Revista de la Sociedad Química del Perú

El año internacional de la tabla periódica

**Production of electricity using Acidithiobacillus ferrooxidans from thiosulphate and ferric ions**

Los microorganismos acidófilos son predominantes en los ecosistemas de aguas ácidas de minas, encontrándose en abundancia la especie Acidithiobacillus ferrooxidans. El objetivo del estudio fue producir electricidad en Celdas de Combustible Microbianas (CCM) a partir del tiosulfato en el ánodo e ion férrico en el cátodo utilizando a la bacteria At. ferrooxidans LB151, la cual fue caracterizada morfológicamente y molecularmente. Las técnicas electroquímicas utilizadas fueron la cronoamperometría y la voltametría cíclica. La voltametría cíclica muestra picos de corriente de oxidación y reducción de los compuestos indicando que hay una interacción de la bacteria con la superficie del electrodo. La cronoamperometría mostró que la bacteria era capaz de producir electricidad al utilizar el tiosulfato con hierro. El voltaje generado por la CCM fue mayor que en la Celda de Combustible Control (CCC), produciendo una densidad de potencia promedio de 24,23 mW/m2 en 4 horas mientras que la celda control produjo una densidad de potencia promedio de 3,41 mW/m2 en el mismo tiempo. El total de energía generada por las bacterias fue 197,3 mW.H/m2 y los Coulombs recuperados (Cp) fueron 4,6x10-4 C. Estos resultados indican que At. ferrooxidans LAB 151 es capaz de producir electricidad a partir de iones tiosulfato y férrico como sustrato en Celdas de Combustible Microbianas.

Acidophilic microorganisms are predominant in the ecosystems of acid mine waters, being found in abundance the species Acidithiobacillus ferrooxidans. The objective of the study was to produce electricity in the Microbial Fuel Cells (MFC) from thiosulfate at the anode and ferric ion at the cathode using the bacteria At. ferrooxidans LB151, which was characterized morphologically and molecularly. The electrochemical techniques used were chronoamperometry and cyclic voltammetry. The cyclic voltammetry show current peaks of oxidation and reduction of the compounds indicating that there is an interaction of the bacteria with the surface of the electrode. The voltage generated by the MFC is greater than the control cell, producing an average power density of 24.23 mW/m2 in 4 hours while the control cell produced an average power density of 3.41 mW/m2 in the same time. The total energy generated by the bacteria was 197.3 mW.H/m2 and the recovered Coulombs (Cp) were 4.6x10-4 C. These results indicate that using ions of thiosulfate and ferric as a substrate in the Microbial Fuel Cells and inoculating with At. ferrooxidans LB151 electricity was produced.

Obtaining and Characterization of Nanocomposite: Silver Nanoparticles and Carboximethylquitosan (NPsAg-CMQ)

Se realizó la síntesis del nanocomposito, nanopartículas de plata y O-carboximetil quitosano (NPsAg-CMQ), por el método de reducción química, utilizando el O-carboximetilquitosano 0,01 % y AgNO 1 mM en una proporción de 3:2, con un tiempo de reacción de 30 minutos a temperatura ambiente y pH neutro. El nanocomposito obtenido a partir del complejo [Ag(NH ) ]+ fue sintetizado bajo las mismas condiciones que el AgNO , pero a un pH básico. Por espectrofotometría UV-VIS, se verificó la formación del plasmón de nanopartículas de plata a 410 nm, para ambas fuentes de plata. Los resultados por Dispersión Dinámica de Luz (DLS) para el AgNO , muestra una distribución monodispersa del nanocomposito con un tamaño hidrodinámico promedio de 166,7 nm. En el caso del diaminplata [Ag(NH ) ]+ un 83,9 % tuvieron un tamaño promedio de 54,42 nm. y 15,2 % de 4,48 nm. Mediciones de Espectroscopia Infrarroja con Transformada de Fourier (FT-IR) muestra la inhibición de las bandas espectrales a 879 y 723 cm-1 indicando la presencia de las NPsAg en el nanocomposito NPsAg-CMQ. Los resultados de Microscopía Electrónica de Barrido (SEM-STEM) evidenciaron que las nanopartículas de plata en el nanocomposito fueron de forma esférica y de un tamaño de 5 a 20 nm.

The synthesis of the nanocomposite based on silver nanoparticles and O-carboxymethyl chitosan (NPsAg-CMQ), by the chemical reduction method, using the O-carboxymethylchitosan 0.01% and AgNO 1 mM in a ratio of 3: 2, with a time of 30 minute reaction, at room temperature and neutral pH. The nanocomposite obtained from the complex [Ag(NH ) ]+ was synthesized under the same conditions as AgNO but at a basic pH. Using UV-VIS spectrophotometry, the plasmon formation of silver nanoparticles at 410nm was verified for both silver sources. The results by Dynamic Light Dispersion (DLS) for AgNO , shows a monodisperse distribution of the nanocomposite with an average hydrodynamic size of 166.7 nm. In the case of the diamine silver [Ag(NH ) ] + 83.9% had an average size of 54.42 nm. and 15.2% of 4.48 nm. Infrared Spectroscopy Measurements with Fourier Transform (FT-IR) shows the inhibition of the spectral bands at 879 and 723 cm-1 indicating the presence of NPsAg in the nanocomposite NPsAg-CMQ. The results of scanning electron microscopy (SEM-STEM) showed that the silver nanoparticles in the nanocomposite were spherical in shape and of a size of 5 to 20 nm.

Stabilization of the Horse Manure Through an Aerobic Process Similar to Composting

El presente estudio evaluó la estabilización de la bosta de caballo (mezcla de cascarilla de arroz, estiércol y orines de caballo), mediante un proceso aeróbico similar al compostaje. El proceso de estabilización fue evaluado en dos pilas de bosta de caballo durante 16 semanas tomando muestras cada semana. La disminución de la temperatura de 66,7 a 41,0 °C, la reducción de la densidad de 394,0 a 370,4 kg/m3, la reducción de la capacidad de retención de agua de 220,7 a 125,6 % y la reducción de la actividad respiratoria de 9,8 a menos de 2 mgO /g ms/d, fueron indicativos de la estabilización de la bosta de caballo, el material fácilmente degradable de estiércol y orines fueron removidos por degradación aeróbica y lavados con el riego, quedando solo cascarilla de arroz con una fracción mínima de otros materiales. Por otro lado, el incremento del nitrógeno total y descenso de la relación C/N al final de la semana 16 fueron indicativos de la fijación del nitrógeno por microorganismos adheridos en la cascarilla de arroz. La estabilización y la fijación de microorganismos en el material residual de la bosta de caballo hacen de este material un buen soporte para la degradación de material orgánico fácilmente biodegradable.

In the present study, the stabilization of horse manure (mixture of rice husk, manure and horse urine) was evaluated through an aerobic process similar to composting. The stabilization process was evaluated in two piles of horse manure for 16 weeks, taking samples every week. A decrease in temperature from 66,7 to 41,0 °C, the reduction of the density from 394,0 to 370,4 kg/m3, the reduction of the water retention capacity from 220,7 to 125,6% and the reduction of the respiratory activity of 9.8 to less than 2 mgO2/g ms/d, were indicators of the stabilization of the horse manure, the easily degradable material of manure and urine were removed by aerobic degradation and washed with irrigation, leaving only the rice husk with a minimum fraction of other materials. On the other hand, the increase in total nitrogen and a decrease in the C/N ratio at the end of the week 16 were indicative of the nitrogen fixation by microorganisms adhered to the rice husk. The stabilization and the fixation of microorganisms in the residual material of the horse manure, make this material a good support for the degradation of easily biodegradable organic material.

Biological evaluation of protein, vitamins, minerals and amino acids of edible algae Ulva lactuca "Sea lettuce" from the Peruvian littoral

Las algas han sido parte de la dieta humana durante cientos de años. En el Perú, la evidencia arqueológica más antigua del consumo de algas se encuentra a lo largo de la costa peruana e.g. en Pampa (ca. 2500 a. C.), en Playa Hermosa (2500-2275 a. C.), además se encontraron pequeñas algas marinas en las momias de la cultura Paracas lo que indica que las algas marinas podrían haber sido empleadas por los antiguos peruanos para complementar sus dietas. En el Perú, el consumo de algas está en auge, provocado por el creciente interés de los consumidores por alimentos con alto valor nutritivo. El objetivo de esta investigación fue determinar la calidad de proteína, vitaminas, minerales y aminoácidos del alga de consumo humano Ulva lactuca. El análisis de proteínas se hizo por el método de Weende, el de vitaminas y minerales por método de la AOAC, los aminoácidos se determinaron por el método de intercambio iónico, utilizando un analizador de aminoácidos, la evaluación biológica de la calidad de proteínas, mediante la Razón de Eficiencia Proteica (PER), y la Razón Neta de Proteína (NPR). Los resultados fueron: proteína 27,38 %,fibra 3,37 %, grasa 0,48 %, etc.; en vitaminas: 0,257 mg/100g tiamina, 0,05 mg/100g riboflavina,0,3 mg/100g caroteno; minerales:2,1 μg/g de cobre,25,6 μg/g de zinc, 21,81 mg/g de calcio,15,14 mg/g de magnesio; en aminoácidos: 1,32 % de lisina, 0,2 % de histidina, 1,54 % de arginina, 2,05 % de ácido aspártico. En calidad de proteína se encontró 1,16 con la prueba PER y 2,2 con NPR. Se concluye que el alga Ulva lactuca, presenta proteína, vitaminas, minerales y aminoácidos esenciales, potencialmente utilizable en la industria alimentaria; además de ser un alimento saludable para la nutrición humana y animal.

Algae had been part of the human diet for hundreds of years. In Peru, the oldest archaeological evidence of algae was found along the Peruvian coast e.g. in Pampa (ca. 2500 B.C.), in Playa Hermosa (2500-2275 B.C.), small marine algae were also found in the mummies of the Paracas culture, which indicates that marine algae could have been used by the ancient Peruvians to supplement their diets. In Peru, the consumption of algae is increasing caused by the growing interest of consumers for foods with high nutritional value. The aim of this research was to determine the protein quality, vitamins, minerals and amino acids of the algae Ulva lactuca; which is used for human consumption. Protein analysis was made by the Weende method, vitamins and minerals by the AOAC method, the amino acids were determined by the ion exchange method, using an amino acid analyzer, the biological evaluation of the protein quality by the Protein Efficiency Ratio (PER), and the Net Protein Ratio (NPR). The results were: protein 27,38 %,fiber 3,37 %, fat 0,48 %; vitamins: 0,257 mg/100g thiamine, 0,05 mg/g riboflavin, 0,3 mg/100g carotene; minerals: 2,1 μg/g of copper, 25,6 μg/g of zinc, 21,81 mg/g of calcium, 15,14 mg/g of magnesium; amino acids: 1,32 % of lysine, 0,2% of histidine, 1,54 % of arginine, 2,05 % of aspartic acid, etc. In protein quality, 1,16 was found with the PER test and 2,2 with NPR test. It is concluded that Ulva lactuca algae present proteins, vitamins and minerals which could be used in the food industry; it is also a health food for human and animal nutrition.

Electrochemical Treatment of an Aqueous Palimitic Acid Emulsion by Means of an Iron Modified Graphite Felt Electrode

En el presente estudio proponemos el uso de ánodos de fieltro grafítico recubiertos con hierro para controlar electroquímicamente la cantidad del agente coagulante, en forma del par Fe(II)/Fe(III), que se introduce en la fase acuosa. Al mismo tiempo, este par ayuda a catalizar el proceso electro-Fenton mientras que H O es generado catódicamente. Aquí se reportan las condiciones para modificar catódicamente la superficie del fieltro grafítico, así como su caracterización mediante microscopía SEM-EDS y difracción por rayos X (DRX). Luego se emplea este material como ánodo que actúa como fuente del par Fe(II)/Fe(III), en tanto que un fieltro sin modificar actúa como cátodo generador de H O . Bajo estas condiciones, mediante permanganometría, se cuantifica el contenido de H O producido en función del tiempo. Por último, el fieltro grafítico fue aplicado en el tratamiento electroquímico de emulsiones sintéticas de ácido palmítico estabilizadas en medio acuoso, aplicando densidades de corriente en el rango de 5 - 20 mA/cm2, logrando reducir significativamente los niveles de demanda química de oxígeno (DQO) y de turbidez nefelométrica (NTU) en casi 75 % y 90 %, respectivamente, en unos 30 minutos

In the present study we propose the use of graphitic felt anodes coated with iron to control electrochemically the amount of coagulating agent, in the form of the Fe(II)/Fe(III) pair, which is introduced into the aqueous phase. At the same time, this pair helps catalyze the electro-Fenton process while H O is generated cathodically. Here are reported the conditions to modify cathodically the graphite felt surface, as well as its characterization by SEM-EDS microscopy and X-ray diffraction (XRD). This material is then used as an anode that acts as a source for the Fe(II)/Fe(III) pair, while an unmodified felt acts as a H O generator. Under these conditions, by means of permanganometry, the H O content produced in function of time is quantified. Finally, the graphite felt was applied in the electrochemical treatment of synthetic emulsions of palmitic acid stabilized in aqueous medium, applying current densities in the range of 5 - 20 mA/cm2, achieving a significant reduction in the levels of chemical oxygen demand (COD) ) and nephelometric turbidity (NTU) by almost 75% and 90%, respectively, in about 30 minutes

Treatment for dechlorination in situ of polychlorinated biphenyls (PCBS), for control of healt risks from the workers and the environment in the mining sector of the Pasco department

El estudio describe el manejo y la aplicación del tratamiento por declorinación de bifenilos policlorados, o más conocidos por sus siglas en inglés "polychlorinated biphenyls" (PCBs), detectándose en los aceites dieléctricos de los transformadores de tensión antiguos del lugar de estudio. El manejo inicia en la identificación y toma de muestras de las fuentes, considerando cuarenta y dos transformadores para el proyecto, luego se realizó la prueba de descarte, haciendo uso de los kits colorimétricos Clor-N-Oil 50, para detección de PCBs, resultando trece equipos como positivos, estos equipos se volvieron a muestrear y enviar las muestras para su análisis por cromatografía de gases en un laboratorio acreditado, para obtener resultados exactos de PCBs, resultando nueve transformadores con presencia de PCBs superior a 50 ppm, a los cuales se aplicó el tratamiento por declorinación, mediante un reactor de 1500 litros, en donde se genera la "reacción química de Wurtz", entre el aceite dieléctrico y el sodio metálico, generándose reacciones de eliminación y sustitución del halógeno cloro presente en el aceite y convirtiéndose en cloruro de sodio, el cual es completamente inerte y no posee propiedades nocivas para la salud de las personas y el medio ambiente.

The study describes the management and application of the treatment by dechlorination of polychlorinated biphenyls, or better known by its abbreviations (PCBs), detected in the dielectric oils of the old voltage transformers of the place of study. The management begins with the identification and sampling of the sources, considering forty-two transformers for the project, then the discard test was carried out, using the Clor-N-Oil 50 colorimetric kits, to detect PCBs, resulting in thirteen teams as positive, these devices were re-sampled and the samples sent for analysis by gas chromatography in an accredited laboratory, to obtain exact results of PCBs, resulting in nine transformers with PCBs greater than 50 ppm, which was applied the treatment by dechlorination, by means of a reactor of 1500 liters, where the "chemical reaction of Wurtz" is generated, between the dielectric oil and the metallic sodium, generating reactions of elimination and substitution of the chlorine halogen present in the oil and becoming sodium chloride, which is completely inert and has no harmful properties for the health of people and the environment ambient.

Preparation of catalysts on Fe vanadyl phosphates supported on γ-Al₂ O₃ for oxidative dehydrogenation of ethane

Se han preparado catalizadores basados en vanadil fosfatos para la deshidrogenación oxidativa (ODH) de etano a etileno. Los catalizadores másicos VOP4 (VOPO .2H2 O), FeVOP(1) (Fe0.14 VO0.86 PO4 ) y FeVOP(2) (Fe0.21 VO0.79 PO4 ) fueron sintetizados por el método de Ladwig que consiste en la preparación del vanadilfosfato en reflujo con el ácido fosfórico. Los catalizadores soportados sobre γ-Al O (FeVOP-Al) fueron preparados mediante el método de impregnación húmeda incipiente. A partir de los resultados de XRD, los catalizadores másicos presentaron estructuras cristalinas descritas por el ordenamiento de los tetraedros de PO y de los octaédricos VO . El análisis TPR reveló que la introducción del Fe a la estructura del VOP forma especies menos reducibles, y en el caso de los soportados, el incremento de la fase activa aumentó linealmente con el consumo de H2. La influencia del soporte de γ-Al O en los catalizadores preparados basados en hierro vanadil fosfato permitió la formación de centros activos y selectivos a etileno en la reacción ODH del etano, como consecuencia de la formación de sitios ácidos débiles e intermedios y a interacciones catalizador-soporte. La actividad y selectividad a etileno en la mejor muestra soportada creció hasta 46,8 y 27,3 % frente a un valor de 9,8 y 21,4 % en la muestra másica equivalente.

Catalysts based on vanadyl phosphates have been prepared for the oxidative dehydrogenation (ODH) of ethane to ethylene. The bulk catalysts VOP4 (VOPO .2H2 O), FeVOP(1) (Fe0.14 VO0.86 PO4 ) and FeVOP(2) (Fe0.21 VO0.79 PO4 )VOP (VOPO .2H O), FeVOP(1) have been synthesized by the Ladwig method, which consists in the preparation of vanadyl phosphate under reflux with phosphoric acid. The catalysts supported on γ-Al O (FeVOP-Al) were prepared by the wet impregnation method. From XRD, the bulk catalysts presented crystalline structures described by the arrangement of the tetrahedral of PO4 and of the octahedral VO6. The TPR analysis revealed that the introduction of Fe to the structure of the VOP forms less reducible species and in the case of the supported samples, the increase of the active phase linearly increased the consumption of H2. The γ-Al O support to the iron-vanadyl-phosphate catalysts allowed the formation of ethylene and active centers in the ODH of ethane due to the formation of weak and intermediate acid sites and the catalyst-support interactions. The activity and selectivity of reaction to ethylene in the best supported sample increased up to 46,8 and 27,3% against the equivalent bulk catalyst that was 9,8% and 21,4 %.

Optimization simultaneous removal of nitrate, nitrite, ammonium and phosphate in sewage

El presente estudio evalúa la capacidad de remoción del biochar de bagazo de caña de azúcar para nitrato, nitrito, amonio y fosfato presentes en aguas residuales municipales; asimismo, se determinó la dosis óptima (mg/ml) de biochar en la remoción sinérgica de estos contaminantes dentro de la matriz estudiada, para aquello se han desarrollado 10 tratamientos experimentales a niveles de dosis de biochar 0,5; 1,0; 2,0; 3,0 y 4,0 mg/ml y a tiempos de contactos de 2h y 4h, los cuales se corrieron por triplicado y los porcentajes de remoción fueron presentados a través de su media y error estándar. Adicionalmente a la evaluación del efecto individual de la dosis de biochar y el tiempo de contacto, se realizó un ajuste de efectos bivariados a través de método de superficie respuesta y superposiciones de imágenes de contorno, donde se determinó que la zona de remoción máxima de 95,7 %; 94,6 %; 72,0 % y 57,0 % para NH +, PO 3- , NO - y NO -, respectivamente; se encuentra entre tiempo de contacto de 3,50 - 3,75 h y dosis de biochar 1,25 - 1,75 mg/ml. Finalmente la validación de las correlaciones se realizó a un nivel de significancia de 95 %, mostrando R2 de 93,01; 96,12; 96,15 y 57,59 % para el ajuste de modelos de remoción bivariada para NH +, PO 3- , NO2 - y NO3 -, respectivamente.

The present study evaluates the removal capacity of sugarcane bagasse biochar for nitrate, nitrite, ammonium and phosphate present in sewage; likewise, the optimum dose (mg/ml) of biochar was determined for the synergic elimination of these contaminants within the matrix studied, for which 10 experimental treatments have been developed at biochar dose levels of 0,5; 1,0; 2,0; 3,0 and 4,0 mg/ml and contact times of 2h and 4h, which were performed in triplicate and the elimination percentages were presented through their mean and standard error. In addition to the evaluation of the individual effect of the biochar dose and the contact time, an adjustment of the bivariate effects was made through response superficies method and overlays of contour images, where it was determined that the maximum elimination zone was 95,7 %; 94,6 %; 72,0 % and 57,0 % for NH +, PO 3- , NO - y NO -, respectively; it is between the contact time of 3,50 - 3,75 h and the dose of biochar 1,25 - 1,75 mg/ml. Finally, the validation of the correlations was performed at a level of significance of 95 %, showing an R2 of 93,01; 96,12; 96,15 and 57,59 % for the adjustment of the bivariate elimination models for NH +, PO 3- , NO - y NO -, respectively.

Lixiviation of silver at high temperatures in complex mineral

El estudio de investigación se llevó a cabo de una muestra de relave pirita-plata que facilitó la Empresa Administradora Cerro S.A.C. ubicada en el distrito Simón Bolívar, provincia y región de Pasco. La importancia de los aportes de investigación para su mejor tratamiento a este material obedece a que tiene como stock un millón de toneladas con un promedio de ley de 5,14 ozAg/t y otros dos millones con ley entre 5 a 6 ozAg/t. Estas últimas no han tenido ningún tratamiento previo, por lo tanto, se espera determinar el método adecuado para optimizar la recuperación de plata en este mineral complejo de pirita-plata. La recuperación de plata en este mineral complejo por el método de flotación alcanzó 20 %, conllevando a definirlo como un mineral refractario a este proceso, por lo tanto, es materia de investigación otros procesos como lo de la lixiviación. De la evaluación de resultados de las pruebas de lixiviación, haciendo uso de la matriz de un diseño experimental hexagonal, donde se extrapola resultados para determinar el óptimo, se determina que se puede lograr una recuperación de plata de 50,06 % (variable dependiente) con un consumo de NaCN de 4,8 kg/t (variable independiente) a una temperatura de 40 º C (variable independiente). El tratamiento de este mineral es refractario a la flotación, a través de lixiviación se logra recuperar no a niveles de minerales no complejos, sin embargo, los procedimientos con temperaturas altas requiere de más evaluaciones a nivel laboratorio y a nivel piloto.

the Administrative Company Cerro S.A.C. located in the Simón Bolívar district, province and region of Pasco. The importance of research contributions for its best treatment of this material is due to the fact that it has a stock of one million tons with an average grade of 5,14 ozAg / t and another two million with a grade between 5 to 6 ozAg / t. The latter have not had any previous treatment, therefore, it is expected to determine the appropriate method to optimize the recovery of silver in this pyrite-silver complex mineral. The recovery of silver in this complex mineral by the flotation method reached 20 %, leading to define it as a refractory mineral to this process, therefore, it is a matter of investigation other processes such as leaching. From the evaluation of the results of the leaching tests, making use of the matrix of a hexagonal experimental design, where results are extrapolated to determine the optimum, it is determined that a silver recovery of 50,06 % can be achieved (dependent variable) with a NaCN consumption of 4,8 kg / t (independent variable) at a temperature of 40 º C (independent variable). The treatment of this mineral is refractory to flotation, through leaching it is recovered not at levels of non-complex minerals, however, the procedures with high temperatures require more evaluations at the laboratory level and at the pilot level.

Procimal and quantification of total anthocyanes in Zea mays variety dwelled submitted to different drying processes

El Zea mays, variedad morada, es una planta oriunda de América que tiene el grano y la coronta de color morado, gracias a las antocianinas que son los pigmentos que le confieren este color. El presente trabajo tuvo como objetivo analizar la influencia de los diversos procedimientos de secado del maíz morado que ejecutan los productores del valle de Ica, sobre la composición químico proximal y el contenido de antocianinas totales. Se aplicó 5 procedimientos de secado, los que se codificaron de T1 a T5 y se analizó las corontas y los granos por separado; se observa que los diferentes tratamientos no afectan significativamente la composición químico proximal de la coronta ni del grano; sin embargo, los tratamientos 3 y 4 preservaron un mayor contenido de antocianinas en la coronta (1513 y 1516 mg/100g), mientras que el tratamiento 2 preservó un mayor contenido de antocianina en el grano (907,1 mg/100g).

The Zea mays purple variety is a plant native to America that has purple grain and crown, thanks to the anthocyanins that are the pigments that give this color. The objective of this work was to analyze the influence of the various drying procedures of the purple maize carried out by the producers of the Ica valley, on the proximal chemical composition and the content of total anthocyanins. 5 drying procedures were applied, which were coded from T1 to T5 and the coronas and grains were analyzed separately; it is observed that the different treatments do not significantly affect the chemical composition of the crown or the grain; however, treatments 3 and 4 preserved a higher content of anthocyanins in the crown (1513 and 1516 mg / 100g), while treatment 2 preserved a higher content of anthocyanin in the grain (907,1 mg / 100g).