Revista Boliviana de Química

Aplicación de un diseño experimental en la síntesis hidrotermal de Zeolita Gis-NaP a partir de residuos de ladrillo

Resumen El presente artículo reporta los resultados de una investigación efectuada a fin de obtener material zeolítico del tipo Gis-NaP con alta capacidad de intercambiar cationes utilizando residuos de ladrillos. La síntesis hidrotermal se realizó en un reactor de acero inoxidable utilizando soluciones activantes de NaOH a concentraciones de 2.0, 2.5 y 3.0 M, temperaturas de activación de 100, 120 y 140ºC y tiempos de activación de 7, 8 y 9 horas. El producto obtenido se caracterizó mediante, Fluorescencia de rayos X, Microscópico Electrónico de barrido (SEM), Difracción de rayos X, y la capacidad de intercambio catiónico (CIC). Los resultados obtenidos mostraron que para la prueba de conversión hidrotermal a la condición de 140°C/2M/7horas, se obtiene zeolita sintética Gis- NaP con una capacidad de intercambio catiónico igual a 163.5 meq/100g. El análisis estadístico aplicando un diseño experimental factorial, indicó que los principales factores con gran efecto sobre la capacidad de intercambio catiónico (CIC) son la temperatura de activación y la interacción entre ésta y la concentración de la solución activante, con un grado de significancia de 0.049250 y 0.056631 para un nivel de confianza de 90.82%. Se desarrolló un modelo matemático empírico y validado aplicando el análisis ANOVA que considera los efectos de interacción de todos los factores y que fue optimizado aplicando la metodología de superficie de respuesta.

Abstract This article reports the results of an investigation carried out to obtain a zeolitic material of the Gis-NaP type with a high capacity to exchange cations using brick waste. The hydrothermal synthesis was carried out in a stainless steel reactor using activating NaOH solutions at concentrations of 2.0, 2.5 and 3.0 M, activation temperatures of 100, 120 and 140ºC and activation times of 7, 8 and 9 hours. The product obtained was characterized by X-ray Fluorescence, Scanning Electron Microscopy (SEM), X-ray Diffraction and cation exchange capacity (CEC). The obtained results showed that the hydrothermal synthesis at the condition of 140°C/2M/7hours, zeolite Gis-NaP with a cation exchange capacity equal to 163.5 meq/100g is obtained. The statistical analysis applying a factorial experimental design, indicated that the main factors with a great effect on the cation exchange capacity (CEC) are the activation temperature and the interaction between it and the concentration of the activating solution, with a degree of significance of 0.049250 and 0.056631 for a confidence level of 90.82%. An empirical and validated mathematical model was developed by applying the ANOVA analysis that considers the interaction effects of all the factors and it was optimized by applying the response surface methodology.

Cellulase production by microorganisms isolated from Laguna Blanca, Potosí-Bolivia

Abstract Bacterial strains isolated from water samples collected from Laguna Blanca, Potosi-Bolivia and deposited at Biotechnology Center, Cochabamba-Bolivia, were subjected to cellulase enzyme production studies. Among 71 strains, 32 were selected as positive in liquid medium using filter paper as sole carbon source. Nine strains reported higher cellulase activity and the effect of NaCl concentration and pH on microorganism growth was evaluated. Thus, 7 strains were identified as halophiles meanwhile 2 were halotolerant. According to the medium pH value, 5 strains were neutrophiles and 4 alkalotolerants. Strains coded as LB-4 and LB-8 were selected as the best enzyme producers. Furthermore, cellulase production using forest products and agro-industrial residues were positive for different types of paper and pine wood. Nevertheless, higher activity values were detected using banana peel and sugarcane bagasse. The strain LB-8 was selected as the best cellulase producer under the conditions used in this study with 2.774 U/ml enzyme activity. Phylogenetic analyses showed 99.99 % sequence similarity between strain LB-8 and Bacillus pumilus.

Resumen Las cepas bacterianas aisladas de muestras de agua recolectadas de Laguna Blanca, Potosí-Bolivia, y depositadas en el Centro de Biotecnología, Cochabamba-Bolivia, fueron sometidas a estudios de producción de celulasas. Entre 71 cepas, 32 se seleccionaron como positivas en medio líquido utilizando papel de filtro como única fuente de carbono. Nueve cepas reportaron mayor actividad de celulasas y se evaluó el efecto de la concentración de NaCl y el pH sobre el crecimiento de microorganismos. Siete cepas se identificaron como halófilas mientras que 2 fueron halotolerantes. Según el valor de pH del medio de cultivo, 5 cepas fueron neutrófilas y 4 alcalotolerantes. Las cepas codificadas como LB-4 y LB-8 fueron seleccionadas como mejores productoras de celulasas. Además, la producción de celulasas utilizando productos forestales y residuos agroindustriales fue positiva para diferentes tipos de papel y madera de pino, sin embargo, se detectaron valores de actividad más altos con cáscara de plátano y bagazo de caña de azúcar. Se seleccionó la cepa LB-8 como la mejor productora de celulasas bajo las condiciones utilizadas en este estudio con una actividad enzimática de 2.774 U/ml. Los análisis filogenéticos mostraron una similitud de secuencia del 99,99 % entre la cepa LB-8 y Bacillus pumilus.

Removal of 2-Nitrophenol, 2,4-Dinitrophenol and 2,4,6-Trinitrophenol from aqueous solution through adsorption on Cobalt, Nickel and tungsten ferrocyanides

Abstract Cobalt, nickel and tungsten ferrocyanides were synthesized and characterized by elemental and spectral studies. Removal of 2-nitrophenol, 2, 4-dinitrophenol and 2,4, 6-trinitrophenol from aqueous solution through adsorption on synthesized metal ferrocyanides were studied in the pH range 1.0 - 10.0 and at a temperature of 30 ± 1º C. The Langmuir type of adsorption is followed in the concentration range of 10-3 M to 10-4 M for 2-nitrophenol, 2,4-dinitrophenol and 2,4,6-trinitrophenol solutions. The 2,4,6-trinitrophenol and 2-nitrophenol were found to have maximum and minimum affinity with all three metal ferrocyanides studied. Nickel and tungsten ferrocyanides were found to have higher and lower adsorption capacity with all three substituted phenols.

Resumen Los ferrocianuros de cobalto, níquel y tungsteno se sintetizaron y caracterizaron mediante estudios elementales y espectrales. Se estudió la eliminación de 2-nitrofenol, 2,4-dinitrofenol y 2,4,6-trinitrofenol de una solución acuosa mediante adsorción en ferrocianuros metálicos sintetizados en el rango de pH 1.0 - 10.0 y a una temperatura de 30 ± 1º C. La adsorción de tipo Langmuir se siguió en el rango de concentración de 10-3 M a 10-4 M para las soluciones de 2-nitrofenol, 2,4-dinitrofenol y 2,4,6-trinitrofenol. Se encontró que el 2,4,6-trinitrofenol y 2-nitrofenol tenían afinidad máxima y mínima con los tres ferrocianuros metálicos estudiados. Se encontró que los ferrocianuros de níquel y tungsteno tienen mayor y menor capacidad de adsorción con los tres fenoles sustituidos.

Efecto de la temperatura sobre las propiedades acústicas y volumétricas de mezclas binarias líquidas de Propanonitrilo y Propanoato de Metilo, y de Propanonitrilo y Propanoato de Etilo

Resumen Se informan en este trabajo las densidades (ρ) y las velocidades del sonido (u) de las mezclas líquidas binarias formadas por propanonitrilo + propanoato de metilo y propanonitrilo + propanoato de etilo, incluidas las de los líquidos puros, en un rango de temperatura de 278.15 K a 318.15 K a intervalos de 5 K. La densidad y la velocidad del sonido se midieron en todo el rango de composición a la presión atmosférica. Los datos experimentales se utilizaron para calcular el volumen molar V(x, T), el volumen molar de exceso VE(x, T), la desviación en la velocidad del sonido Δu(x, T), la compresibilidad isoentrópica Ks(x, T), la compresibilidad isoentrópica de exceso KE S (x, T), el coeficiente de expansión térmica α(x, T) y el coeficiente de expansión térmica de exceso αE(x, T). Cada conjunto de resultados de las propiedades de exceso se ajustó a una ecuación polinómial como la ecuación de Redlich-Kister (1), obteniéndose desviaciones del orden de error experimental. Los valores de exceso de las mezclas estudiadas fueron negativos para todo el rango de composición y para todas las temperaturas. Los resultados se discutieron en términos de las interacciones moleculares y los efectos estructurales. Se utilizaron los modelos propuestos por Nomoto (2),(3), Van Dael (4) y Ernst et al. (5) para calcular la velocidad del sonido a 298.15 K.

Abstract The densities (ρ) and speeds of sound (u) of binary liquid mixtures formed by propanonitrile + methyl propanoate and propanonitrile + ethyl propanoate, including those of the pure liquids, at a temperature range from 278.15 K to 318.15 K every 5 K are reported in this paper. The density and speed of sound were measured over the complete composition range at the atmospheric pressure. The experimental data were used to calculate the molar volume V (x, T), excess molar volume VE (x, T), the deviation in speed of sound Δu (x, T), the isoentropic compressibility Ks (x, T), the excess isoentropic compressibility KE S (x, T), the thermal expansion coefficient α (x, T) and the excess thermal expansión coeffi-cient αE (x, T). Every set of results of the properties of the excess was fitted to a polynomial equation like the Redlich-Kister equation (1), the deviations obtained were of the order of experimental error. The excess values of the mixtures studied were negative for the entire composition range and all temperatures. The results have been discussed in terms of molecular interactions and structural effects. The models proposed by Nomoto (2),(3), Van Dael (4) y Ernst et al. (5) were used to calculate the speed of sound at 298.15 K.