Influencia del tamaño de partícula en la extracción de ácidos húmicos de carbón bituminoso / Influence of particle size in the extraction of bituminous carbon humic acids

RESUMEN Las sustancias húmicas son un conjunto de macromoléculas provenientes de materia orgánica biodegradada. Estas sustancias, se pueden obtener de carbones de alto rango y son importantes en la eliminación de contaminantes en soluciones acuosas. En esta investigación, se evaluó la influencia del tamaño de partículas en la extracción de ácidos húmicos, a partir de muestras de carbón bituminoso. Se realizó una oxidación en solución acuosa de las muestras con peróxido de hidrógeno, a concentraciones de 50, 40 y 30%, respectivamente, tiempos de extracción de 3 y 6 horas y tamaño de partícula a número de malla 60 y 120. Se caracterizaron las muestras de carbón por espectrometría infrarroja (FTIR). Se realizó un análisis próximo, para determinar % de humedad, % de materia volátil (%MV), % de ceniza, % de carbono fijo (%CF) y relación %CF/MV. El análisis termogravimétrico (TGA), se realizó en equipo de termografía TGA Q-500. El mayor porcentaje de extracción (76,8±3,50), se obtuvo a una concentración de 50% de agente oxidante, tiempo de extracción de 6 horas y tamaño de partícula a malla No. 120. El tiempo de extracción influye en la cantidad de ácido húmico que se puede extraer, una concentración de 40% de agente oxidante; no se encontraron diferencias estadísticamente significativas (P> 0,05), para tiempos de 3h (32,8±1,0, malla 120) y 3h (30,6±2,4, malla 60). La materia carbonácea utilizada en esta investigación puede ser un candidato potencial para obtener ácidos húmicos útiles en la industria agrícola.

ABSTRACT Humic substances are a group of macromolecules from biodegradable organic matter. These substances can be obtained from high-rank coals and are important in the removal of contaminants in aqueous solutions. In this study, the influence of particle size on the extraction of humic acids from samples of bituminous coal is evaluated. Oxidation in aqueous solution of the samples with hydrogen peroxide was carried out at concentrations of 50, 40 and 30% respectively, extraction times of 3 and 6 hours and particle size at 60 and 120 mesh number. The carbon samples were characterized by infrared spectrometry (FTIR). A close analysis was performed to determine % moisture, % volatile matter (% MV), % ash, % fixed carbon (% CF) and % CF/MV ratio. Thermogravimetric analysis (TGA) was performed on TGA Q-500 thermography equipment. The highest percentage of extraction (76.8 ± 3.50) was obtained at a concentration of 50% of oxidizing agent, extraction time of 6 hours and particle size to mesh No 120. The extraction time influences the amount of humic acid that can be extracted, a concentration of 40% of oxidizing agent, no statistically significant differences were found (P> 0.05) for times of 3h (32.8±1.0, 120 mesh) and (30.6±2.4, 60 mesh). The carbonaceous material used in this research may be a potential candidate for obtaining useful humic acids in the agricultural industry.

Influencia del ambiente en la motivación y la atención de los estudiantes para el aprendizaje de la química / Influence of the environment in the motivation and attention of students for the learning of chemistry

RESUMEN Diversos investigadores sostienen que solo a través de una conciencia de las diferencias y de las similitudes entre la educación, el ambiente y las neurociencias será posible lograr una fundamentación común necesaria para una ciencia integrada de la educación, el cerebro, la mente y el aprendizaje. El objetivo de la investigación fue determinar si el ambiente de aprendizaje y la neurociencia influyen en la atención y en la motivación de los estudiantes, que traen, como consecuencia, cambios en el rendimiento académico. El experimento, se realizó con dos grupos de estudiantes universitarios, separados en aulas, con diferente ambiente de aprendizaje, que cursaban la asignatura química general, donde el 76% fueron de género masculino y el 24%, femenino, para el grupo 1 y el 60%, masculino y 40% del sexo femenino, para el grupo 2, con edades comprendidas entre los 17 y 21 años, para ambos grupos. Para evaluar la capacidad de atención, se empleó el test d2 elaborado por Brickenkamp - Zillmer y para el análisis de la influencia de los ambientes de aprendizaje, se diseñó un test tipo Likert. El primer grupo, se le realizó el ejercicio docente en un ambiente convencional, el segundo grupo trabajó en ambientes no convencionales, con docentes formados para la aplicación de los conceptos de neurociencia. Los resultados mostraron que existe una relación estadísticamente significativa entre los resultados, respecto al rendimiento académico, para los dos grupos, a un nivel de confianza del 95%, lo cual, es importante para tener en cuenta en futuros proyectos de educación, que permitan una verdadera transformación en la enseñanza de la química, en programas de ingenierías.

SUMMARY Many researchers stated that only through conscience about differences and similarities on education, environment and neurosciences it will be possible to achieve a solid base for get an integrated science including the education, brain, mind and learning. The objective of this study was to determine if the learning environment and neuroscience influence the attention and motivation of engineering students, resulting in changes on academic performance. The tests were conducted employing two university students groups taking the subject general chemistry of which 75% were male and 25% female, with ages between 17 and 21 years. It is important to clear that both students groups had different learning environment. The first group was taught in conventional learning environments, the second one was taught in a non-conventional environments, with teachers trained to apply the concepts of neuroscience. The Brickenkamp - Zillmer test d2 was employed to evaluate the student's attention capacity while the Likert test was used in order to evaluate the influence of learning environments. The results showed that there is a statistically significant relationship between the results with respect to academic performance, for both groups which is important to take into account in future education projects that allow a real transformation teaching of chemistry in engineering programs.

Capacidad de adsorción de plomo con intercambiadores catiónicos de carbón xantado / Adsorption capacity of lead with cationics exchangers of xanted coal

En este estudio, se describe la adsorción de plomo (Pb2+) en soluciones acuosas, a partir de carbón modificado, mediante tratamiento con CS2 y NaOH, empleando una relación 16,6:1 NaOH/Carbón p/p y 4,08:1 CS2/carbón p/p. Se realizaron pruebas de pH, cinéticas e isotermas de adsorción, para evaluar la capacidad de adsorción del carbón xantado y carbón no xantado. Los grupos azufre en el carbón xantado fueron identificados por espectroscopia infrarroja de reflectancia difusa (FTIR) y comparados con los espectros del carbón no xantado. Los resultados muestran que la mejor remoción de plomo en la solución con una concentración de 100mg de Pb2+/L y dosis de 50mg de adsorbente/10mL, respectivamente, fue a un valor de pH 5,0, logrando un porcentaje de adsorción de 98%. Los estudios cinéticos indican que el proceso de adsorción puede alcanzar el equilibrio alrededor de 120min, siguiendo una cinética de pseudo-segundo orden, para ambos materiales. El estudio de las isotermas indica que el carbón se ajusta mejor a una isoterma de tipo Langmuir y cuando se somete a la xantación, se ajusta a una isoterma de tipo Freundlich.

This study describes the adsorption of lead (Pb2+) in aqueous solutions of modified coal by treatment with CS2 and NaOH, using a ratio of 16,6:1 NaOH/coal (w/w) and 4,08 CS2/coal (w/w). Different tests such as acidity, kinetic and adsorption isotherms were carried out in order to assess the adsorption capacity of xanted and non-xanted coal. The sulfur groups presented in the xanted coal were identified by infrared spectroscopy(FTIR) and they were compared with non-xanted coal spectrum. The results show that the best lead removal in the solution (with a concentration of 100mg Pb2+/L and 50mg of adsorbent) was obtained at pH 5.0 for both coal (xanted and non-xanted) with an adsorption percentage of 98%. The kinetic studies indicate that the adsorption process can reach the equilibrium in about 120 minutes, following a pseudo-second order kinetics for both materials. The isotherms study indicates that the coal fits best to a Langmuir-type isotherm, however when the coal is xanted, it fits best to a Freundlich-type isotherm.