UNIVERSIDAD TECNICA DE AMBATO
Vargas Paola
02/07/2014
Estudio
Editores
eichhornia
crassipes,
azolla filiculoides y lemna gibba, en
el
tratamiento
de
aguas
residuales domésticas aplicando a sistemas género Portulaca
Resumen
Colaboradores
comunitarios
unifamiliares en
el
y cantón
cotacachi – ecuador. Los bioquímicos como alternativa a los derivados del petróleo Biomorfos imitando la vida
La bioquímica es la ciencia encargada del estudio de los seres vivos, especialmente de las proteínas, ácidos nucleícos, carbohidratos y lípidos además se basa en el concepto que todo ser vivo contiene carbono y genera moléculas biológicas compuestas por carbono, hidrogeno, oxigeno , nitrógeno , azufre y fosforo Constituye un pilar fundamental de la biotecnología, y se ha consolidado como una disciplina esencial para abordar los grandes problemas y enfermedades actuales y del futuro, tales como el cambio climático, la escasez de recursos agroalimentarios ante el aumento de población mundial, El agotamiento de reservas de fósiles aparición de nuevas alergias como el cáncer y enfermedades genéticas entre otras.
ESTUDIO EICHHORNIA CRASSIPES, AZOLLA FILICULOIDES Y LEMNA GIBBA, EN EL TRATAMIENTO DE AGUAS RESIDUALES DOMÉSTICAS APLICANDO A SISTEMAS UNIFAMILIARES Y COMUNITARIOS EN EL CANTÓN COTACACHI – ECUADOR.
El
tratamiento
residuales
domésticas
de
aguas
acuáticas
flotantes
una
(Eichhornia crassipes, Lemna gibba
necesidad urgente, debido a los
y Azolla filiculoides) utilizadas para
problemas de contaminación que
el tratamiento de aguas residuales
producen
vertidas
domésticas, a nivel de sistemas
directamente en fuentes de agua
unifamiliares y comunitarios en
natural. Este trabajo presenta el
sectores rurales (Guitarra Ucu, El
comportamiento de tres especies de
Cercado, Iltaquí y Turucu) del
si
son
es
plantas
cantón Cotacachi – Ecuador. Las
asociación.
especies
unifamiliares se aplicó Eichhornia
se
aplicaron
como
tratamientos en monocultivos
y
crassipes
En
por
su
los
sistemas
eficiencia en
asociación en uno de los sistemas de
remoción de contaminantes; en uno
la comunidad Turucu, en el que se
de los cuales también se trató aguas
realiza tratamiento del agua residual
grises,
orliginada
El
niveles de remoción en Escherichia
intervalo de muestreo fue cada ocho
coli y Coliformes totales. Además se
días
tres
determinó la producción de biomasa
repeticiones. En los análisis de las
fresca de Eichhornia crassipes que
aguas tratadas se determinó que de
una área de 184 m2, fue de 5453,97
los cuatro tratamientos el de mayor
Kg/año ó 5,97 ton/año.
por
con
22
familias.
frecuencia
capacidad
en
de
remoción
obteniéndose
de
contaminantes (DBO, DQO, Nitritos
PALABRAS CLAVES. Aguas
y Nitratos; Sólidos, Fósforo total y
residuales
fosfatos), fue Eichhornia crassipes
acuática
flotantes,
con niveles de hasta el 98%; para los
crassipes;
Azolla
parámetros
Lemna
microbiológicos
Escherichia
coli
y
Coliformes
totales el mejor tratamiento fue Lemna gibba que removió entre el 96% y 98,5%; Azolla filiculoides resultó tratamiento finalmente
eficiente
como
terciario se
ubicó
y la
excelentes
domésticas,
gibba,
plantas
Eichhornia filiculoides sistemas
y de
tratamiento unifamiliares y sistemas de tratamiento comunitarios.
Los bioqu铆micos como alternativa a los derivados del petr贸leo
La producción de bioquímicos está creciendo, y varias compañías se disponen a entrar en la producción comercial en competencia con productos derivados del petróleo. No obstante, sin políticas públicas de apoyo a estas tecnologías beneficiosas ambientalmente, su comercialización no es aún competitiva.
Un amplio número de compañías están trabajando para ofrecer productos cuyo rendimiento sea beneficioso en costes con los químicos derivados del petróleo.
Si comparamos con los biocombustibles, los bioquímicos han recibido hasta ahora menos atención. Sin embargo, se espera un avance más rápido en los bioquímicos porque sus márgenes de beneficio son más altos que los biocombustibles. Actualmente ya existen bioquímicos competitivos, en gran medida porque los costes de procesado son similares a los de los productos derivados del petróleo pero se venden a un precio más alto.
El nuevo modelo de las biorefinerías
Un nuevo modelo sobre el que se está trabajando es el de las biorefinerías. Por ejemplo, en Boardman, Oregón, se usa un sistema basado en la fermentación híbrida para producir ácido acético, etilo acetato y etanol a partir de materiales celulósicos. La biomasa usada como materia prima procede de árboles de alto crecimiento y producción, con unos requerimientos bajos. El primer producto a desarrollar es el etilo acetato, que requiere para su producción la mitad de energía que el etanol, pero se vende a un precio dos veces mayor.
La firma LS9 ha desarrollado un proceso de fermentación en una etapa que depende de bacterias modificadas genéticamente para generar biodiesel y
otros combustibles usados en el sector del transporte. El proceso reduce en un 85 % los gases de efecto invernadero en comparación con el diesel del petróleo. Su proceso de biorefinería depende de la catálisis por metátesis de olefinas licenciados en exclusividad por Materia Inc. Se trata de una poderosa técnica sintética que redistribuye el sustrato de las olefinas, produciendo un intercambio neto de los sustituyentes en dos dobles enlaces. El proceso de catálisis se usa para sintetizar químicos tales como ceras, compuestos antimicrobiales, lubricantes y aditivos de combustibles de aceites de plantas como la palma o soya.
Gevo Development LLC es otra compañía que trabaja en el concepto de biorefinería. Gevo ha desarrollado una ruta basada en la fermentación de isobuteno no procedente del petróleo, una materia prima clave de la goma butil sintética. Gevo usará un amplio rango de azúcares y almidón y, más tarde celulosa, como materia prima. Se producirá un amplio rango de productos, incluyendo isobutanol, propileno y granos secos del destilador con solubles (DDGS) para alimentos de animales, además de isobuteno.
El desarrollo de una ruta biológica para obtener ácido sucínico ha recibido atención en los últimos años. El ácido sucínico se usa en una gran variedad de aplicaciones
incluyendo
plásticos,
fibras,
poliésteres
y
pigmentos.
Industrialmente, el ácido sucínico se hace a través de hidrogenación catalítica de ácido maleico o sus anhídridos. Ya que ambos son derivados de benceno o butano, los costes del ácido sucínico son altos y están ligados a los combustibles fósiles.
Aparte de los bioquímicos en fase de prueba piloto, varias compañías comercializan ya agentes bioquímicos. Un ejemplo es NatureWorks LLC produce ácido poliláctico (PLA), para competir con PET, poliptopileno (PP) y poliestireno (PS) en la industria de embalaje y servicios de alimentos, y también en la de industria de plásticos resistentes y mercados de fibras.
Otra compañía con productos bioquímicos viables en el mercado es JV Dupont Tate & Lyle BioProducts. Con un proceso basado en la fermentación, JV fabrica 1,3-propanediol (PDO) a partir de azúcar de maíz destinado a los mercados industrial y del cuidado de la piel. Las instalaciones de la compañía en Tennesse actualmente producen 100 millones de lb/año de Bio-PDO, y están trabajando en añadir otra unidad de fermentación, que impulsará la capacidad en un 35 %. Comparado con el glicol propileno y el PDO derivado del petróleo, el proceso Bio-PDO emite un 56 % menos de gases de efecto invernadero y usa un 40 % menos de energía.
Palabras clave: Polylactic acid (PLA), polyethylene terphthalate (PET)
Pensábamos cristalógrafo constituir son los biomorfos. armónicas Juan que Manuel los curvas cristales García que seforman Ruiz asemejan ha constatado siempre a las generadas líneas que algunos rectas, por seres optan pero vivos: por el
El asunto de estos biomorfos empezó por pura casualidad. Fue hace más de 25 años, cuando el cristalógrafo Juan Manuel García Ruiz, profesor de investigación en el Laboratorio de Estudios Cristalográficos (LEC) del CSIC, en Granada, hacía su tesis en la Universidad Complutense de Madrid sobre cristalización en geles. Durante el proyecto, el investigador encontró de manera fortuita unas estructuras cristalinas que se apartaban de lo que siempre había visto. Sus formas rompían la morfología típicamente asociada a los cristales: las esperadas líneas rectas habían sido sustituidas por curvas que imitaban la simetría
propia de los organismos vivos. García Ruiz les adjudicó el nombre de biomorfos, recuperando un término que el zoólogo británico Richard Dawkins
acuñó hace años para definir formas bidimensionales que evolucionaban virtualmente en su ordenador
Al cristalógrafo le costó trabajo convencer a la comunidad científica de que esas estructuras curvas se generaban de forma espontánea. «Cuando enviaba mis artículos científicos para publicar, solían decirme que seguramente mis experimentos estaban contaminados biológicamente», recuerda. No había información previa al respecto. Las únicas referencias científicas que encontró sobre esas y otras estructuras similares ofrecían una interpretación errónea, refiriéndose a ellas como formas muy primitivas de vida sintética. Pero a él esa explicación no le parecía plausible. «En absoluto. Los cristales son estructuras inorgánicas. Los biomorfos no están vivos», subraya. Este cristalógrafo sevillano, al que ya seguimos en las páginas de la revista durante sus estudios en el desierto mexicano de Chihuahua sobre los cristales gigantes de Naica (véase «Megacristales en Naica», noviembre 2006), no cejó hasta probar que algunos cristales, a los que se refiere como «materiales cristalinos con curvatura continua», demuestran, según sus palabras, que efectivamente existe una convergencia entre las formas de la vida y las formas de los materiales cristalinos inorgánicos, y que no existe una división marcada y nítida entre el mundo morfológico de la simetría de la vida y el de la simetría cristalina, de lo inorgánico. Para llegar a esa conclusión, el investigador ha observado en su laboratorio el crecimiento de cristales de carbonato obtenidos
sintéticamente hasta comprobar y documentar cómo se generan esas formas propias de los seres vivos. El tema es complejo, desde luego. El quid de la cuestión, o uno de ellos, es que hasta ahora todas las formas curvas halladas en la naturaleza respondían a patrones biológicos. Las conchas y los huesos, por ejemplo, se generan a demanda de un ser vivo.
El material genético de un caracol contiene las órdenes necesarias para que este molusco cree su típico y necesario caparazón, fruto de una larga historia evolutiva. Pero en el reino inorgánico, donde la biología no tiene lugar, todo lo que sucede es pura química, que en el caso de los cristales determina sus formas, establecidas por el ordenamiento interno de las moléculas. No existe ninguna estrategia adaptativa ligada al proceso de selección natural. Todo lo que ocurre es fruto de una reacción entre distintos elementos de la tabla periódica. Lo que ha pasado en el laboratorio de García Ruiz es que los cristales de carbonato que ha estudiado contienen cristalitos recubiertos de sílice, y lo que desencadena el proceso de generación de las formas biomorfas es la reacción química entre ambos minerales. «El detonante es el acoplamiento entre la precipitación del sílice y el carbonato –explica–. A consecuencia de ello, el cristal inicial se rompe en millones de cristalitos que se autoorganizan
constituyendo láminas.» Después, esas láminas inician lo que el cristalógrafo define como mecanismo del rizo, un proceso a lo largo del cual se crean las formas de curvatura continua. García Ruiz ha generado cristales sintéticos porque las condiciones químicas del experimento en cuanto a alcalinidad y concentración de sílice son propias de ambientes muy extremos. «Estos biomorfos de sílice carbonato son geoquímicamente posibles aunque todavía no han sido hallados en la naturaleza. Es posible que existan en las aguas alcalinas del Rift Valley, en Kenya, y en fumarolas submarinas como las de Lost City, un campo de chimeneas hidrotermales situado en el centro del océano Atlántico. Me propongo comprobarlo», afirma. Mientras tanto, el científico andaluz extrae interesantes conclusiones de su experimento. Una de ellas es que ni la morfología, ni incluso la química, pueden ser utilizadas como criterio único para buscar formas de vida primitivas, ya que, como él mismo ha demostrado… no todo lo que es curvo está vivo. Los biomorfos de García Ruiz también aportan ciertos patrones de formación extrapolables a las estructuras de conchas y de huesos sobre las que existe un gran desconocimiento. Cuando los encuentre en la naturaleza, seguramente los biomorfos le revelarán nuevas peculiaridades propias de un universo inorgánico de lo más singular.
“CLASES DE REACCIONES QUÍMICAS” Paola Vargas, Ing. Ignacio Echeverria, Egda. Jéssica Chamorro Primero “A” Bioquímica FACULTAD DE CIENCIA E INGENIERÍA EN ALIMENTOS (FCIAL). UNIVERSIDAD TÉCNICA DE AMBATO (UTA). Ciudadela Huachi, Casilla 18-01-0334. E – mail: fcial@uta.edu.ec AMBATO – ECUADOR RESUMEN
La reacción al unir dos o más elementos da como resultado la formación de un enlace químico entre átomos y la formación de un compuesto químico. Una reacción química es un proceso por el cual una o más sustancias, llamados reactivos, se transforman en otra u otras sustancias con propiedades diferentes, llamadas productos. En una reacción química, los enlaces entre los átomos que forman los reactivos se rompen. Entonces, los átomos se reorganizan de otro modo, formando nuevos enlaces y dando lugar a una o más sustancias diferentes a las iníciales, consiste en el cambio de una o más sustancias en otra(s). Los
reactantes son las sustancias involucradas al inicio de la reacción y los productos son las sustancias que resultan de la transformación. En una ecuación química que describe una reacción, los reactantes, representados por sus fórmulas o símbolos, se ubican a la izquierda de una flecha; y posterior a la flecha, se escriben los productos, igualmente simbolizados. En una ecuación se puede indicar los estados físicos de las sustancias involucradas de la manera siguiente: (s) para sólido, (l) para líquido, (g) para gaseoso y (ac) para soluciones acuosas. (Carpí 2003) I.-INTRODUCCION Las transformaciones que sufren los
consecuencia de una redistribución de
seres vivos, y que observamos a simple
átomos, iones, o moléculas. En esta
vista, se corresponden, desde un punto de
redistribución,
vista su microscópico o molecular, con
sustancias reaccionantes cambian esto se
cambios o reacciones químicas de las
produce rupturas de nuevas formaciones
sustancias biológicas. En el interior de los
de uniones químicas.
organismos vivos se llevan a cabo la síntesis
y
degradación
de
muchas
sustancias de carácter orgánico.
cambios
las
Los cambios que se producen en las reacciones no incluyen la posibilidad de
elemento,
lo
cual
implicaría
una
modificación en la naturaleza misma de
diferentes se esta presencia de una
los átomos, más precisamente en el
reacción química las sustancias reactivas
núcleo, fenómeno que no alcanza a
o simplemente reactivos se trasforman en
producirse en las relaciones químicas.
distintas
formar
de
sustancias
otras
para
átomos
que un elemento se transforme en otro
Cuando una o más sustancias sufren de
los
los
productos
como
Balance de las reacciones químicas
Tipos de reacción inorgánicas son:
Se debe cumplir que el número de
Ácidos base (neutralización)
cada clase de átomo, debe ser igual a la
La combustión
izquierda y a la derecha de la flecha en la
La solubilizacion
ecuación química. Esto se puede lograr a
La reacciones de redox
través del uso de coeficientes, números enteros, que no modifiquen la formula química de la sustancia.
II.-OBJETIVOS Objetivo general
Analizar los distintos tipos de
Espátula
reacciones químicas tomando en
Papel de filtro
cuenta las leyes ponderables de las
Clavos de hierro
mismas, para observar lo que
Tubos de ensayo
ocurre en dichas reacciones.
Vaso de precipitación
Gotero
Objetivo especifico
Determinar
los
cambios
que
REACTIVOS
ocurren en las sustancias químicas
Azufre (S)
para
Hierro(Fe)
NH4Cl
se
KClO3
oxidan y reducen, observando que
Fenolftaleína
elementos
H2SO4
CuSO4
NaOH
Na2CO3
MATERIALES
Pb(NO3)2
Gradilla
Agua Destilada
Mechero bunsen
Pinzas de madera
diferenciar
los
cambios
químicos y físicos.
Demostrar
que
ganan
elementos
o
pierden
electrones. III.-MATERIALES
Y
REACTIVOS
IV.PROCEDIMIENTO
NACION
toxicas
que
se
oxidan
volviéndose liquidas tomando un color rojo y se degrado
V.-CALCULOS Y DISCUSION
TIPOS
volviéndose de color negro,
RESULTADOS
desprendiendo
DE
color
amarrillo.
REACCIO DESCO
El KClO3 al contacto con
MPOSICIO
el fuego se calienta y se
N
derrite, cambio de estado a
NES COMBI
un
Fe + S Son sustancias
liquido
desprendiendo
oxigeno
y
tubo
una
UCION
El Fe se desplaza a la solución donde se degrada el clavo y se oxida.
DOBLE
Na2CO3 + Pb (NO3)2
SUSTITUI
tomo un color blanquecino al
ON
mezclarlos
obteniendo
la
siguiente ecuación. Na2CO3 + Pb (NO3)2 Pb(CO3)+2Na (NO3)
EXOTE RMICAS
Fuente: Laboratorio de Química general Elaborado por: Ronquillo Natalia
combustión completa. SUSTIT
tomo un color incoloro.
Al colocar agua destilada en el tubo de ensayo + H2SO4 observamos que el tubo de ensayo se calienta en la parte inferior ya que libera
Vargas Paola VI.- DISCUSIÓN Al terminar la práctica nos dimos cuenta las reacciones que pueden haber al mezclar sustancias en el caso de la composición nos dimos cuenta que de sólidos pasan a ser líquidos esto podemos ver qué cambio de estado al mezclar as dos sustancias ya que ocurre un degrada miento en las dos sustancias en el caso de la descomposición al ponerlo al color de va derritiendo y al colocar las bolitas de papel se desprende oxigeno de su interior y se produce una combustión completa la sustitución se desplazan el hierro y se degrada e clavo tomando una consistencia de oxidación en la exotérmica y endotérmica sus reacciones se vuelven contraria ya que en una se calienta el tubo en la otra se enfría el tubo al mezclar las sustancias en el ácido base al poner fenolftaleína se torna de color rosado y al colocar HCl se vuelve incoloro con esto nos damos cuenta cómo reacciona cada sustancia al combinarle con diferentes compuesto.
energia. ENDOT ERMICAS
Al colocar agua destilada en el tubo de ensayo +
S-BASE
En la práctica realizada logramos determinar y observar que sucede en cada caso de reacciones
NH4Cl la solución adquiere
desarrolladas, como tenemos en el primer caso de
el
combinación las dos reactivos son sustancias
calor
del
ambiente
volviéndose totalmente fría. ACIDO
VII. CONCLUSIONES
Al colocar NaOH en el tubo de ensayo, al añadir gotas
de
observamos
fenolftaleína, cómo
cambia
toxicas, se oxidan y así se vuelven a estado liquido. También identificamos que en el caso de descomposición no colocamos (NH4)2Cr2O7 (2) ya que este reactivo es muy fuerte y toxico, ya que al colocar bolitas de papel filtro totalmente se funde y se observa la combustión completa.
inmediatamente se torno a
En el acido- base se combinan con una base
rojo-básico. Colocamos HCl
para dar una sal más agua que colocando HCl va
básico gota a gota hasta que
cambiando de color tomando un color rojo y procedente cambia a color incoloro.
Desarrollando
las
ecuaciones
de
las
diferentes reacciones dadas en la prĂĄctica.
VIII.CUESTIONARIO
3.-Realice las reacciones que resultada de la prĂĄctica dada. CombinaciĂłn Fe(s) + S(s) FeS(s) DescomposiciĂłn KClO3+papel filtro =DescomposiciĂłn SustituciĂłn CuSO4+clavo de Fe =sustituciĂłn Doble sustituciĂłn
ExotĂŠrmica
H2O
(destilada)
EndotĂŠrmica
1.- Establezca similitudes y diferencias entre los tipos de Reacciones Diferencias Los InorgĂĄnicos son todos los compuestos que no presentan Carbono o sus derivados en su estructura principal. Estos compuestos son en su mayorĂa de carĂĄcter iĂłnico, solubles sobre todo en agua y con altos puntos de ebulliciĂłn y fusiĂłn. Sus reacciones son casi siempre instantĂĄneas, iĂłnicas, sencillas y rĂĄpidas en su origen se forman ordinariamente por la acciĂłn de las fuerzas fisicoquĂmicas: fusiĂłn, sublimaciĂłn, difusiĂłn, electrolisis y reacciones quĂmicas a diversas temperaturas la energĂa solar, el oxĂgeno, el agua y el silicio han sido los principales agentes en la formaciĂłn de estas sustancias los compuestos inorgĂĄnicos estĂĄn formados por enlaces iĂłnicos y covalentes. Los compuestos orgĂĄnicos son sustancias quĂmicas que contienen carbono, formando enlaces covalentes carbono-hidrĂłgeno. En muchos casos contienen oxĂgeno, y tambiĂŠn nitrĂłgeno, azufre, fĂłsforo, boro, halĂłgenos y otros elementos estos compuestos se denominan MolĂŠculas orgĂĄnicas no son molĂŠculas orgĂĄnicas los compuestos que contienen carburos, los carbonatos y los Ăłxidos de carbono.
Na2CO3 + Pb (NO3) Na (NO3)
H2SO4 + Calentamiento del tubo
Pb2 (CO3) +
NH4Cl(S) + Enfriamiento del tubo
H2 O
(destilada)
Ă cido-Base Na (OH) + FenolftaleĂna neutro Na (OH) incoloro – ĂĄcido
+
rosa
FenolftaleĂna
+
HCl
4.-Con las reacciones ya dadas realice el balance de las mismas por el mĂŠtodo de ion electrĂłn. CombinaciĂłn; no hace falta igualar porque ya estĂĄ igualada. Fe(s) + S(s) ďƒ Fe S(s) No vale por ion electro porque tiene los mismos nĂşmeros de oxidaciĂłn. đ??šđ?‘’ 2+ đ?‘† 2− + đ??ť + đ??śđ?‘™ − → đ??ť2+ đ?‘† + đ??šđ?‘’ 2+ đ??śđ?‘™2− DescomposiciĂłn; en esta reacciĂłn no se puede igualar por ion electrĂłn porque en la reacciĂłn y el producto se quedan con el mismo nĂşmero de oxidaciĂłn 2 KClO3(S) ďƒ 2 KCl (l) + 3O2(g) SustituciĂłn; es este si se reduce el cobre de 2+ a 0 y el hierro se oxida de 0 a 2+. CuSO4 (s) + Fe (s) ďƒ Fe SO4 (s) Doble sustituciĂłn; es esta reacciĂłn no se puede igual por ion electrĂłn porque antes y despuĂŠs de la reacciĂłn el estado de oxidaciĂłn de los elementos se conserva por ser una reacciĂłn de doble sustituciĂłn. ∆
đ?‘ đ?‘Ž2 đ??śđ?‘‚3 + đ?‘ƒđ?‘?(đ?‘ đ?‘‚3 )2 → đ?‘ đ?‘Žđ?‘ đ?‘‚3 + đ?‘ƒđ?‘?đ??śđ?‘‚3 ExotĂŠrmicas; en esta reacciĂłn no se puede igualar por ion electrĂłn porque el H2SO4 solo se disocia en el agua. đ?‘Żđ?&#x;? đ?‘ś
H2SO4 → H2+ + (SO4)=
+Δ
EndotĂŠrmicas; en esta reacciĂłn no se puede igualar por ion electrĂłn porque tienen antes y despuĂŠs de la reacciĂłn tienen el mismo nĂşmero oxidaciĂłn. H2 O
NH4 Cl +Δ →
(NH4 )+ + Cl−
Acido-base; en esta reacción no se puede igualar por ion electrón porque ya se encuentra igualada. HCl + Na(OH) NaCl + H2O
Bibliografía Contreras S. (05/12/2004) .Reacciones químicas. Mérida, disponible en http://www.saber.ula.ve/bitstream/123456789 /16710/1/reacciones.pdf
Carpí A. (2003). “Reacciones Químicas” Visionlearning Vol. CHE-1 (6), disponible en http://www.visionlearning.com/es/library /Qu%C3%ADmica/1/ReaccionesQu%C3%ADmicas%C2%A0/54
Anexos