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
grises,
especies
niveles de remoción en Escherichia
se
aplicaron
como
tratamientos en monocultivos
obteniéndose
excelentes
y
coli y Coliformes totales. Además se
asociación en uno de los sistemas de
determinó la producción de biomasa
la comunidad Turucu, en el que se
fresca de Eichhornia crassipes que
realiza tratamiento del agua residual
una área de 184 m2, fue de 5453,97
orliginada
Kg/año ó 5,97 ton/año.
por
22
familias.
El
intervalo de muestreo fue cada ocho días
con
frecuencia
de
tres
PALABRAS CLAVES. Aguas
repeticiones. En los análisis de las
residuales
aguas tratadas se determinó que de
acuática
flotantes,
los cuatro tratamientos el de mayor
crassipes;
Azolla
capacidad
Lemna
en
remoción
de
domésticas,
gibba,
plantas
Eichhornia filiculoides sistemas
y de
contaminantes (DBO, DQO, Nitritos
tratamiento unifamiliares y sistemas
y Nitratos; Sólidos, Fósforo total y
de tratamiento comunitarios.
fosfatos), fue Eichhornia crassipes con niveles de hasta el 98%; para los parámetros
microbiológicos
Escherichia
coli
y
Coliformes
totales el mejor tratamiento fue Lemna gibba que removió entre el 96% y 98,5%; Azolla filiculoides resultó eficiente como tratamiento terciario y finalmente se ubicó la asociación.
En
los
sistemas
unifamiliares se aplicó Eichhornia crassipes
por
su
eficiencia en
remoción de contaminantes; en uno de los cuales también se trató aguas
Los bioquímicos como alternativa a los derivados del petróleo
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)
biomorfos.
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
Cuando una o más sustancias sufren
seres vivos, y que observamos a simple
de
vista, se corresponden, desde un punto de
diferentes se esta presencia de una
vista su microscópico o molecular, con
reacción química las sustancias reactivas
cambios o reacciones químicas de las
o simplemente reactivos se trasforman en
sustancias biológicas. En el interior de los
otras
organismos vivos se llevan a cabo la
consecuencia de una redistribución de
síntesis
átomos, iones, o moléculas. En esta
y
degradación
de
sustancias de carácter orgánico.
muchas
cambios
para
distintas
redistribución,
los
los
formar
sustancias
productos
átomos
de
como
las
sustancias reaccionantes cambian esto se
elemento,
lo
cual
implicaría
una
produce rupturas de nuevas formaciones
modificación en la naturaleza misma de
de uniones químicas.
los átomos, más precisamente en el
Los cambios que se producen en las
núcleo, fenómeno que no alcanza a
reacciones no incluyen la posibilidad de
producirse en las relaciones químicas.
que un elemento se transforme en otro Balance de las reacciones químicas
para
Se debe cumplir que el número de
químicos y físicos.
cada clase de átomo, debe ser igual a la
diferenciar
Demostrar
que
los
cambios
elementos
se
izquierda y a la derecha de la flecha en la
oxidan y reducen, observando que
ecuación química. Esto se puede lograr a
elementos
través del uso de coeficientes, números
electrones.
ganan
o
pierden
enteros, que no modifiquen la formula III.-MATERIALES
química de la sustancia.
REACTIVOS
Tipos de reacción inorgánicas son:
MATERIALES
Ácidos base (neutralización)
La combustión
La solubilizacion
La reacciones de redox
Gradilla
Mechero bunsen
Pinzas de madera
Espátula
II.-OBJETIVOS
Papel de filtro
Objetivo general
Clavos de hierro
Analizar los distintos tipos de
Tubos de ensayo
reacciones químicas tomando en
Vaso de precipitación
cuenta las leyes ponderables de las
Gotero
mismas, para observar lo que REACTIVOS
ocurre en dichas reacciones.
Azufre (S)
Hierro(Fe)
que
NH4Cl
ocurren en las sustancias químicas
KClO3
Fenolftaleína
Objetivo especifico
Determinar
los
cambios
Y
H2SO4
Pb(NO3)2
CuSO4
Agua Destilada
NaOH
Na2CO3
IV.PROCEDIMIENTO
tubo de ensayo se calienta en la parte inferior ya que libera energia.
V.-CALCULOS Y DISCUSION
TIPOS
ENDOT
RESULTADOS
ERMICAS
DE
el
NES
NACION
toxicas
que
se
oxidan
un color rojo y se degrado volviéndose de color negro, desprendiendo
un
color
DESCO
El KClO3 al contacto con
MPOSICIO
el fuego se calienta y se
N
derrite, cambio de estado a liquido
desprendiendo y
tubo
El Fe se desplaza a la solución donde se degrada el
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
ACIDO S-BASE
Al colocar NaOH en el tubo de ensayo, al añadir gotas
de
observamos
fenolftaleína, cómo
cambia
inmediatamente se torno a
básico gota a gota hasta que tomo un color incoloro. Fuente: Laboratorio de Química general Elaborado por: Ronquillo Natalia Vargas Paola VI.- DISCUSIÓN
clavo y se oxida. DOBLE
ambiente
una
combustión completa.
UCION
del
rojo-básico. Colocamos HCl
amarrillo.
oxigeno
calor
volviéndose totalmente fría.
Fe + S Son sustancias
volviéndose liquidas tomando
SUSTIT
en el tubo de ensayo + NH4Cl la solución adquiere
REACCIO
COMBI
Al colocar agua destilada
Al colocar agua destilada en el tubo de ensayo + H2SO4 observamos que el
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.
VII. CONCLUSIONES En la práctica realizada logramos determinar y observar que sucede en cada caso de reacciones desarrolladas, como tenemos en el primer caso de combinación las dos reactivos son sustancias toxicas, se oxidan y así se vuelven a estado liquido. También identificamos que
en el
caso de
descomposición no colocamos (NH4)2Cr2O7 (2) ya
3.-Realice las reacciones que resultada de la práctica dada. Combinación Fe(s) + S(s) FeS(s) Descomposición KClO3+papel filtro =Descomposición Sustitución CuSO4+clavo de Fe =sustitución Doble sustitución
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. En el acido- base se combinan con una base
Na2CO3 + Pb (NO3) Na (NO3)
Pb 2 (CO3) +
Exotérmica
para dar una sal más agua que colocando HCl va cambiando de color tomando un color rojo y
H2SO4 + Calentamiento del tubo
H 2O
(destilada)
procedente cambia a color incoloro. Desarrollando las ecuaciones de las diferentes reacciones dadas en la práctica.
VIII.CUESTIONARIO 1.- Establezca similitudes y diferencias entre los tipos de Reacciones Diferencias Los Inorgánicos son todos los compuestos que no presentan Carbono o sus derivados en su estructura principal. Estos compuestos son en su mayoría de carácter iónico, solubles sobre todo en agua y con altos puntos de ebullición y fusión. Sus reacciones son casi siempre instantáneas, iónicas, sencillas y rápidas en su origen se forman ordinariamente por la acción de las fuerzas fisicoquímicas: fusión, sublimación, difusión, electrolisis y reacciones químicas a diversas temperaturas la energía solar, el oxígeno, el agua y el silicio han sido los principales agentes en la formación de estas sustancias los compuestos inorgánicos están formados por enlaces iónicos y covalentes. Los compuestos orgánicos son sustancias químicas que contienen carbono, formando enlaces covalentes carbono-hidrógeno. En muchos casos contienen oxígeno, y también nitrógeno, azufre, fósforo, boro, halógenos y otros elementos estos compuestos se denominan Moléculas orgánicas no son moléculas orgánicas los compuestos que contienen carburos, los carbonatos y los óxidos de carbono.
Endotérmica NH4Cl(S) + Enfriamiento del tubo
H2O
(destilada)
Ácido-Base Na (OH) + Fenolftaleína neutro Na (OH) incoloro – ácido
+
Fenolftaleína
rosa
+
HCl
4.-Con las reacciones ya dadas realice el balance de las mismas por el método de ion electrón. Combinación; no hace falta igualar porque ya está igualada. Fe(s) + S(s) Fe S(s) No vale por ion electro porque tiene los mismos números de oxidación. Descomposición; en esta reacción no se puede igualar por ion electrón porque en la reacción y el producto se quedan con el mismo número de oxidación 2 KClO3(S) 2 KCl (l) + 3O2(g) Sustitución; es este si se reduce el cobre de 2+ a 0 y el hierro se oxida de 0 a 2+. CuSO4 (s) + Fe (s) Fe SO4 (s) Doble sustitución; es esta reacción no se puede igual por ion electrón porque antes y después de la reacción el estado de oxidación de los
elementos se conserva por ser una reacción de doble sustitución. ( ) Exotérmicas; en esta reacción no se puede igualar por ion electrón porque el H2SO4 solo se disocia en el agua. H2SO4 → H2+ + (SO4)=
+Δ
Endotérmicas; en esta reacción no se puede igualar por ion electrón porque tienen antes y después de la reacción tienen el mismo número oxidación. Δ→
(
)
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