O estudo teórico do desempenho dos polímeros condutores dos corantes azoicos na detecção eletroquímica de indigo-carmim / The theoretical study of the function of conducting polymers of the azo-dyes in the electrochemical detection of indigo-carmine

RESUMO O desempenho dos polímeros condutores dos corantes azoicos durante a detecção eletroquímica de indigo-carmim foi investigado do ponto de vista teórico, sendo o modelo, correspondente ao caso, descrito e analisado mediante a teoria de estabilidade lineal e da análise de bifiircações. Foi mostrado que o sistema eletroanalítico depende fortemente do pH, pois as concentrações excessivas dos prótons levam à ineficiência eletroanalítica, haja vista o bloqueio dos centros ativos da reação. No entretanto, malgrado o supracitado, os polímeros dos corantes azoicos são modificadores eficientes para determinação do indigo-carmim. A possibilidade das instabilidades oscilatória e monotônica também foi verificada.

SUMMARY The function of the conducting polymers of azo-dyes during the indigo-carmine electrochemical detection has been investigated from the theoretical point of view. The correspondent model has been described and analyzed by means of linear stability theory and bifurcation analysis. It has been shown that the electroanalytical system depends strongly on pH, as the excessive protons concentrations drive the system to the electroanalytical inefficiency, as they block the reaction active sites. Nevertheless, despite of the mentioned, the azo-dyes conducting polymers are efficient modifiers for indigo-carmine electrochemical determination. The possibility of oscillatory and monotonic instabilities has also been verified.

Nanostructured MnO2 catalyst in E. crassipes (water hyacinth) for indigo carmine degradation / Catalizador de MnO2 nanoestructurado en E. crassipes (jacinto de agua) para la degradación de índigo carmín / Catalisador de MnO2 nanoestruturado em E. crassipes (jacinto da água) para a degradação do índigo carmim

The use of water hyacinth's dried matter (Eichhornia crasippes) as a support matrix for nano-MnO2 and its application for the removal of indigo carmine RIC) was studied. Different pretreatment processes were tested and results indicated that an acid-alkali pretreatment is an efficient method to binding nanoparticles RNPs) to cellulosic matrix. In adittion, the MnO2 NPs were synthesized by sonochemical reduction of MnO4- using different methods Rultrasonic horn system, ultrasonic bath and reaction with ethanol), where the influence of the precursor concentration was observed. The synthesized material was further characterized by ATR-IR, AAS, XRD, SEM, nitrogen isotherms adsorption, EDS, and pHpzc. The IC removal capacity of the nanostructured material, the chemical nature of the degradation products and the effect of various parameters Rtemperature, pH, initial IC concentration, among others) were explored in water samples.

Se estudió el uso de la materia seca del jacinto de agua (Eichhornia crassipes) como matriz-soporte para nano-MnO2 y su eficiencia en la eliminación de índigo carmín RIC). Se ensayaron diferentes procesos de pretratamiento y los resultados indicaron que un tratamiento previo ácido-alcalino es un método eficiente para unir las nanopartículas (NPs) a la matriz celulósica. Así mismo, las NPs de MnO2 se sintetizaron por reducción sonoquímica de MnO4- utilizando diferentes métodos Run sistema emisor de ultrasonido, baño de ultrasonido y reacción convencional con etanol como medio). El material sintetizado se caracterizó por ATR-IR, AAS, DRX, SEM, isotermas de adsorción de nitrógeno, EDS y pHpzc. Se exploró la capacidad de eliminación de IC por parte del material nanoestructurado y la naturaleza química de los productos de degradación en muestras acuosas. Se analizó el efecto de diversos parámetros tales como temperatura, pH, concentración inicial de IC, entre otros.

Foi estudada a utilização de matéria seca de jacinto de água (Eichhornia crassipes) como matriz de suporte para nano-MnO2 e sua aplicação para a remoção de índigo carmine RIC). Diferentes processos de prétratamento foram testados e os resultados indicaram que o prétratamento ácido-álcali é um método eficiente para ligar os NPs à matriz celulósica. Além disso, as NPs de MnO2 foram sintetizados por redução sonoquímica de MnO4- utilizando diferentes métodos (um sistema emissor de ultrassom, banho de ultrassom e a reacção com o etanol). O material sintetizado foi caracterizado por ATR-IR, AAS, DRX, SEM, isotermas de adsorção de nitrogênio, EDS e pHpzc. A facilidade de remoção de IC por o material nanoestruturado e a natureza química da degradação dos produtos foram explorados em amostras aquosas, assim mesmo foi estudado o efeito de vários parâmetros Rtemperatura, pH, concentração inicial de IC e a quantidade de nanocompósito, entre outros).

Influência do excesso de nitrogênio amoniacal no tratamento de efluente têxtil em reator de bateladas sequenciais com Aspergillus niger AN 400 / Influence of excess nitrogen in the treatment of the textile effluent in sequential batch reactors with Aspergillus nigerAN 400

RESUMO Água residuária têxtil foi tratada com Aspergillus niger AN 400 em reator de bateladas sequenciais, em ciclos de 48 h para avaliar o efeito de fonte adicional de nitrogênio sobre a eficiência do sistema alimentado com efluente diluído (10% v/v) e glicose (3 g.L-1). O afluente recebeu fonte adicional de nitrogênio (etapa I), acarretando em excesso de nitrogênio amoniacal (192 mg.L-1) no meio, resultando em remoção de matéria orgânica de 85%, porém em apenas 55% de remoção de corante. Ao se diminuir a concentração média de amônia para 98 mg.L-1 (etapa II), a remoção de corante (83%) passou a ser superior à de matéria orgânica, de 69%, mostrando o efeito negativo de concentrações elevadas de amônia sobre o sistema, favorecendo ainda o crescimento de bactérias, o que provavelmente inibiu a produção de enzimas fúngicas e contribuiu para a perda de eficiência na remoção de corante e formação de subprodutos.

ABSTRACT Textile wastewater was treated by Aspergillus niger AN 400 in sequential batch reactor, which was operated in cycles of 48 h in order to evaluate the effect of an additional source of nitrogen on the system's efficiency, which was fed with effluent diluted (10% v/v) and glucose (3 g.L-1). The influent received addition of an external source of nitrogen (phase I), in which there was excess ammonia (192 mg.L-1) in the medium, resulting in organic matter removal of 85%, but in only 55% removal of dye. In the phase II, when the average concentration of ammonia in the medium was lower (98 mg.L-1), removal of dye (83%) became higher than that of organic matter (69%), showing the negative effect of high concentrations of ammonia over the system and favoring the growth of bacteria, which probably inhibit the production of fungal enzymes and contributed to the loss of efficiency in the removal of dye and the formation of byproducts.

Exploratory study on sequestration of some essential metals by indigo carmine food dye

Indigo carmine forms a stable complex with different ions, and the stability constant of the complexes were evaluated as log K equal to 5.75; 5.00; 4.89 and 3.89 for complexes with Cu(II), Ni(II), Co(II) and Zn(II) ions, respectively, in 0.1 mol L-1 carbonate buffer solution at pH 10. The interaction between Cu(II) ions and indigo carmine (IC) in alkaline medium resulted in the formation of the Cu2(IC) complex, measured by the spectrophotometric method, with a stoichiometric ratio between indigo carmine and metal ions of 2:1 (metal-ligand). The reported method has also been successfully tested for determination of copper in pharmaceutical compounds based on copper-gluconate without pre-treatment.

Índigo carmim forma complexos estáveis com diferentes íons e a constante de estabilidade dos complexos foi avaliada como log K igual 5,75; 5,00; 4,89 e 3,89, respectivamente, para os complexos com os íons Cu(II), Ni(II), Co(II) e Zn(II) em solução tampão carbonato 0,1 mol L-1, pH 10. A interação entre o íon Cu(II) e índigo carmin (IC) em meio alcalino resultou na formação do complexo Cu2(IC) monitorado por método espectrofotométrico, com razão estequiométrica entre o índigo carmim e o íon metálico de 2:1 (metal-ligante). O método relatado também tem sido testado com sucesso para determinação de cobre em compostos farmacêuticos à base de cobre-gliconato sem qualquer pré-tratamento.

Adsorção de índigo carmim em biomassas mortas de aspergillus niger / Adsorption of indigo carmine on dead biomass of aspergillus niger

As indústrias têxteis geram efluentes ricos em corantes durante toda a sua cadeia produtiva. Neste estudo, ensaios cinéticos foram realizados utilizando biomassas mortas de Aspergillus niger, diferentemente tratadas, como adsorvente para a remoção de índigo carmim a partir de soluções aquosas. Ensaio cinético com carvão ativado comercial também foi realizado para comparação. Os resultados obtidos indicam que a biomassa fúngica sem tratamento algum foi capaz de remover 95% do índigo carmim da solução aquosa, remoção equivalente àquela obtida pelo carvão ativado comercial. Os experimentos mostraram que os tratamentos ácidos melhoraram consideravelmente a cinética da remoção do corante, não influenciando, contudo, a capacidade adsortiva máxima do material. Os tratamentos salinos e alcalinos diminuíram tanto a capacidade máxima quanto a cinética de adsorção.

Textile industries produce effluents rich in dyes throughout its production chain. In this study, kinetic experiments were carried using the dead and treated biomass of Aspergillus niger for indigo carmine removal from the synthetic aqueous solutions of this dye. A kinetic run with activated carbon was also carried for comparison. The obtained results suggest that non-treated fungal biomass has been capable of remove 95% of carmine indigo from the aqueous solutions. This removal was similar to that obtained with activated carbon. The results also indicate that acid treatments considerably improve the kinetic of the dye removal, but they are not influenced the maximum adsorptive capacity of the adsorbent. Moreover, saline and alkaline treatments decreased both the maximum capacity and the kinetic of adsorption.