de adsorción, y cuyos resultados puedan ser extrapolados al comportamiento del sedimento.

Adsorcion SuperficialViejos y nuevos recursospara proteGER el medio ambiente

Lydia E. Cascarini de Torre (1), Abel E. Fertitta (1), Ethel S.E. Flores (1), Jorge L. Llanos (1), H. Odetti (2), P.  Húmpola (2), José L. Vicente (1)

(1) INIFTA (CONICET, CIC, UNLP); (2) Fac. Bioqca. Y Farmacia (UNL)

La adsorción sobre distintas interfaces subyace, desde el punto de vista de las aplicaciones, en un importante número de procesos. El avance tecnológico, de la biología y del  estudio del medio ambiente ha dado un renovado interés a la importancia de la adsorción. Sus aplicaciones prácticas en la industria y la protección ambiental son de vital importancia. Como dos ejemplos arquetípicos se pueden mencionar el desarrollo de nuevos sistemas de almacenamiento y transporte de combustibles alternativos y la depuración de aguas residuales mediante la eliminación de contaminantes orgánicos por adsorción. En el primer caso, como una alternativa al petróleo, centramos nuestro interés en el gas natural, por sus ventajas tanto desde un punto de vista medioambiental como por su abundancia natural. La adsorción de gas natural, a presiones relativamente bajas, sobre nuevos materiales carbonosos, elaborados a partir de carbones activados, fullerenos y nanotubos, abre la posibilidad de nuevas aplicaciones. Teniendo en cuenta que el gas natural se compone del 95% de metano, estudiamos la adsorción de metano sobre estos nuevos materiales y analizamos el proceso desde un punto de vista microscópico y espectroscópico. Por otro lado, en el campo de la adsorción desde soluciones acuosas, discutimos la eliminación de compuestos fenólicos mediante el uso de carbones activados haciendo hincapié en el papel de los grupos funcionales.

A. Vallone C. Solar, K. Sapag

Instituto de Física Aplicada, Departamento de Física
Universidad Nacional de San Luis (UNSL). 5700 San Luis. Argentina

La adsorción de gases a temperatura constante y presiones sub-atmosféricas para caracterizar materiales porosos es una técnica ampliamente  extendida debido principalmente a la simplicidad de su aplicación. Entre los gases, la adsorción de N2 es la más utilizada ya que cubre el rango total de la porosidad del material. Sin embargo la temperatura a la cual se realiza éste análisis (77K) hace que la molécula de N2 presente problemas difusionales para ingresar a  poros menores a 0.7nm [1]. Para solucionar este problema algunos autores han  propuesto la utilización de CO2 como adsorbente ya que sus dimensiones son muy similares a las del N2 y tiene la ventaja de que la temperatura de adsorción es mucho más elevada (273K). Sin embargo solo es posible analizar presiones relativas muy bajas, lo cual dificulta la comparación de los resultados [2]. El comportamiento de diferentes adsorptivos a altas presiones ha sido poco reportado en la literatura, Agarwal et al.[3] analizan la adsorción de diferentes gases a presiones hasta 60 atm. y a diferentes temperaturas pero no comparan los resultados entre los diferentes adsorptivos. Korehs et al. [4] también estudian la adsorción a alta presión pero no analizan las isotermas obtenidas. Mas recientemente varios autores muestran la importancia de utilizar otros adsorbentes para caracterizar muestras ultramicroporosas [5,6].
En este trabajo se presenta un estudio de las características texturales de diferentes materiales microporosos obtenidas a partir de isotermas de adsorción desde presiones suab-atmosfericas ( 10-6 atm) hasta altas presiones (aprox 80 atm) para diferentes adsorbatos y a diferentes temperaturas.
Referencias:
[1] Rodriguez-Reinoso, F; Linares Solano, A. Chemistry and Physics of Carbon; Thrower, P. A., Ed.; Marcel Dekker: New York, 1988; Vol, 21.
[2] Garrido, J.; Linares-Solano, A.; Martin-Martinez, J.M; Molina-Sabio, M.; Rodriguez-Reinoso, F.; Torregrosa, R. Langmuir 3, 76 (1987).
[3] R.K. Agarwal and J.A. Schwarz. Carbon 26 (1998)  873-887
[4] J.E. Koresh, T.H. Kim, W.J. Koros. Chem. Soc., Faraday Trans. 1 (1989) 1537-1567.
[5] D. Cazorla-Amorós, J. Alcañiz-Monge, A. Linares-Solano. Langmuir 12 (1996) 2820- 2824.
[6] S. W. Rutherford, C. Nguyen, J.E. Coons, D.D. Do. Langmuir 19 (2003) 8335-8342.

A. Gil (1), S.A. Korili (1), R. Trujillano (2), M.A. Vicente (2) , A.A. García (3) y K. Sapag (3)

(1) Departamento de Química Aplicada, Edificio de los Acebos, Universidad Pública de Navarra, Campus de Arrosadía, E-31006 Pamplona, España.
(2) Departamento de Química Inorgánica, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad de Salamanca, Plaza de la Merced, E-37008 Salamanca, España.
(3) Instituto de Física Aplicada INFAP-CONICET-Universidad Nacional de San Luis, San Luis, Argentina.

El hidrógeno se ha ido convirtiendo en una atractiva fuente de energía por diversas razones, entre las que se pueden citar su alta densidad de energía por unidad de peso o el hecho de que se puede producir fácilmente mediante la electrolisis del agua. Debido a su alta volatilidad, el almacenamiento de hidrógeno está siendo un problema para su aprovechamiento como fuente de energía. Y, sin embargo, el almacenamiento de hidrógeno es un proceso clave para el cambio, por ejemplo, de los motores convencionales de combustión interna a celdas de combustible de hidrógeno como fuente de energía en los automóviles.
El hidrógeno puede almacenarse presurizado, licuado, absorbido en metales y fisisorbido en materiales adecuados. El almacenamiento de hidrógeno basado en la fisisorción es un procedimiento con una eficacia energética más elevada que los anteriormente citados. El bajo punto de ebullición del H2 (–253ºC) requiere temperaturas de alrededor de –200ºC para alcanzar la suficiente cantidad de H2 adsorbido. Recuperar el hidrógeno fisisorbido es un proceso rápido y que se puede realizar mediante pequeños cambios de presión y temperatura. Por todo ello, se están ensayando distintos materiales microporosos para ser usados en la adsorción de hidrógeno. En esta comunicación se presenta y compara la capacidad de adsorción de H2 a -196ºC de una amplia gama de materiales microporosos: carbones activados, arcillas químicamente modificadas, zeolitas y estructuras tipo MOF (Metal-Organic Framework). Los resultados obtenidos serán discutidos en relación con las propiedades texturales de los materiales.

ADSORBENTES DE METANO A PARTIR DE MADERAS DE OLIVO

C. Solar, A. Vallone, K. Sapag

Instituto de Física Aplicada, CONICET, Departamento de Física, Universidad Nacional de San Luis (UNSL). 5700 San Luis. Argentina

En este trabajo se presenta una serie de carbones activados a partir de residuos que genera la agricultura de Cuyo. Estos materiales porosos se obtuvieron por un método químico, utilizando como agente activante cloruro de zinc (ZnCl2) y material de partida restos de madera (virutas) proveniente de la poda de los olivos. Los materiales preparados se pueden dividir en tres grupos: el primero de ellos según las distintas relaciones de impregnación ZnCl2/material de partida = 0,5/1-1/1-2/1-3/1 a 500ºC durante una hora, el segundo grupo, tomando una relación fija (2/1) pero variando la temperatura (400 y 600ºC) durante 1 hora, y el tercer grupo fijando la relación (2/1) y la temperatura (500ºC), se varió el tiempo de activación. La caracterización textural se llevó a cabo a partir de las isotermas de adsorción-desorción de Nitrógeno a 77K, obteniéndose superficies específicas entre los 1000 a 2000m2/g con volúmenes totales de poros entre los 0,40 a 1,60cm3/g y volúmenes de microporos entre los 0,36 y 1,10cm3/g . Por último se evaluó la adsorción de metano a 35 bares de presión, alcanzándose valores cercanos a 57 V/V (volumen adsorbido/volumen de adsorbente), lo que resulta una interesante aplicación.

Palabras claves: carbones activados, madera de olivo, adsorción de metano.

SOLUBILIDAD DE GASES EN POLÍMEROS: NUEVO MODELO DE LOS POTENCIALES MEDIOS

E. Garis, N. A. Ochoa, C. Pagliero, G. García, J. Marchese

Instituto de Física Aplicada – Laboratorio de Membranas

En este trabajo se presenta la propuesta de una nueva teoría de solubilidad de gases en polímeros, elaborada sobre la base de potenciales químicos-físicos medios. A partir de los postulados se obtienen expresiones matemáticas completas y simplificadas que interpretan la solubilidad gases en membranas. Estas expresiones tienen en cuenta tanto el efecto de la presión o concentración del absorbato, como así también el efecto de la temperatura sobre los principales parámetros del modelo.
La bondad del modelo fue constatada con datos experimentales de solubilidad de los gases CO2, CH4, O2, y N2, en películas preparadas con el copolímero ABS (estireno-acrilonitrilo-butadieno), determinados en nuestro laboratorio. A partir del ajuste de las isotermas de absorción se obtienen los parámetros característicos del nuevo modelo. La concordancia entre los valores que predice la teoría y los valores experimentales es excelente. Esto permite reproducir teóricamente las isotermas de solubilidad experimentales.

EFECTO DEL TRATAMIENTO DE PURIFICACION SOBRE LA CAPACIDAD DE ADSORCION DE NITROGENO DE ARREGLOS AUTO-ALINEADOS DE NANOTUBOS DE CARBONO

D. A. Zilli (1), P. R. Bonelli (1), A. L. Cukierman (1,2)

(1) Programa de Investigación y Desarrollo de Fuentes Alternativas de Materias Primas y Energía–PINMATE, Depto. de Industrias, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, Argentina. (2) Cátedra de Farmacotecnia II–Tecnología Especial, Departamento de Tecnología Farmacéutica, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires, Junín 956,(C1113AAD) Buenos Aires, Argentina

La capacidad de adsorción de gases de nanotubos de carbono (NTCs) es importante para potenciales aplicaciones asociadas a catálisis, sensores de gases, entre otras. En este marco, se sintetizaron arreglos macroscópicos auto-alineados de NTCs mediante el proceso de deposición química en fase vapor de catalizador flotante en condiciones experimentales pre-establecidas. Los NTCs sintetizados se sometieron a un tratamiento de purificación consistente en: oxidación parcial en fase gaseosa, subsiguiente remoción de las nanopartículas de óxido, y dispersión final por ultrasonido. La caracterización morfológica de los arreglos, originales y purificados, se llevó a cabo mediante microscopía electrónica de barrido y de transmisión y se determinaron las isotermas de adsorción de N2 (77 K). Los arreglos sintetizados resultaron densos y conformados por NTCs multi-pared bien alineados verticalmente. El tratamiento de purificación condujo a modificar drásticamente la morfología de los arreglos originales, resultando en una estructura bidimensional conformada por NTCs alineados de manera aleatoria. Asimismo, éste provocó la disminución de los volúmenes de N2 adsorbidos por los arreglos purificados, si bien la forma de la isoterma fue similar a la determinada para los arreglos auto-alineados originales. El comportamiento se atribuyó a la pérdida de los espacios intersticiales presentes en los arreglos originales, de menor diámetro que los espacios intratubulares de los NTCs individuales, como consecuencia de la notable reducción del grado de alineación de los NTCs. Los resultados evidenciaron la preponderante contribución de los espacios intersticiales a la capacidad de adsorción de N2 de este tipo de arreglos.

ADSORCION DE BENCENO MEDIANTE TELAS DE CARBON ACTIVADO DESARROLLADAS A PARTIR DE UN PRECURSOR NOVEDOSO

María E. Ramos (1), Pablo R. Bonelli (1), Ana L. Cukierman (1,2)

(1) Programa de Investigación y Desarrollo de Fuentes Alternativas de Materias Primas y Energía−PINMATE, Depto de Industrias, Fac de Cs Exactas y Naturales, Universidad de Buenos Aires, (2) Cátedra de Farmacotecnia II–Tecnología Especial, Departamento de Tecnología Farmacéutica, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires, Junín 956, Buenos Aires, Argentina

La remoción de compuestos orgánicos volátiles (COVs), entre ellos benceno, a partir de medio-ambientes gaseosos resulta relevante por su reconocida hematoxicidad y carcinogenicidad, de alto riesgo para la salud. La adsorción de COVs mediante carbón activado representa una metodología probada con este fin. En particular, las telas de carbón activado (TCA), una forma más reciente de este adsorbente respecto a las formas convencionales, han demostrado una elevada capacidad y velocidad de adsorción de contaminantes gaseosos, constituyendo una alternativa viable para su remoción. En este contexto, se investigó la factibilidad de utilizar TCA, desarrolladas por activación química con ácido fosfórico a dos temperaturas finales de tratamiento térmico, para la remoción de vapores de benceno. Como precursor, se empleó un tejido conformado por fibras de una forma novedosa de celulosa regenerada (lyocell), manufacturadas por un proceso eco-compatible de desarrollo reciente. Las características texturales de las TCA se determinaron a partir de las isotermas de adsorción de N2 (77K) y CO2 (273K). Se estudió la remoción de benceno a 273K y 298K, en condiciones de equilibrio. Las TCA resultaron esencialmente microporosas con áreas superficiales de 1229 y 1705 m2/g, mostrando buena integridad de las fibras. Las TCA obtenidas a la mayor temperatura, con mejores características texturales, presentaron mayor capacidad de adsorción de benceno. Asimismo, las isotermas de adsorción de benceno mostraron un ciclo de histérisis, indicando la presencia de poros angostos. El modelo de Freundlich permitió representar en forma exitosa las isotermas de adsorción de este compuesto.

PERFORMANCE DE CARBON ACTIVADO DESARROLLADO A PARTIR DE BIOMASA FORESTAL EN LA REMOCION DE CONTAMINANTES DEL AGUA

J. de Celis¹, M. J. de Celis (1), M. Betancur (1),  M.S. Villaverde (1), P.R. Bonelli (1), N.E. Amadeo (2), A.L. Cukierman (1,3)

La adsorción con carbón activado constituye una tecnología probablemente efectiva para el tratamiento terciario de aguas contaminadas. Sin embargo, la performance de este adsorbente en una aplicación específica no siempre es satisfactoria, por la incidencia de las características del precursor y la estrategia de obtención aplicada sobre el desarrollo de sus estructuras porosas y química superficial. En este trabajo, se estudia la remoción de iones cobre y de ácido salicílico a partir de soluciones acuosas diluidas, como modelos de aguas contaminadas con metales pesados y metabolitos, mediante carbón activado desarrollado a partir de aserrín de una especie nativa (Prosopis ruscifolia). Se aplica el proceso de activación química con ácido fosfórico, operando bajo flujo de aire y condiciones moderadas pre-establecidas. Con fines comparativos, se emplea también una muestra comercial. el carbón activado desarrollado presenta propiedades texturales (área BET de 1640 m²/g; volumen total de poros de 1.3 cm³/g), superiores al carbón comercial (1200 m²/g y 0.7 cm³/g). A partir de la determinación de las isotermas de adsorción de ambas especies y su modelado, se encuentra que la capacidad de adsorción de ácido salicílico del carbón desarrollado es inferior a la del comercial. Por el contrario, la tendencia se invierte en el caso de la remoción de iones cobre. El comportamiento puede atribuirse al efecto predominante que ejercería el mayor contenido total de funcionalidades oxigenadas ácidas presentes en la superficie del carbón desarrollado (2.2 meq/g) respecto al que posee la muestra comercial (1.4 meq/g).

DESARROLLO DE CARBON ACTIVADO A PARTIR DE UN RESIDUO FORESTAL: SU APLICACION EN LA REMOCION DE UN COLORANTE BASICO

M. E. Fernandez (1), G. Nunell (1), J. P. de Celis (1), P. R. Bonelli (1), A. L. Cukierman (1,2)

(1) Programa de Investigación y Desarrollo de Fuentes Alternativas de Materias Primas y Energía (PINMATE) – Departamento de Industrias, Facultad de Ciencias Exactas y Naturales. Universidad de Buenos Aires. Pabellón de Industrias. (2) Cátedra de Farmacotecnia II−Tecnología Especial, Departamento de Tecnología Farmacéutica, Facultad de Farmacia y Bioquímica, UBA.

La creciente demanda de carbón activado para remediar problemas de contaminación del medio ambiente ha conducido a intensificar la búsqueda de nuevos precursores, renovables, y económicos, para su producción. Los abundantes frutos secos no comestibles de la especie Pinus canariensis constituyen un residuo forestal interesante con este propósito, pues sólo se emplean parcialmente como combustible doméstico en algunas zonas rurales. Por otra parte, la contaminación del agua generada por efluentes industriales conteniendo colorantes representa un problema grave, si no se controla adecuadamente. En particular, los colorantes básicos, además de interferir con la fotosíntesis y penetración de la luz en los cursos de agua, pueden ser tóxicos y mutagénicos para la vida acuática y humana. En este trabajo, se aborda la conversión del residuo forestal en carbón activado mediante activación química en atmósfera auto-generada, empleando, como agente activante, una solución de ácido fosfórico y condiciones de operación moderadas. Se investiga la efectividad del carbón desarrollado en la remoción de un colorante básico representativo (azul de metileno) en solución, como sistema modelo de efluentes líquidos conteniendo este tipo contaminante. El carbón activado desarrollado presenta área específica de 1050 m²/g y volumen total de poros de 0.7 cm³/g. Este permite alcanzar una remoción completa del colorante en condiciones de equilibrio, incluso para dosis bajas (0.1 g/100 mL). Los resultados indican una efectiva conversión del residuo forestal en carbón activado, como así también su potencialidad de aplicación en la remoción de colorantes de tipo básico.

ADSORCION DE MERCURIO EN SOLUCION SOBRE CARBONES ACTIVADOS AZUFRADOS

Silva,  H.S., Santángelo J.M., Ruiz, S.V., Granados D.L.

Instituto de Ingeniería Química – Facultad de Ingeniería – Universidad Nacional de San Juan  – Av. Libertador San Martín 1109 (oeste) – Dpto. Capital  (5400) San Juan, Argentina – (0264) 4211700 – FAX 54-264-4200289

El mercurio es uno de los metales más tóxicos en la naturaleza, causando importantes problemas de salud en humanos y animales cuando se acumula en concentraciones inadecuadas. Algunas actividades industriales ocasionan contaminación por mercurio en fuentes de agua; su eliminación puede realizarse mediante la captación del metal por un adsorbente. El carbón activado es un adsorbente universal que ha demostrado ser efectivo para ese fin. Por otra parte, el azufre ha sido reportado como un elemento que favorece la captación del mercurio, de manera que los tratamientos de modificación de la química superficial que incorporen azufre, deberían mejorar el entrampamiento de este metal pesado. Se ha estudiado la adsorción de mercurio contenido en solución acuosa sobre carbones obtenidos a partir de madera de eucaliptus, activados con vapor de agua, sin modificación de su química superficial, y modificados introduciendo azufre como heteroátomo, por tratamiento con ácido sulfúrico y con sulfuro de carbono. Los carbones modificados presentaron un pH_PZ0 diferente al del adsorbente sin modificar, lo que se traduce en un comportamiento a la adsorción marcadamente diferente.  La temperatura es una variable de operación que no muestra influencia en la cinética o en el equilibrio. Los ensayos de adsorción se llevaron a cabo en una cuba termostatizada poniendo en contacto una cantidad fija de solución de HgCl₂ con cantidades variables de adsorbente, bajo agitación constante. El mercurio remanente en solución se determinó por espectrofotometría. Los datos de adsorción tienen un buen ajuste al modelo de Freundlich.

ENSAYOS DINÁMICOS DE ADSORCIÓN DE MERCURIO EN SOLUCIÓN SOBRE CARBONES ACTIVADOS AZUFRADOS

Silva,  H.S., Ruiz, S.V., Granados D.L., Aballay, A.

Instituto de Ingeniería Química – Facultad de Ingeniería – Universidad Nacional de San Juan  – Av. Libertador San Martín 1109 (oeste) – Dpto. Capital  (5400) San Juan, Argentina – (0264) 4211700 – FAX 54-264-4200289

La selección preliminar de un adsorbente para captar un soluto de interés contenido en una fase líquida o gaseosa se lleva a cabo a partir de estudios de adsorción en el equilibrio. Para predecir adecuadamente el comportamiento de estos sólidos en unidades de contacto industriales se deben realizar ensayos dinámicos, haciendo pasar la solución contaminada por columnas de adsorción donde el adsorbente se encuentra en la forma de un lecho fijo. En estos ensayos se reproduce el tipo de contacto que adsorbente y solución tienen en las unidades industriales y la información obtenida es básica para diseñar el adsorbedor a escala industrial. Las variables que deben ser estudiadas para realizar el dimensionamiento de las unidades de producción son el tamaño de partícula del lecho, la velocidad lineal de la fase fluida, la temperatura y el pH. La influencia de la temperatura y el pH se determina a partir de ensayos estáticos de adsorción. La dependencia del proceso con las otras dos, se evalúa a partir de ensayos de adsorción en columna. En este trabajo se realizan ensayos dinámicos de adsorción de mercurio contenido en una solución acuosa por un carbón activado comercial con el objeto de ajustar las variables del sistema. Posteriormente, se evaluarán carbones activados obtenidos a partir de residuos agroindustriales de la región de Cuyo, sin modificación de su química superficial, y modificados introduciendo azufre como heteroátomo.

REMOCIÓN DE METALES PESADOS CON ADSORBENTES OBTENIDOS A PARTIR DE RESIDUOS DE LA INDUSTRIA REGIONAL

Fabiana Sardella, Marianela Giménez, Eduardo Strazza, Hugo Silva, Cristina Deiana, Ana Rodríguez, Myriam Gimenez

Instituto de Ingeniería Química – Facultad de Ingeniería - Universidad Nacional de San Juan. Av. Libertador 1109 (oeste)- CP 5400 – San Juan

Los metales pesados son considerados eco-tóxicos peligrosos por su tendencia a acumularse en órganos humanos vitales. Varias tecnologías han sido aplicadas para la remoción de estos elementos de soluciones acuosas, entre las que la adsorción aparece como una de las más efectivas. Por otro lado, las actividades industriales producen gran cantidad de residuos que pueden ocasionar serios daños ambientales. Este grupo trabaja sobre el aprovechamiento de materiales de desecho de industrias de la región para preparar adsorbentes que puedan ser utilizados para la remoción de metales pesados, generándose una interacción entre actividades agrícolas y de explotación de minerales, características de la zona. Se procesa orujo, lex y escobajo de uva, madera de álamo y otros residuos, mediante distintos tratamientos de secado, carbonización y activación, para promover sus propiedades adsorbentes. Algunos de ellos fueron impregnados con sustancias promotoras de grupos superficiales afines a los grupos químicos a adsorber, tales como permanganato de potasio, ácido sulfúrico, peróxido de hidrógeno y ácido tánico. Entre las determinaciones aplicadas para su caracterización se encuentran análisis próximo, elemental, pH_pzc, grupos ácidos y básicos totales y área superficial, distribución de tamaño de poros, microscopía sem y termogravimetría. Para evaluar el comportamiento de estos materiales en la adsorción de plomo y cadmio, metales analizados hasta ahora, se llevan a cabo ensayos cinéticos en reactor Parr a presión atmosférica y ensayos de adsorción batch. Se realiza el análisis comparativo de los resultados, evaluando la influencia de las propiedades físico-químicas sobre el desarrollo de porosidad en los residuos y el grado de remoción de los metales analizados.

ELIMINACIÓN DE FENOL MEDIANTE LA COMBINACIÓN DE UN ADSORBENTE Y UNA BACTERIA

A. Puerto-Tello (1,2); J.C. Moreno-Piraján (3); A.M. Guzmán (1); M.E. Escudero (1); L. Velásquez (1); L.Giraldo(4); K. Sapag (2)

(1) Microbiología, FQByF, UNSL (2) INFAP, CONICET-UNSL, San Luis. (3) Laboratorio de Sólidos Porosos, Depto de Química, Universidad de los Andes, Colombia. (4) Depto de Qca, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá, Colombia.

La cepa ATCC 27853 de Pseudomonas aeruginosa fue gradualmente adaptada a una concentración final de 1 g L-1 de fenol por un periodo de dos semanas. Carbones activados (CAs) de origen lignocelulósico y mineral fueron empleados como soportes para inmovilizar el microorganismo. El consumo de fenol fue determinado tras 12, 24, 35, 48,60 y 72 h en tres diferentes experimentos: células inmovilizadas sobre CA, células libres y CA, independientemente. Los carbones fueron caracterizados por adsorción-desorción de N² a 77 K para determinar el área superficial y la distribución de tamaño de poro antes de ser usados como material de soporte. Las isotermas del consumo de fenol se realizaron a temperatura ambiente mediante experimentos de más de 70 horas.
La biodegradación y la adsorción sobre CAs como procesos integrados mostró ser viable y económico para la remoción de fenol de aguas contaminadas.

Guillermo Bertolini (1), Carmen I. Cabello (1), Irma L. Botto (2), Ricardo Arizaga (3) y Marcelo R. Trivi (3).

(1) CINDECA-CONICET La Plata-Universidad Nacional de La Plata, calle 47 Nro. 257, (1900) La Plata, Argentina.
(2) CEQUINOR-CONICET La Plata- Universidad Nacional de La Plata, calle 47 y 115, (1900) La Plata, Argentina.
(3) CIOP-CIC-CONICET La Plata y UID Optimo, Depto. Ciencias Básicas, Fac. de Ingeniería UNLP, CC 124, (1900) La Plata, Argentina.

Cuando un haz de luz laser  ilumina la superficie rugosa de un objeto, se observa un diagrama de interferencia aleatorio denominado “speckle” [1]. Si la superficie del objeto presenta algún tipo de movimiento local, el diagrama de speckle evoluciona con el tiempo. Este fenómeno, más conocido como “speckle dinámico”, es característico de especies biológicas [1]. Sin embargo, también puede ser observado en diferentes procesos no-biológicos como el secado de pinturas, la corrosión y el intercambio de calor [2,3]. La actividad tiene lugar cuando la muestra en estudio cambia sus propiedades debido al movimiento de centros de “scattering”, cambios en el paso óptico, debido a las variaciones del índice de refracción ó una combinación de estos fenómenos. Dicho comportamiento puede ocurrir también durante el  proceso de adsorción de agua de compuestos oxídicos porosos.
El presente trabajo muestra la aplicación del “speckle dinámico” al análisis de la hidrofilicidad de materiales como sílica-gel y sílico-aluminatos naturales (bentonitas, zeolitas y caolinitas) con diferentes propiedades texturales como área superficial y volumen de poros. Los resultados experimentales muestran la evolución temporaria de los diagramas de “speckle” de los materiales elegidos durante el proceso de adsorción de agua. Paralelamente y a efectos comparativos, se muestran los diagramas obtenidos por termogravimetría (TGA) para las muestras en estudio luego del contacto con agua. El trabajo realizado muestra que la técnica “speckle” ofrece una comparación efectiva entre varios productos y se puede considerar un método alternativo para el estudio de materiales porosos de interés como adsorbentes ó soportes de catalizadores.

ADSORCIÓN/DESORCIÓN DE FÁRMACOS EN MATRICES MESOPOROSAS ORDENADAS

María Soledad Legnoverde, Elena I. Basaldella

Universidad Nacional de La Plata-Centro de Investigación en Ciencias Aplicadas (CINDECA). Calle 47 Nº 257, La Plata (1900) Argentina.

Las matrices silíceas mesoporosas recientemente se están estudiando para ser utilizadas en la liberación de medicamentos; dado que son químicamente inertes, de fácil síntesis, presentan alta resistencia mecánica y exhiben alta biocompatibilidad. Las tecnologías diseñadas para sistemas de liberación de drogas, hoy en día son muy importantes en el área farmacéutica, debido a que la liberación controlada constituye una alternativa de la administración oral de fármacos.
Las moléculas de las drogas pueden ser alojadas dentro de los mesoporos por técnicas de inmersión y liberadas mediante mecanismos de difusión, sin interacción con la sílice.
 El propósito de estos estudios es determinar la posibilidad de cargar moléculas biológicamente activas dentro de la sílice mesoporosa. Hemos estudiado la encapsulación de ácido valproico (VH), fenitoína sódica (PH), cortisol y colágeno polivinil-pirrolidona (CLG-PVP) en matrices silíceas mesoporosas ordenadas, con resultados alentadores [1-4]. Adicionalmente, los estudios histopatológicos para comprobar la interacción de estos reservorios con los tejidos, comprobaron que existe biocompatibilidad al ser insertados en animales de laboratorio. Actualmente estamos analizando la encapsulación de cefalexina, con el objeto de lograr una liberación controlada intradérmica para aplicación en medicina veterinaria.
Las matrices con y sin medicamento se caracterizan por DRX, adsorción/desorción de N2 y microscopía SEM. Las mediciones de la liberación in vitro se realizan por medio de espectroscopia UV/VIS.
Los resultados demuestran que se obtienen materiales silíceos ordenados nanoestructurados útiles para sistemas de liberación controlada de fármacos.

POSIBLE LOCALIZACION DE ESPECIES NANO-ESTRUCTURADAS DE COBRE EN MATERIALES Cu-MCM-41

C.M. Chanquia (1), M. K. Sapag (2), E. Rodríguez-Castellón (3), E. R. Herrero (1), G. A. Eimer (1)

(1) Centro de Investigación y Tecnología Química (CITeQ). Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Córdoba, Argentina; (2) Laboratorio de Ciencias de Superficies y Medios Porosos (LaCSuMP). Universidad Nacional de San Luis. San Luis. 5700. Argentina; (3) Departamento de Química Inorgánica, Cristalografía y Mineralogía. Campus de Teatinos. Universidad de Málaga. Málaga.  29071. España.

Los tamices moleculares mesoporosos tipo MCM-41 reciben actualmente gran atención debido a su alta área superficial (700-1500 m²/g), tamaño uniforme de poros (1.5 a 10 nm) y a la gran variedad de posibles modificaciones de su superficie. Dado que el cobre resulta particularmente interesante debido a sus especiales propiedades redox y foto-electrónicas, diversos materiales modificados con cobre han sido objeto de recientes investigaciones. En este trabajo se prepararon por síntesis hidrotérmica directa tamices moleculares Cu-MCM-41. El objeto de estudio fue la naturaleza, localización e interacción con la matriz silícea de las diferentes especies nano-estructuradas de cobre generadas a partir de este método de incorporación directa del metal. Estos materiales se caracterizaron por difracción de rayos X, adsorción de N₂, espectroscopía ultravioleta visible con reflectancia difusa, reducción térmica programada, espectroscopía de infrarrojo con transformada de Fourier con adsorción de piridina y espectroscopía de fotoelectrones de rayos X. Todos los materiales presentaron alta regularidad estructural aún para cargas de Cu > 5 % p/p, elevadas áreas superficiales específicas (~1000 m²/g) y estrecha distribución de tamaño de poro (2-4 nm). Del análisis conjunto de las técnicas espectroscópicas se pudo sugerir la coexistencia de estados 1+ y 2+ (δ+) en las distintas especies de cobre presentes: cationes mononucleares aislados Cuδ+, posiblemente coordinados con oxígenos de la red; “clusters” oligonucleares lineales (∙∙∙Cu^δ+∙∙∙O^δ-∙∙∙Cu^δ+∙∙∙) probablemente insertos en los canales mesoporosos y óxidos CuO segregados sobre la superficie externa. Por último, se determinó que las especies Cu^δ+ aisladas son las responsables de la acidez Lewis característica de estos materiales.

APLICACIONES FOTOCATALÍTICAS DE ADSORBENTES MESOPOROS DEL TIPO MCM-41

Verónica R. Elías (1,3) Ma. Lucila Satuf (2,3) Mónica Crivello (1), Eduardo R. Herrero (1), Rodolfo J. Brandi (2,3) Orlando M. Alfano (2), Sandra G. Casuscelli (1,3), Griselda A. Eimer (1,3)

Verónica R. Elías (1,3) Ma. Lucila Satuf (2,3) Mónica Crivello (1), Eduardo R. Herrero (1), Rodolfo J. Brandi (2,3) Orlando M. Alfano (2), Sandra G. Casuscelli (1,3), Griselda A. Eimer (1,3)

La fotocatálisis heterogénea es una tecnología innovadora por medio de la cual se han logrado importantes resultados en la degradación de contaminantes en medio acuoso. Este proceso se basa en la activación de un material semiconductor mediante la absorción de fotones de luz de determinada energía. El TiO₂ es el semiconductor más estudiado en la eliminación de residuos orgánicos. No obstante, sus partículas en suspensión forman agregados disminuyendo su área superficial efectiva así como su eficiencia catalítica. En este contexto surge la idea de depositar TiO₂ en diferentes soportes porosos ya que esto permitiría incrementar el área superficial del catalizador, favoreciendo la adsorción de sustratos y mejorando su eficiencia. Por esta razón, los tamices moleculares MCM-41 que presentan un compacto arreglo hexagonal de canales unidimensionales y altas áreas superficiales son candidatos ideales para actuar como soportes. Sus características estructurales posibilitan la adsorción selectiva de sustratos. A su vez, modificaciones químicas en su superficie mediante la incorporación de metales de transición fotosensibles, pueden hacerlos aptos para aplicaciones en reacciones  foto-catalíticas utilizando fotones de luz visible. En este trabajo se sintetizaron materiales MCM-41 modificados con Ti y Cr tanto por incorporación directa como por impregnación húmeda. Se estudió el efecto del método de incorporación sobre las propiedades físicoquímicas del material final. La caracterización se realizó utilizando las técnicas de DRX, UVvis-RD, adsorción de N₂. El comportamiento foto-catalítico de los tamices modificados se evaluó en la reacción de degradación del colorante Acido Naranja 7, utilizando tanto radiación UVvis como visible. 

ESTUDIO DE REACCIONES CATALITICAS HETEROGENEAS. ISOMERIZACION E HIDRATACIÓN DE a-PINENO Y ELIMINACIÓN DE MATERIAL PARTICULADO.

Marta I. Ponzi (1), E. Rodriguez-Castellón (2), A. Jiménez-López (2), Nora  A. Comelli (1), Daniela I. Lick (3), Esther N. Ponzi (3)

(1) INTEQUI (CONICET-UNSL), 25 de Mayo Nº 384, Villa Mercedes (San Luis), 5730, Argentina.
(2) Departamento de Química Inorgánica, Cristalografía y Mineralogía, Facultad de Ciencias, Universidad de Málaga, Campus de Teatinos, Málaga, 29071, España

    Se estudian diferentes reacciones catalizadas por sólidos, algunas de ellas pertenecientes al campo de la química fina como lo son la isomerización e hidratación de a-pineno, con el fin de obtener canfeno y alcoholes terpénicos, usados en la industria alimenticia y de fragancias y otras reacciones que están vinculadas a la contaminación ambiental, como lo es la eliminación de material particulado emitido por los motores diesel.
    Para estos estudios se requiere la preparación y caracterización de los catalizadores. Dentro de las técnicas de caracterización podemos mencionar la determinación de superficie especifica y la distribución de tamaños de poro a través de la isoterma de adsorción y la de desorción, XPS con el fin de conocer las concentraciones superficiales, FTIR que permite determinar estructuras y acidez de los catalizadores, DRX identifica las estructuras cristalinas presentes y estudios de TGA-DSC los que permiten conocer las transformaciones producidas en los precursores.
    Con el objeto de estudiar la estabilidad de los catalizadores , luego que ellos son sometidos al proceso catalítico nuevamente deben ser caracterizados para observar los cambios estructurales producidos durante la reacción y poder plantear métodos de regeneración de los catalizadores
    A efectos de determinar posibles mecanismos de reacción  es de gran importancia el conocimiento de las propiedades adsortivas del sólido, frente a los reactivos y productos.
    Para la reacción de hidratación de a-pineno, se requiere diseñar catalizadores sólidos, para que puedan ser extraídos fácilmente del medio de reacción, pero estos catalizadores pueden sufrir lixiviación por lo que seria de gran utilidad contar con catalizadores donde la fase activa quede entrampada en un sólido

Silvia Mendieta, Celso Pérez, Sandra Casuscelli, Griselda Eimer, Eduardo Herrero y Mónica Crivello

CITeQ - Facultad Regional Córdoba, Universidad Tecnológica Nacional. Maestro López esq. Cruz Roja Argentina (CP 5016) Córdoba, Argentina.

Los hidróxidos de doble capa (HDC) constituyen una clase especial de materiales inorgánicos, los cuales tienen potenciales aplicaciones en medicina, intercambiadores iónicos, catalizadores, etc. Los mismos pueden ser representado por la fórmula general [M⁺²_(1-x)M⁺³_x(OH)₂]^x+ [A^n-_x/n mH₂O]^x- donde M²⁺ y M⁺³ son los cationes di y trivalentes; A^n- es el anión inorgánico intercambiable. El valor de x es igual a la relación molar M³⁺/(M²⁺+M³⁺). Los HDC consisten en capas de hidróxidos metálicos positivamente cargados, los cuales son neutralizados por aniones colocados en la intercapa. Varias clases de aniones han sido introducidos entre las capas de hidróxidos por simple reacciones de intercambio o por coprecipitación directa. En este trabajo se presenta la intercalación de Indometacina (agente anti-inflamatorio) entre las capas de los HDC. La misma se realizó por dos vías, por coprecipitación directa o por intercambio aniónico. La primera se llevó a cabo utilizando cloruros de Al-Mg y una solución de la sal de la Indometacina o en su forma ácida. En el segundo caso, primero se realizó la síntesis de los HDC y luego se lo puso en contacto con la solución, conteniendo la droga. La síntesis que se realizó por coprecipitación de cloruros de Al-Mg utilizando NaOH como precipitante, se hizo en atmósfera de N₂. Como anión de intercapa se utilizó Cl-. Por DRX se observaron en los HDC los picos característicos de ese material. Luego del intercambio y en  aquellos sintetizados directamente con la droga mostraron un primer pico a bajo ángulo, indicando un mayor tamaño de intercapa.

R. Rojas (1), M. A. Ulibarri (2), C. P. De Pauli (1), C. E. Giacomelli (1)

Los hidróxidos dobles laminares (LDHs) son sólidos formados por láminas tipo brucita cargadas positivamente por sustitución isomórfica de cationes divalentes por trivalentes. Estas cargas son compensadas por aniones que se sitúan en el espacio interlaminar junto con moléculas de agua. Dentro de las propiedades de los LDHs destacan su capacidad de intercambio aniónico y su capacidad buffer e inestabilidad a pHs ácidos. Entre las aplicaciones que más interés han generado recientemente están las farmacéuticas (como agentes de liberación controlada) y ambientales (como filtros para la eliminación de contaminantes). Sin embargo, el estudio de estas aplicaciones se ha centrado principalmente en la modificación estructural de los LDHs y no tanto en los mecanismos de reacción y las propiedades fisicoquímicas de los sólidos. El estudio de la interfaz LDH-solución acuosa, en este contexto, es muy importante, ya que la reactividad y la carga superficial de las partículas de estos sólidos controlan las propiedades reológicas, intercambiadoras y adsorptivas del sólido así como su estabilidad. En esta grupo de investigación se pretende, utilizando conceptos y herramientas de la Química Inorgánica y la Fisicoquímica Interfacial: optimizar la síntesis de los sólidos, comprender los mecanismos de reacción de los LDHs, analizar la cinética de estas reacciones, determinar su afinidad por los distintos fármacos y contaminantes así como modelar el comportamiento de los híbridos. El estudio conjunto de estos aspectos permitirá posteriormente optimizar el rendimiento de los LDHs híbridos en las condiciones en las que estos sólidos serán aplicados.

D. Barrera, G. Amaya ,  K. Sapag

Instituto de Física Aplicada-CONICET, Dpto de Física, Facultad de Ciencias Físico Matemática y Naturales, Universidad Nacional de San Luis. Chacabuco 917, San Luis, Argentina

El desarrollo de catalizadores y adsorbentes para diversas aplicaciones es de constante interés, donde materiales porosos de bajo costo pueden ser modificados fisicoquímicamente para  ser utilizados como tales. Entre los posibles materiales a estudiar están las arcillas pilareadas, PILCs, las cuales pueden obtenerse a partir de arcillas naturales o sintéticas, por la incorporación de oligocationes metálicos, los cuales desarrollan una estructura porosa. Generalmente, las PILCs ofrecen tamaños de poro en el rango de los microporos (hasta 20Å) siendo ésta una limitación para algunas aplicaciones finales. Una posibilidad de aumentar la porosidad, es incorporar oligocationes de mayores tamaños como los obtenidos a partir de Si2+ y Fe3+.
En este trabajo, se sintetizaron materiales con poros en el rango de los nanómetros a partir de una arcilla natural de la zona de Cuyo, Argentina. Para ello, se sintetizaron oligocationes con mezcla de Si y  Fe, que después de ser intercambiados con los cationes naturales de la arcilla, y de un proceso de secado y calcinación entre 300 y 900°C, forman arcillas pilareadas. Los materiales obtenidos revelaron superficies específicas entre 150m²/g y 300m²/g, con diámetros de poro entre 2,5nm y 4nm, obtenidos a partir de isotermas de adsorción – desorción de nitrógeno a 77K. El análisis textural se complementó mediante porosimetría de mercurio, evaluando las zonas de meso y macroporos. Las características estructurales se obtuvieron por diferentes técnicas: análisis químicos, reducción térmica, difracción de rayos X y análisis termogravimétrico entre otros. Se presenta una comparación con la arcilla natural resaltando las modificaciones obtenidas durante el proceso de síntesis.

Palabras claves: Arcillas pilareadas, mesoporosidad, materiales porosos, porosimetría de mercurio.

Elisa G. Herrera, M. Lorena Lopez Rodríguez, Laura E. Valenti, M. Lucrecia Carot y Carla E. Giacomelli

INFIQC. Departamento de Fisicoquímica. Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Nacional de Córdoba. 5000, Córdoba

En el diseño de superficies biofuncionales, se pretende imitar la alta especificidad y selectividad de los sistemas biológicos para reconocer estructuras particulares a nivel molecular. Los ejemplos naturales del proceso de bio-reconocimiento comprenden una gran diversidad de sistemas, como la interacción enzima-sustrato y antígeno-anticuerpo, la complementariedad entre cadenas simple de ADN y el reconocimiento entre un receptor y un transmisor en la membrana celular. Esta capacidad de bio-reconocimiento natural se aplica en el diseño de sistemas superficiales para obtener materiales biocompatibles y biomiméticos, biosensores y biochips, tejidos artificiales y componentes y circuitos bioelectrónicos. El objetivo general del trabajo realizado dentro de esta línea de investigación, es estudiar las propiedades y procesos que tienen lugar en la interfaz entre sustratos sólidos y material biológico (enzimas, antígenos, ADN, bacterias) para diseñar racionalmente superficies biofuncionales con capacidad de reconocimiento específico. Para alcanzar el objetivo general, se utiliza un esquema de trabajo en el cual se integran los conceptos fundamentales del proceso de adsorción o adhesión con la optimización del evento de bio-reconocimiento superficial. En consecuencia, se estudian tres aspectos mutuamente interrelacionados: modificación de sustratos sólidos, optimización de los procesos de adsorción o adhesión y determinación de la actividad biológica superficial. De esta manera, se estudian sistemáticamente las interacciones entre la superficie y el material biológico, combinando distintas metodologías superficiales que incluyen determinaciones macro, micro y nanoscópicas.

Sorción de pesticidas (clorofenoles) sobre residuos agrícolas

Sandra S González,  Jorge F González

Fac. de Ingeniería- Universidad Nacional de Mar del Plata

El vertido de sustancias tóxicas de estructura aromática o similar (pesticidas,  anilinas  derivadas de procesos de teñido de lanas, por ejemplo) constituye un  riesgo ambiental, que en nuestra  zona agrícola y en el ejido urbano  circundante (Ciudad de Mar del Plata) se manifiesta frecuentemente como  vertidos de anilinas  al  conducto pluvial e incidentes de vertido de pesticidas en lagunas.
La opción clásica para remoción  de contaminantes es la combinación de un tratamiento biológico  y adsorción sobre carbón activado. De todos los tipos de sorbentes el carbón activado es el preferido pero su uso está restringido por su alto costo. (Felsot et al 2003). Es por  ello que se ha comenzado a estudiar una alternativa no convencional en sorbentes de bajo costo con altas capacidades de adsorción de clorofenoles. (Crini, 2005). Algunos de los sorbentes incluyen materiales naturales, biosorbentes y residuos de la industria y agricultura aptos para diferentes tratamientos.
Este proyecto usó como sorbentes  residuos agrícolas fácilmente disponibles como alternativas de mucho menor costo y de disponibilidad periódica y renovable.
 Se realizaron estudios del equilibrio y cinéticas de sorción de soluciones de pentaclorofenol, en función de la concentración de soluto, de los diferentes tipos de sorbentes, de los tamaños de partícula disponibles, pH y temperatura.  Los resultados experimentales se ajustaron a modelos teóricos. Se encontró que las cáscaras de girasol enteras son las que presentan mayor capacidad de adsorción y esto se relaciona directamente con el mayor contenido de lípidos.

Nuria Vidal y Cristina Volzone

Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica (CETMIC)-CIC/ CCT- La Plata-CONICET. C.C. 49, Cno. Centenario y 506, (1897) M.B. Gonnet, Prov. Buenos Aires, Argentina.

Las bentonitas son rocas compuestas esencialmente por minerales del grupo de la esmectita, que es un tipo de mineral arcilloso. Las esmectitas le confieren a las bentonitas propiedades muy utilizadas en la industria tales como la capacidad de adsorción para determinados compuestos (purificación de aceites, vinos, aguas). Si a la bentonita se la expone a un tratamiento que se denomina “activación con catión orgánico” se obtiene un nuevo material (organobentonita) que es más eficaz para la retención de compuestos orgánicos contaminantes en solución acuosa.
En este trabajo se seleccionó una bentonita de origen nacional y se la trato,  para transformarla en organobentonita, con el catión hexadeciltrimetilamonio (HDTMA⁺) de la sal cloruro, en una cantidad equivalente a la capacidad de intercambio de la bentonita.
Este nuevo material se utilizo para evaluar la retención de tolueno en medio acuoso utilizando concentraciones de tolueno en el rango de 50- 700 ppm.
La bentonita original y la organobentonita fueron caracterizadas utilizando: difracción de rayos X (DRX), Carbono Orgánico Total (TOC). La capacidad de retención de tolueno se determino por espectroscopia en el UV-visible, analizando el tolueno en solución antes y después del contacto con los sólidos.
La máxima capacidad de retención de tolueno para el rango de trabajo utilizado fue de 0,33 mmol/g.

Efecto del pH en la adsorción del fungicida iprodion en montmorillonita y sus productos de modificación superficial

M. Pantanetti, M. dos Santos Afonso (1), R. M. Torres Sánchez

CETMIC. Camino Centenario y 506, CC 49, (B1897ZCA) M. B. Gonnet.
(1) Dep. de Química Inorgánica, Analítica y Química Física e INQUIMAE, FCEN, UBA,
Ciudad Universitaria, Pabellón II, Bs As.

Los suelos y aguas son los receptores de excesos de agroquímicos aplicados para alcanzar las metas de la producción agrícola. Una manera de reducir dichos excesos y proteger al ambiente, es utilizar materiales que permitan la liberación controlada de agroquímicos. Para ello, en este trabajo se plantea el uso de una montmorillonita sódica (Na-M) y sus productos de tratamiento térmico: 550°C x 3hs (Na-M550C) y mecánico: 300seg (Na-M300s) como adsorbentes del fungicida iprodion, evaluándose el efecto del pH en la adsorción y en la cinética de degradación del fungicida. Los tratamientos generaron cambios en la superficie específica de 731 a 141 y 253 m²/g, CIC de 100 a 74 y 98 meq/100g e IEP de pH 3,2 a 8,0 y 8,3, de la Na-M, Na-M550C y Na-M300s, respectivamente. Las constantes cinéticas de degradación del iprodion aumentaron en función del pH ¹, a temperatura ambiente.
Los valores de adsorción, para las tres muestras, mostraron un aumento a pH 6, mientras que la normalización de los mismos con la superficie de cada muestra indica un aumento en los productos de tratamientos. El corrimiento de 12,26 a 13,00 Å del pico de reflexión d(001) en los espectros de DRX, para la muestra Na-M550C a pH > 6 evidenció la inserción del iprodion en la intercapa de la arcilla. En las muestras Na-M y Na-M300s, la presencia de agua y la ruptura de la estructura cristalina, respectivamente, no permiten obtener conclusiones definitivas sobre el sitio de adsorción del fungicida.

ADSORCIÓN DE PICLORAM EN MONTMORILLONITAS

J. L. Marco Brown (1), R. M. Torres Sánchez (2) y M. dos Santos Afonso (1)

(1) Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física (DQIAyQF), Instituto de Química Física de los Materiales, Medio Ambiente y Energía (INQUIMAE), Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (FCEyN), UBA.,  Ciudad Universitaria, Pabellón II, C1428EHA, Bs As, Argentina. (2) Centro de Tecnología de Recursos Minerales y Cerámica (CETMIC), Pcia. de Buenos Aires, Argentina.

El herbicida Picloram (ácido 4-amino-3,5,6-tricloropicolínico) es comúnmente usado no solo en la agricultura de Argentina y Brasil,  sino también a nivel mundial.  Debido a los diferentes métodos de aplicación y a las condiciones ambientales, una cantidad significativa del plaguicida aplicado puede alcanzar el suelo y unirse a los constituyentes del mismo, ser transportado, y a través de procesos de permeación llegar a contaminar las aguas subterráneas o sufrir degradación química y/o biológica.  Las arcillas, uno de los componentes principales del suelo, poseen propiedades que juegan un rol importante en los mecanismos de adsorción de especies orgánicas e inorgánicas en los suelos. En particular, las montmorillonitas han presentado una gran capacidad de adsorción  de cationes metálicos y de substancias orgánicas, debido a su tamaño de partícula reducido (<2 µm), gran área superficial y sustituciones isomórficas en su estructura.  En este trabajo se presenta evidencia de la adsorción de picloram en montmorillonitas.  Para ello, se caracterizó una montmorillonita (wyo, proveniente de USA) mediante el empleo de TGA, DTA, DRX, SEM, EDAX, análisis químico, determinación de superficie específica (método BET (S_N2) y adsorción de agua (S_W)), CIC y punto isoeléctrico (método del potencial de difusión) y se determinaron las isotermas de adsorción de picloram sobre wyo, variando el pH y el tamaño de partícula.  Además, se caracterizaron los sistemas picloram-wyo por XPS, DRX y DTA, encontrándose que el picloram entra en la intercapa y que existe una interacción entre el nitrógeno piridínico del herbicida y la superficie de la arcilla.

M. Eugenia Parolo (1), Miria T. Baschini (1), Marcelo J. Avena (2)

(1) Departamento de Química, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional del Comahue,
Buenos Aires 1400, 8300 Neuquén, Argentina.  meparolo@uncoma.edu.ar

Los minerales arcillosos son materiales naturales, que se encuentran como componentes de los suelos o en depósitos de elevada pureza. En su estado natural, las montmorillonitas poseen una capacidad adsorbente óptima cuando el adsorbato es un catión orgánico, ya que las interacciones electrostáticas y las interacciones de tipo van der Waals resultan en una gran afinidad de la superficie por esos cationes. Las tetraciclinas constituyen un grupo de productos con actividad como agentes bacteriostáticos frente a una gran variedad de microorganismos, por lo que se han convertido en antibióticos de uso habitual en seres humanos, en animales y en algunas áreas de la agricultura. Los objetivos propuestos fueron evaluar la capacidad adsorbente y los mecanismos de adsorción involucrados, de minerales arcillosos naturales con adsorbatos utilizados como principios activos en medicina humana y/o veterinaria como las tetraciclinas, bajo diferentes condiciones experimentales. La adsorción de tetraciclina (TC) sobre montmorillonita fue estudiada en función del pH, fuerza iónica del medio y del catión de intercambio del mineral usando espectroscopía UV-Visible, IR, DRX y experiencias en batch. Las modificaciones espectrales observadas para TC en presencia de montmorillonita sugieren importantes interacciones del antibiótico con el mineral. La adsorción y desorción de TC sobre minerales arcillosos son afectados por el pH del medio y el tipo de catión de intercambio del mineral, encontrándose una activa participación del catión calcio en el proceso de adsorción. La interacción TC con montmorillonitas podría determinar la reactividad, movilidad y biodisponibilidad del antibiótico en el ambiente.

ESTUDIO DE LA INTERACCIÓN DE GLIFOSATO CON SUELOS EMPAQUETADOS EN COLUMNAS

Romina C. Pessagno, María dos Santos Afonso

INQUIMAE y Departamento de Química Inorgánica, Analítica y Química Física - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales -  UNIVERSIDAD DE BUENOS AIRES, Ciudad Universitaria - Pabellón II - 3er Piso - C1428EHA –  Buenos Aires – ARGENTINA

El Glifosato (N-fosfonometilglicina) (GPS) es uno de los herbicidas de uso más difundido en nuestro país y en el mundo.  Este herbicida es no selectivo, post-emergente y de amplio espectro, utilizado abundantemente para el control de malezas. El objetivo de este trabajo es estudiar parte de los procesos que gobiernan su movilidad y persistencia en el medio ambiente. Para ello la velocidad de permeación y perfiles de retención de este herbicida y sus productos de degradación se estudiaron en columnas construidas con anillos de acrílicos de 5 cm de alto y 3 cm de diámetro rellenos con suelos de Santiago del Estero (Quimili) previamente caracterizados. Dichos anillos se unieron con silicona conformando una columna de 25 cm de longitud.  Los ensayos se realizaron en condiciones de pH, temperatura y humedad controlados. Las muestras tomadas a la salida de la columna eluyeron por efecto de gravedad y se determinaron las concentraciones de herbicida y posibles productos de degradación en cada una de las alícuotas obtenidas. Posteriormente se procedió a separar cada anillo y estudiar la adsorción en cada fracción. Los resultados obtenidos mostraron que el GPS queda retenido en la columna empaquetada con suelos, debido a la adsorción, formando complejos superficiales por coordinación a través de su grupo fosfonato. Debido al carácter fuertemente quelante de la molécula de GPS la complejación con los iones metálicos y su adsorción sobre la superficie del suelo podrían afectar la degradación, distribución, y biodisponibilidad del herbicida en los suelos, aguas superficiales y subterráneas.

ADSORCIÓN DE COLORANTES ORGÁNICOS USANDO ÓXIDOS DE HIERRO COMO ADSORBENTES.

Silvina Pirillo (1), María Luján Ferreira (1),(2) y Elsa Rueda (1)

(1)Universidad Nacional del Sur, Departamento de Química, Av. Alem 1253, (B8000CPB) Bahía Blanca, Argentina. (2) Planta Piloto de Ingeniería Química (PLAPIQUI-UNS-CONICET), Camino a la Carrindanga km 7, (B8000CPB) Bahía Blanca, Argentina.

Se estima que aproximadamente un 12 % de los colorantes sintéticos usados en el transcurso de un año se pierden durante la manufactura y operaciones de proceso y un 20 % de ellos ingresa al medioambiente a través de efluentes provenientes del tratamiento de desechos industriales. Estos efluentes son altamente coloreados y pueden resultar tóxicos para la vida acuática presente en las aguas que los reciben. La adsorción es un proceso físico químico muy utilizado porque además de ser un proceso altamente factible a través de él se puede lograr una alta calidad del agua. Este trabajo abarca el estudio de tres colorantes: Alizarina (A), Azul Negro de Eriocromo R (E) y Fluoresceína (F). Los adsorbentes utilizados son: goetita, Co-goetita y magnetita. La goetita se empleó por su gran estabilidad y propiedades químicas bien conocidas, la Co-goetita para determinar si la presencia de Co en la estructura de goetita produce algún cambio en el patrón de adsorción y la magnetita principalmente por sus propiedades magnéticas que la hacen potencialmente promisoria para un ulterior proceso de recuperación del adsorbente. Previo a los estudios de equilibrio de adsorción de los tres colorantes sobre los tres adsorbentes en función de la concentración y del pH, se realizaron estudios cinéticos. Se completó el estudio aplicando técnicas FTIR y espectroscopía Raman. Los resultados se interpretaron en función de la formación de complejos superficiales realizando los correspondientes ajustes aplicando el modelo de capacitancia constante (CCM) y también se analizaron los resultados aplicando un modelo de dinámica molecular (MM2).

REMOCIÓN DE NONILFENOL CON TIERRAS DE DIATOMEAS: INFLUENCIA DE LA GRANULOMETRÍA

L.Manfredi, P.Babay  (1), A.G.Leyva (1)

Escuela de Ciencia y Tecnología - Universidad Nacional de San Martín.
(1) Comisión Nacional de Energía Atómica - Centro Atómico Constituyentes -Buenos Aires

Las tierras de diatomeas, mineral de bajo costo, han sido utilizadas industrialmente como material filtrante pero se conoce muy poco sobre su comportamiento respecto a la sorción de contaminantes orgánicos persistentes.  Hemos demostrado que son útiles para la remoción de nonilfenol de soluciones acuosas, mostrando un buen potencial para la descontaminación de efluentes líquidos. El nonilfenol proviene de la degradación biológica de los tensioactivos no iónicos polietoxilatos de nonilfenol, que son constituyentes de detergentes ampliamente utilizados. En este trabajo estudiamos la influencia de la granulometría del sustrato en la remoción de nonilfenol.Las partículas originales fueron molidas, tamizadas y se usaron tres fracciones: entre 50# y 60#, entre 30# y 50# y partículas comerciales sin tratar.  Se analizó la morfología por SEM, las fases cristalinas por XRD y el área específica por BET. El contenido de nonilfenol en las soluciones se determinó mediante la técnica de HPLC. Se hicieron ensayos en columnas preparadas con 1g de sustrato sobre un lecho de 0,9g de grava para la fracción 50-30# y para las partículas sin tratar; para la fracción más fina (60-50#) se empleó un lecho mixto 1:1 (grava:diatomita) sobre 0,9g de grava. Se pasaron 100ml de una solución de 1 mg/ml de nonilfenol en agua nanopure por cada una de las columnas (por duplicado). El resultado de estos ensayos indica que el porcentaje de remoción es inversamente proporcional a la granulometría de la fracción. Se consigue el 99% de remoción para la fracción 60-50#, el 74% para la 50-30# y es del 48% para partículas sin tratar.

ESTUDIOS DE ADSORCIÓN SÓLIDO-LÍQUIDO SOBRE HIDROXIAPATITA

Enrique D. Vega, Griselda E. Narda y José C. Pedregosa

Química Inorgánica. Facultad de Química, Bioquímica y Farmacia. Universidad Nacional de San Luis. Chacabuco 917 (5700) San Luis, Argentina.

La hidroxiapatita [Ca₁₀(PO₄)₆(OH)₂, HAP] es el principal constituyente de tejidos duros, tales como huesos, uñas y dientes. En tal sentido, la HAP sintética, adsorbida con diversas sustancias tales como antibióticos, ha sido eficientemente empleada en técnicas de implante con el objeto de reparar tejidos enfermos o dañados [1]. Por otra parte, HAP ha sido profusamente empleada como material adsorbente en la remoción de elementos tóxicos de aguas residuales [2,3]. Las superficies de los materiales apatíticos presentan  gran afinidad por diferentes especies orgánicas e inorgánicas. En tal sentido, desde hace varios años, hemos estudiado la interacción de la HAP con diversas especies, tales como oxovanadio(IV), ácido cítrico, ácido fumárico y ácido maleico. El estudio del sistema oxovanadio(IV)-HAP resulta de interés dado que se ha comprobado que este oxocatión es fuertemente retenido por tejidos duros. Para este sistema hemos podido determinar los parámetros cinéticos y termodinámicos que caracterizan el proceso de adsorción [4].  Por otra parte, el efecto del ácido cítrico, producto del metabolismo de la dieta, sobre HAP, utilizada como modelo de biomineral, permite cuantificar el grado de desmineralización de la fase inorgánica del esmalte dental debido a fenómenos de superficie. En este caso, hemos podido caracterizar el sistema en base a la determinación de parámetros fisicoquímicos relacionados al proceso de adsorción [5]. Para el caso de la adsorción de los ácidos fumárico y maleico, producidos por oxidación de compuestos fenólicos y principales contaminantes en la industria de compuestos cetónicos y de polímeros, la HAP resulta ser un excelente adsorbente, lo que permitiría la eliminación de estos contaminantes de efluentes industriales. En tal sentido hemos determinado los parámetros termodinámicos tendientes a optimizar el proceso de adsorción.

ESTUDIOS DE ADSORCION DE Cr SOBRE HIDROXIAPATITA

Adela Mercado (1), Juan Rodríguez Zotelo (1), María Inés Gómez (2), Daniel Cicerone (3)

(1) Facultad de Ciencias Exactas, CIUNSa, Universidad Nacional de Salta.
(2) Facultad de Bioquímica, Química y Farmacia, Universidad Nacional de Tucumán.
(3) Instituto de Investigación e Ingeniería Ambiental, Universidad de Gral San Martín, CNEA, Comisión Nacional de Energía Atómica

En el presente trabajo se evaluó el uso como adsorbente para la remoción de Cr(III) de una hidroxiapatita sintetizada mediante precipitación. Los precursores fueron  C_aCl₂.2H₂O 1 M  y NH₄H₂PO₄ 0,5 M con relación  de partida  de Ca/P = 10/6. Las soluciones se llevaron a pH = 10 con NH₄OH. La mezcla obtenida se dejó en agitación a 37°C dos horas, el sólido  separado por centrifugación fue lavado con alcohol etílico y secado a 60°C durante 24 horas.  El material antes y después de la adsorción de Cr, denominado HA-1 y HA-1-Cr respectivamente fue caracterizado por DRX, FTIR, ATG-DTA y EDS. Los resultados de EDS muestran una relación nCa/nP=1,52  y  1,45 para HA-1 y Ha-1-Cr respectivamente. El difractograma de rayos X presenta las líneas características de Hidroxiapatita (31,11;  31,55; 25,93). Los resultados de  ATG muestran dos etapas de pérdida de peso que se corresponden con dos picos endotérmicos en el DTA. Los estudios de adsorción se realizaron en sistema  cerrado a temperatura ambiente y pH entre 4,90 y 5,20. El tiempo de equilibrio se alcanzó a las 16 horas con un porcentaje de retención del 75,80%, siendo la concentración inicial de Cr de 1000 µM y la relación masa-volumen de 1mg/mL. Se trabajó con tamaño de partícula malla 60/80. El comportamiento de adsorción pudo ser descrito por una isoterma de Langmuir, con q_max para Cr³⁺ de 27,76 mg Cr^3+/gHA y un Ka de 5,025 µM^-1.  De acuerdo al modelo de Dubinin- Raduskevich (D-R)  la E_ads corresponde a 4,7 kJ/mol, es decir una adsorción física.

ADSORBENTES NANOPOROSOS CONTENIENDO PALADIO Y COBRE: PREPARACIÓN, CARACTERIZACIÓN Y ESTUDIOS ESPECTROSCÓPICOS DE ADSORCIÓN DE BENZOTIOFENO Y DIBENZOTIOFENO

Diana C. S. Azevedo (1), Enrique Villarasa (2), Antonia Infantes-Molina (2), Ramón Moreno-Tost (2), Célio L. Cavalcante Jr. (1), Enrique Rodríguez-Castellón (2) y Antonio Jiménez-López (2)

(1) Grupo de Pesquisa em Separações por adsorção (GPSA), Departamento de Engenharia Química, Universidade Federal do Ceará, Campus do Pici, bl. 709, 60.455-760, Fortaleza, CE. Brasil.
(2) Departamento de Química Inorgánica, Mineralogía y Cristalografía, Facultad de Ciencias, Universidad de Málaga, Campus de Teatinos, 29071 Málaga, España.

Algunos compuestos aromáticos de azufre, como los derivados del dibenzotiofeno (DBT) son muy resistentes a los procesos de hidrodesulfuración (HDS). Para cumplir con una legislación ambiental cada vez más rigurosa, la adsorción física puede ser una alternativa económica factible a las unidades HDS existentes. Yang y colaboradores han publicado numerosos trabajos sobre la preparación de adsorbentes conteniendo metales de transición, especialmente zeolitas, entre los cuales se ha demostrado que el cobre(I) y el paladio(II) son los más selectivos y con mayor capacidad de adsorción de moléculas sulfuradas. Este trabajo describe la preparación y caracterización de adsorbentes conteniendo haluros de cobre(I) y paladio(II) soportados en diferentes matrices como carbones activados y  sílices mesoporosas tipo SBA-15 de dimensiones nanoscópicas. Las muestras se caracterizaron mediante isotermas de adsorción de N₂, microscopía electrónica de transmisión (TEM), difracción de rayos-X (DRX) y espectroscopia fotoelectrónica de rayos-X (XPS). Se realizaron ensayos de inmersión de las muestras con disoluciones de benzotiofeno y dibenzotiofeno en hexano (500 ppm S), midiéndose el contenido de azufre tras 72 horas de contacto. En las muestras que presentaron mayor capacidad de adsorción, se llevó a cabo la desorción de la molécula-sonda en celda DRIFTS/FTIR bajo un flujo de helio (50 mL/min) a distintas temperaturas (hasta 150oC). Se ha observado que el paladio y el cobre depositados en las muestras están presentes en diversos estados de oxidación o formando especies químicas diferentes, dependiendo de las condiciones de preparación y del soporte utilizado. En las muestras de SBA-15, que se han preparado por la técnica de “spontaneous monolayer dispersion”, se observa una mejor dispersión del metal. La incorporación de paladio mejora efectivamente la capacidad de adsorción de azufre. Los espectros FTIR se analizaron y confrontaron con los resultados obtenidos de DRX y XPS antes y después de la prueba de adsorción.

TRAMPA PARA HIDROCARBUROS BASADOS EN ZEOLITAS
MODIFICADAS CON CESIO

Ramiro M. Serra, Eduardo E. Miró, Alicia V. Boix

Instituto de Investigaciones en Catálisis y Petroquímica (INCAPE), Universidad Nacional del Litoral, Facultad de Ingeniería Química, Santiago del Estero 2829, 3000 Santa Fe, Argentina.

Los hidrocarburos no quemados en procesos de combustión, provenientes de fuentes móviles, son una de las principales fuentes de contaminación ambiental. Una solución sería entrampar los hidrocarburos a baja temperatura, para luego eliminarlos cuando el motor alcanza la temperatura de operación normal.
En este trabajo se presenta un estudio de adsorción isotérmica y desorción a temperatura programada de tolueno, usado en forma representativa de los compuestos aromáticos presentes en diversos efluentes, en distintos sólidos porosos. A los fines de caracterizar los materiales adsorbentes se presentan datos texturales (volumen de poro y el área superficial) de cada sólido. El análisis cuántico, empleando la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT), de la adsorción de tolueno sobre un cluster de zeolita, permite corroborar los resultados obtenidos.
El estudio de adsorción de tolueno, reveló que las muestras sódicas poseen mayor capacidad de adsorción que las protónicas, que es atribuido a una mayor afinidad del tolueno por el ión Na+, comparado con el H+. A través de la desorción del hidrocarburo en sólidos modificados con Cs, se determinó que el agregado de Cs aumenta la fuerza de interacción del hidrocarburo con el sólido, ya que permanece retenido a elevadas temperaturas.
Empleando DFT se encontró que el sistema Cs-Cluster/tolueno posee mayor energía de interacción que el sistema Na-cluster/tolueno.

ESTUDIOS ACERCA DE LOS FACTORES QUE CONDICIONAN LA SORCIÓN Y DESORCIÓN DE PETRÓLEOS EN SUELOS DE LA PATAGONIA CENTRAL

S. M. Ríos (1), Katusich O. (1), N. Nudelman (2)

(1)  Fac. de Ciencias Naturales Universidad Nacional de la Patagonia San Juan Bosco,. (2)  Fac. de Ciencias Exactas y Naturales Universidad de Buenos Aires

ESTUDIO DEL EFECTO DEL TRATAMIENTO TÉRMICO EN ELECTRODOS DE ORO RECUBIERTOS DE PIRROL

Clidia R. Abaca,  Luis. J. Pesetti, y María G. Sustersic

Facultad de Ingeniería y Ciencias Económico-Sociales. Universidad Nacional de San Luis. Avenida 25 de
Mayo 384. C.P  5730 Villa Mercedes (San Luis). ARGENTINA

El objetivo de este trabajo es preparar películas de Polipirrol sobreoxidado adsorbido  en superficies de oro y estudiar sus propiedades inhibidoras sobre la reacción de electrooxidación de ácido ascórbico en función de tratamientos térmicos.Para  formar  la película  se utiliza una técnica diferente a la convencional. Se permite una adsorción de pirrol a circuito abierto y luego se introduce en una solución de pirrol en un buffer de fosfatos sobreoxidados en celda  electroquímicas.En estas experiencias, se sometió el electrodo de oro a tratamientos térmicos  cuyas temperaturas finales fueron  de 350 C°; 700C°  y finalmente a 990C° mediante una mufla programable de fabricación nacional.Primeramente se tomaron curvas de ciclado,  densidad de  corriente  (I) en función de la tensión (V) del electrodo sin tratamiento, como curvas de referencia. Luego se le realizó el mismo proceso al electrodo sin recubrimiento de pirrol y luego recubierto con pirrol, para observar el efecto inhibitorio del pirrol respecto del Ac. Ascórbico.Posteriormente se realizó el tratamiento térmico a 350C°  recubriéndose el electrodo tratado con pirrol y nuevamente se obtuvieron curvas de ciclado para observar la inhibición.Se repitió el proceso antes mencionado a  las temperaturas de 700C° y 990 C°. No se observaron desviaciones importantes en las curvas para el caso de 350C° y 700C° sin embargo hubo cambios importantes en el caso del tratamiento a 990 C°.
Palabras clave: Polipirrol; Adsorción; Sobreoxidación electroquímica; Acido ascórbico.

LA DOPAMINA ADSORBIDA SOBRE ELECTRODOS DE ORO COLUMNAR Y LISO

S. M. Esquenoni, A.E. von Mengershausen, S. G. Albano y  M. G. Sustersic

Facultad de Ingeniería y Ciencias Económico Sociales. Universidad Nacional de San Luis. 25 de Mayo 384. 5730 Villa Mercedes (San Luis)

Un tratamiento de onda cuadrada de alta frecuencia, produce oro columnar con un factor de rugosidad entre 60 y 100. Sin embargo, esta decae con el tiempo de estadía del electrodo en agua tri-destilada. La disminución de rugosidad es más rápida si el electrodo se deja en solución de ácido sulfúrico 0,5 M. Un tratamiento del electrodo con una onda triangular repetitiva de 0,2 V/seg produce un decaimiento en tiempos más cortos que en los casos anteriores. Con velocidades de barrido mayores que 0,3 V/seg la rugosidad se recupera. La recuperación, sin embargo, es parcial, la rugosidad obtenida es lábil y no tiene la estructura columnar de la superficie obtenida con la onda cuadrada. La causa del aumento y de la disminución de la rugosidad es la corrosión electroquímica del oro que produce electropulido si la superficie es rugosa, y aumento en la rugosidad si la superficie es lisa. Tanto la superficie demasiado lisa, como aquélla demasiado rugosa, no son buenos adsorbentes de la dopamina. La concentración superficial de dopamina se determina por medio de su oxidación electroquímica midiendo la carga que entra en juego en este proceso. El anillo catecol se oxida a orto-benzo-quinona con el paso de dos electrones por molécula y vice-versa. Se trata de una reacción reversible, pero menos reversible que en el caso de la para- benzo- hidroquinona, por causa de la repulsión de las nubes electrónicas de los oxígenos carbonílicos próximos entre si. La cantidad de dopamina adsorbida es máxima cuando f_r=18.

BIOSORCIÓN DE Cu, Zn, Cd y Pb POR ULVA LACTUCA FIJADA EN AGAR.

ADSORCIÓN DE GLIFOSATO POR ULVA LACTUCA

.  DQIAQF, INQUIMAE, FCEyN, UBA

APLICABILIDAD DE UN NUEVO POLIANFOLITO COMO ADSORBENTE DE PROTEÍNAS

M. F. Leal Denis (1), J. M. Lázaro Martínez (2), G. Y. Buldain (2), V. Campo Dall’ Orto (1).

(1) Departamento de Química Analítica y Fisicoquímica, (2) Departamento de Química Orgánica, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires. Junín 956, CABA.

Se desarrolló un material que combina resistencia mecánica con propiedad de polianfolito mediante una metodología que involucra un solo paso de síntesis. Los precursores son ácido metacrílico, 2-metilimidazol y etilenglicol diglicidil éter y fue denominado poli(EGDE-MAA-2MI). Se exploró su aplicabilidad como adsorbente de proteínas empleando seroalbúmina bovina (BSA). La biomolécula se unió electrostáticamente a la forma básica del polianfolito en condiciones de baja fuerza iónica (inferior a 10 mM) y de carga neta negativa en ambas especies. La estabilidad del complejo en estas condiciones se atribuyó a la presencia de dominios positivos y negativos en ambas especies, constituyendo una diferencia significativa entre los sistemas BSA-poli(EGDE-MAA-2MI) y BSA-polianión. El complejo formado fue evidenciado por espectroscopía infrarroja y por microscopía electrónica de barrido. Las propiedades de adsorción resultaron óptimas, atribuidas a la combinación de grupos básicos, grupos ácidos y sitios catiónicos fijos coexistiendo en la misma red polimérica. Los datos experimentales ajustaron a la isoterma de Langmuir con una capacidad máxima de carga de 0.73 g de BSA por gramo de polímero y K_d 5.07 x 10^-6. Se determinó que la liberación de BSA desde el complejo es controlada por la cinética de disociación del mismo siguiendo una cinética de segundo orden, y que no es limitada por procesos difusionales. La cantidad total de proteína desorbida resultó dependiente del contenido de electrolitos del medio de contacto, excepto en la condición alcalina (NaOH 0.1 M) por cambios conformacionales en la biomolécula.
Palabras clave: polianfolitos, proteínas, ácido metacrílico, imidazol.

ESTUDIOS DE ADSORCIÓN DE CONTAMINANTES SOBRE UN MATERIAL CON PROPIEDAD DE POLIANFOLITO.

L. R. Denaday (1), M. F. Leal Denis (1), J. M. Lázaro Martínez (2), V. Campo Dall’ Orto (1).

(1) Departamento de Química Analítica y Fisicoquímica, (2) Departamento de Química Orgánica, Facultad de Farmacia y Bioquímica, Universidad de Buenos Aires. Junín 956, CABA.

Se evaluó la aptitud de un polianfolito (poli(EGDE-MAA-2MI)) como adsorbente de compuestos conocidos por su efecto nocivo sobre el medio ambiente: bisfenol-A, Cu²⁺ y NO₂-. Bisfenol A (BPA) se adsorbió mayoritariamente durante los primeros 10 minutos de contacto y posteriormente se liberó en forma parcial. Los resultados ajustaron a una isoterma S con cooperativismo positivo. La adsorción de nitrito también ajustó a una isoterma sigmoidea. Paralelamente se modificó la superficie del polianfolito con dodecil sulfato de sodio (SDS), unido por interacción electrostática, con el fin de generar un entorno hidrofóbico. La adsorción de BPA en agua: metanol ajustó a una cinética de pseudo-primer orden. La isoterma obtenida fue de tipo H4  (alta afinidad). El soluto presentó una afinidad significativamente elevada por la fase preconcentradora, y se adsorbió prácticamente en su totalidad a partir de soluciones diluidas. La primera meseta, con 81 mg de BPA unido por gramo, corresponde a la formación de la primera “monocapa”. Para concentraciones superiores a 0,2 mM se incrementó abruptamente la adsorción incorporando hasta 460 mg por gramo. Este material resultó adecuado en su aplicación como fase preconcentradora en análisis químico.La unión de Cu²⁺ ajustó a una isoterma de tipo Langmuir con una capacidad máxima de carga de 67 mg por gramo y Kd 5.8 x 10^-3. La magnitud de la constante indica que es posible reciclar el adsorbente para su reutilización en depuración de sistemas acuosos.

Ferraris Pilar, Pérez Padilla A., Rodríguez Jorge

Lab. de Biología Molecular, Fac. de Qca, Bioqca y Farmacia. Universidad Nacional de San Luis.

La purificación  por bioafinidad ó adsorción bioespecífica puede ser aplicada a la separación  de una proteína  que interactúe  con una determinada molécula ligando. Esta interacción ocurre cuando el ligando ocupa el sitio natural de adsorción de la proteína (binding) con unión concertada y relativamente fuerte. La preparación de un adsorbente de afinidad ó macroligando comprende la inmovilización por unión covalente de la molécula ligando a una matriz soporte, la cual puede ser una micropartícula insoluble. En el método de purificación por filtración de afinidad el macroligando se une por adsorción bioespecífica a la proteína blanco y luego esta partícula macroligando-proteína es retenida por una membrana de micro-ultrafiltración y separada de la mezcla. Posteriormente el complejo se disocia y se procede a concentrar  la proteína. En el presente trabajo se prepararon adsorbentes de afinidad utilizando células de levadura como micropartículas-soporte, modificadas por tratamiento químico y con la molécula ligando Cibacron blue 3GA inmovilizada a la pared celular. Estos macroligandos fueron caracterizados por determinación de la capacidad de adsorción (q_m) y constante de disociación (K_d) mediante isotermas de adsorción usando seroalbúmina bovina (BSA) (K_d=10^-4M y q_m=200 mg BSA/grs de adorbente) y Lisozima (K_d=10^-6M y q_m=120 mg Lisozima/ml adsorbente) como proteínas blanco. La adsorción de BSA a Cibacron se atribuye a la similitud estructural electrónica de superficie entre bilirrubina y  Cibacron, por lo cual el ligando ocupa el sitio que naturalmente dispone  BSA para el binding y transporte de bilirrubina. La interacción entre  Cibacron y Lisozima (NAD⁺- dependiente) se atribuye a la semejanza estructural entre nucleótidos y Cibacron.

ESTUDIO DE ADSORCIÓN DE PARTÍCULAS CON INTERACCIONES NO-ADITIVAS SOBRE CANALES UNIDIMENSIONALES ARREGLADOS EN UNA ESTRUCTURA TRIANGULAR

(1) Departamento de Física, Instituto de Física Aplicada (INFAP), UNSL, CONICET, Ejército de los Andes 950, 5700 San Luis, Argentina.

Se presenta un estudio preliminar de simulación de Monte Carlo del proceso de adsorción de partículas con interacciones no-aditivas sobre un sustrato constituido por canales unidimensionales arreglados en una estructura triangular. En particular se considera el caso donde la energía de interacción aumenta linealmente con el número de sitos próximos ocupados, caso observado experimentalmente en sistemas que sufren reconstrucción superficial. Dos tipos de interacción lateral son consideradas: 1) w_L, energía de interacción longitudinal entre partículas primeras vecinas adsorbidas a lo largo de un mismo canal y 2) w_T, energía de interacción transversal entre partículas adsorbidas sobre canales primeros vecinos. De especial interés es el caso de interacción transversal repulsiva (w_T > 0), donde una rica variedad de fases ordenandas son observadas, dependiendo del valor de los parámetros adimensionales k_BT/w_T  y w_L/w_T. Se describe y analiza el comportamiento de isotermas de adsorción, calores isostéricos, etc., en función del cubrimiento superficial y la temperatura, contrastando los resultados con aquellos conocidos para sistemas aditivos.

ESTADÍSTICA FRACCIONARIA APLICADA A LA ADSORCIÓN DE MECLAS BINARIAS DE ALCANOS EN ZEOLITAS.

M. Dávila, J. L. Riccardo y A.J. Ramirez Pastor

Departamento de Física, Instituto de Física Aplicada,
Universidad Nacional de San Luis-CONICET,
Chacabuco 917, San Luis, Argentina

En este trabajo se estudia la adsorción de especies poliatómicas como un problema de estadística fraccionaria, basada en la estadística de Haldane. La exclusión de sitios es caracterizada por una “matriz de exclusión” g, la cual tiene en cuenta el tamaño de las distintas especies y la geometría de la red. El proceso de adsorción ha sido descripto a través de isotermas totales y parciales, energía de adsorción y entropía configuracional de la fase adsorbida. Las funciones termodinámicas calculadas para una mezcla de monómero-dímero fueron aplicadas a la descripción de mezclas de etano-metano en zeolitas. Los resultados muestran que el tratamiento de este problema complejo puede ser significativamente simplificado si se lo mira de una nueva perspectiva teórica.

Modelo de simulación para un analisis de la fricción a escala molecular

S. J. Manzi (1),  O. J. Furlong (2) , V.D. Pereyra  Y  V. Bustos (1)

(1) Depto de Física, Instituto de Física Aplicada (INFAP)-CONICET, UNSL, (2) Deparment of Chemistry, Biochemistry and Laboratory for Surfaces Studies, University Wisconsin- Milwaukee, USA.

La fuerza de fricción sobre un tip de dimensiones nanométricas que se desliza sobre una superficie está relacionada con el salto térmicamente activado sobre los átomos en contacto a través de un potencial de interacción atómico efectivo. En este trabajo presentamos un modelo de simulación de Monte Carlo para explicar la dependencia de la fuerza de fricción con la velocidad de arrastre del tip. Para ello suponemos que el potencial de interacción entre el tip y la superficie es el potencial de Tomlinson. Mediante una adecuada elección en las probabilidades de transición logramos reproducir datos experimentales de la fuerza de fricción versus la velocidad del tip en función de la carga del tip. A partir de esto se pueden obtener parámetros característicos del sistema, tales como la frecuencia de intento de salto y fuerza límite de fricción.

LAS ECUACIONES CONTINUAS DE EVOLUCION OBTENIDAS A PARTIR DE REGLAS DE EVOLUCION ESTOCASTICAS.

G. Costanza

Depto de Física, FCFM y Naturales U.N.S.L., Chacabuco 917, 5700 San Luis Argentina. Instituto de Física Aplicada (INFAP).

Las ecuaciones continuas de evolución tanto estocásticas, como las del tipo Langevin, como las jerarquías correspondientes a las correlaciones  obtenidas al efectuar diferentes promedios, son obtenidas a partir de reglas estocásticas de evolución. Se muestran ejemplos del procedimiento.

José Carlos Alexandre de Oliveira,Raúl H. López y Giorgio Zgrablich.

La heterogeneidad de cualquier adsorbente, en particular la de los carbones activados, puede ser separada en dos grandes familias: energética (ó superficial) y estructural. La heterogeneidad estructural es causada por la presencia de poros de diferentes tamaños, formas y por como están interconectados, mientras que la heterogeneidad energética se origina por las irregularidades superficiales, como así también por la presencia de grupos funcionales y/o impurezas. En este trabajo discutiremos diferentes modelos de heterogeneidad superficial en poros de geometría tipo placas paralelas y su efecto sobre las isotermas de adsorción y en las distribuciones de tamaño de poros.

Presentamos en este trabajo los resultados de un estudio de las transiciones de fase en un sistema bidimensional del tipo gas de red donde las partículas presentes interaccionan laterales de manera no aditiva sobre redes de geometría cuadrada. En particular, consideramos el caso donde la energía de las interacciones aumenta linealmente con el  número de sitos próximos ocupados, caso observado experimentalmente en sistemas que sufren reconstrucción superficial. En un trabajo previo se estableció la formación de dos fases nuevas: una fase tipo dimerizada a cubrimiento  superficial 2/3 y una tetramérica a cubrimiento 0.8. Mediante el método de “templado en paralelo” (parallel tempering) y el uso de técnicas de escaleo de medida finita se confecciona el diagrama de fase de temperatura versus cubrimiento superficial. También se analiza el orden de las transiciones existes mediante el análisis  de los cumulantes de Binder tanto de la energía del sistema como del parámetro de orden.

INFAP, Universidad Nacional de San Luis

La adsorción de partículas sobre superficies heterogéneas es uno de los fenómenos superficiales más importantes y cumple un papel decisivo como un mecanismo de control en muchos otros procesos químicos y físicos que tienen lugar en sistemas bidimensionales. Además, el estudio de las principales características de las isotermas de adsorción emerge como una importante herramienta para la caracterización de superficies sólidas. La medida de las isotermas de adsorción o el calor diferencial de adsorción es uno de las técnicas experimentales más prominentes la cual permite el análisis directo de la topografía de la superficie de adsorción.
En este trabajo estudiaremos la adsorción de partículas que interactúan
Repulsivamente (monómeros) sobre clusters de percolación formados por especies poliatómicas de diferentes tamaños. Se evaluarán las isotermas de adsorción de partículas que interactúan repulsivamente sobre estas superficies fractales. Analizando las principales características de las isotermas. Luego se presentarán conclusiones generales usando las isotermas de adsorción para caracterizar superficies que presenten heterogeneidades no controladas.

ADSORCIÓN EN MULTICAPA DE ESPECIES POLIATÓMICAS SOBRE SUPERFICIES HOMOGÉNEAS Y HETEROGÉNEAS.

(1) Universidad Tecnológica Nacional, Regional San Rafael, Mendoza,(2) Departamento de Física, INFAP Universidad Nacional de San Luis

En este trabajo estudiamos la adsorción en multicapas de especies poliatómicas sobre superfices homogéneas y heterogéneas bivariadas. Se obtuvo una nueva isoterma analítica aproximada y se validó mediante comparaciones con simulaciones de Monte Carlo.  Luego,se utiliza la bien conocida ecuación de Brunnauer-Emmet-Teller (BET) como método de analizar las isotermas y estimar el volumen de monocapa, vm. Los resultados muestran que el valor de vm obtenido de esta manera depende fuertemente del tamaño del adsorbato y la topología de la superficie. En todos lo casos encontramos que el uso de la ecuación de BET lleva a una subestimación del verdadero valor de la capacidad de la monocapa.

UN ENFOQUE MECÁNICO ESTADÍSTICO SENCILLO EN EL ESTUDIO DE LA ADSORCIÓN EN MULTICAPA DE MOLÉCULAS POLIÁTOMICAS INTEREACTUANTES.

(1) Universidad Tecnológica Nacional, Regional San Rafael, Mendoza, (2) Departamento de Física, INFAP Universidad Nacional de San Luis

ADSORCIÓN DE DÍMEROS EN SUBSTRATOS BIDIMENSIONALES CON INTERACCIÓN ANISOTRÓPICAS.

R. Belardinelli,R S. Manzi V. Pereyra

   Departamento de Física. Instituto de Física aplicada. UNSL. CONICET.

En el presente trabajo analizamos la adsorción localizada de dímeros con interacción anisotrópica en substratos bidimensionales. Utilizando un nuevo algoritmo de simulación de Monte Carlo, supervisamos el proceso de adsorción mediante observables termodinámicos tales como el cubrimiento en función del potencial químico, energía interna, capacidad calorífica, parámetros de orden, etc. Analizamos distintas transiciones de fase y sus exponentes críticos, dependiendo de la interacción anisotropica entre dímeros.

 INFAP
Dpto. de Física, Univ. Nac. de San Luis
CONICET

El Comportamiento crítico y la universalidad de la transición de fase orientacional de un sistema compuesto por monómeros autoensamblantes sobre sustratos bidimensionales han sido estudiados mediante la simulación de Monte Carlo y las técnicas de escaleo finito. A partir de una interacción atractiva, estos monómeros pueden ensamblarse por los polos dando lugar a la formación de k-meros de tamaño arbitrario. Este ensamble es reversible, siendo la agitación térmica es el factor limitante. Se encuentra que este sistema experimenta una transición de fase orientacional, la cual pertenecería a la clase de universalidad  de Potts 2D con q = 1.

TRANSICIÓN DE FASE ORIENTACIONAL EN SISTEMAS DE K-MEROS ADSORBIDOS EN SUSTRATOS BIDIMENSIONALES, DETERMINACIÓN DE LA UNIVERSALIDAD EN DISTINTAS GEOMETRÍAS

Daniel Matoz, Daniel H. Linares y  A. J. Ramírez-Pastor

El Comportamiento crítico y la universalidad de la transición de fase orientacional de un sistema compuesto por barras rígidas de tamaño k (k-meros) sobre sustratos bidimensionales han sido estudiados mediante la simulación de Monte Carlo y las técnicas de escaleo finito. La fase nemática, caracterizada por un gran dominio de k-meros paralelos, está separada de la isotrópica por una transición de fase continua que ocurre a una densidad 0 < r < 1. El valor de los exponentes críticos conjuntamente con el comportamiento de los cumulantes de Binder, indican que la transición pertenece a la universalidad de Ising 2D para redes cuadradas y Potts en 2D con q = 3  para redes hexagonales y triangulares.

EFECTO DE LAS INTERACCIONES LATERALES SOBRE LA TRANSICIÓN DE FASE ORIENTACIONAL EN SISTEMAS DE K-MEROS ADSORBIDOS EN SUSTRATOS BIDIMENSIONALES

Pablo Longone (1), Daniel H. Linares (1), Graciela Gómez (2) y A. J. Ramírez-Pastor (1)

(1) INFAP CONICET Depto. de Física, Univ. Nac. de San Luis
(2) Departamento de Geofisica y Astronomia, Depto de Geologia. Fac. Cs. Exactas, UNSJ

El Comportamiento crítico y la universalidad de la transición de fase orientacional de un sistema compuesto por barras rígidas interactuantes de tamaño k (k-meros) sobre sustratos bidimensionales (en particular retículos cuadrados) ha sido estudiado mediante la simulación de Monte Carlo y las técnicas de escaleo finito. El análisis se ha restringido al caso de las interacciones atractivas. Loa resultados obtenidos hasta hoy indican que: (i) la fase nemática sobrevive para pequeños valores de las interacciones, (ii) la universalidad de la transición es Ising 2D, como en el caso de interacciones nulas, (iii) la densidad crítica y el mínimo valor de k para el cual ocurre la transición crecen con la magnitud de la interacción y (iv) a densidades altas la interacción atractiva contribuye a destruir la fase nemática.

USO DE L-METIONINA INMOVILIZADA EN VIDRIO DE PORO CONTROLADO PARA LA RETENCIÓN Y ESPECIACIÓN DE METALES Y METALOIDES. APLICACIÓN EN SISTEMAS DE EXTRACCIÓN EN FASE SÓLIDA.

Pablo Hugo Pacheco (1), Luis Dante Martinez (1), Patricia Smichowski (2) y Griselda Polla (2).

(1) Instituto de Química San Luis (INQUISAL-CONICET), UNSL
(2) Comisión Nacional de Energía Atómica, Gerencia Química, Av. Gral. Paz 1499,

Los aminoácidos poseen diferentes grupos funcionales con diferentes capacidades para unir metales. Selectividad, alta capacidad de unión e inocuidad medioambiental son algunas propiedades que poseen, convirtiéndolos en moléculas ideales para la preconcentración de elementos trazas. La posibilidad de inmovilizarlos en soportes sólidos como el vidrio de poro controlado, genera la posibilidad de empaquetamiento en columnas. Bajo estas condiciones, lo aminoácidos adquieren una orientación de unión específica, en presencia de un agente complejante. La alta superficie específica del vidrio de poro controlado, incrementa el número de moléculas inmovilizadas, brindando una mayor retención de metales con fácil liberación y reciclamiento. Estas columnas insertadas en sistemas en línea pueden ser usadas para la retención de analitos y su subsiguiente determinación por técnicas espectrométricas atómicas tales como espectrometría de emisión óptica acoplada al plasma inductivo.
            El modo de preconcentración en línea usando microcolumnas para la determinación elemental presenta varias ventajas sobre los procedimientos fuera de línea (batch), mejorando el poder de detección y la precisión, permitiendo mayor cantidad de muestreo.
            El objetivo del presente trabajo es desarrollar un sistema para la retención elemental en diferentes muestras biológicas y medioambientales utilizando una minicolumna rellena con L-metionina inmovilizada sobre vidrio de poro controlado (CPG) como agente de retención. Se presentan los resultados obtenidos para determinación de Se(IV) y Se (VI) con un limite de detección de 6 ng L-1 , para Cd con un límite de detección de 0.63 ng L-1 y para Al con un limite detección de 25 ng L-1.