Determinación de parámetros cinéticos en la biosorción de Cromo (VI) en solución acuosa

The contamination of aquatic bodies by heavy metals is a growing environmental problem, making more critical the study and development of new technologies and materials that can be used for the removal of this type of pollutants. Thus, adsorption arises using residual materials as a sustainable alternative for the solution to this problem. In the present study, the use of plantain peels in the adsorption of Cr (VI) in a batchsystem is proposed, establishing the kinetics of the process at different temperature conditions, particle size and amount of adsorbent. The fit of the data was done using the theoretical models of pseudo-first-order,pseudo-second-order and Elovich. From the data, it is established that the pseudo-second-order and Elovich models show a better adjustment, so that the adsorption in the material occurs on two adsorption sites and that such process is related to chemical adsorption. The maximum adsorption capacity of Cr (VI) was found at a condition of 0.0306 g, 0.6775 mm and 55°C at a time of 420 min establishing the efficient use of plantain peels for the removal of the ion metallic in the studio.La contaminación de cuerpos acuáticos por metales pesados es un problema ambiental creciente haciendo cada vez más importante el estudio y desarrollo de nuevas tecnologías y materiales que puedan ser usados para la remoción de este tipo de contaminantes. Así surge la adsorción usando materiales residuales como una alternativa sostenible para la solución de esta problemática. En el presente estudio se propone el uso de las cáscaras de plátano en la adsorción de Cr (VI) en un sistema por lotes estableciendo la cinética del proceso a diferentes condiciones de temperatura, tamaño de partícula y cantidad de adsorbente. El ajuste de los datos fue hecho usando los modelos teóricos de pseudo-primer orden, pseudo-segundo orden y Elovich. De los datos se establece que son los modelos de pesudo-segundo orden y Elovich los que muestran un mejor ajuste determinado así que la adsorción en el material se da sobre dos sitios de adsorción y que tal proceso está relacionado con una adsorción química. La máxima capacidad de adsorción de Cr (VI) fue encontrada a una condición de 0.0306 g, 0.6775 mm y 55°C a un tiempo de 420 min estableciendo el uso eficiente de cáscaras de plátano para la remoción del ion metálico en estudio

Estrategia para profesionalizar tecnólogos enoperación de plantas petroquímicas

 Colombia’s educational policy is now embracing a new approach to undergraduate formation based on propaedeutic cycles. This study presents the design of a system that efficiently links the study program offered by SENA for technicians in petrochemical plant operation with the undergraduate program of chemical engineering offered by the University of Cartagena, using as basis the concept of learning under the modality of propaedeutic cycles. The proposal to link both programs involved the designing of bridging (or validation) modules that addressed those concepts not covered by the technology study program regarding each of the subjects of the basic engineering cycle. The total number of credits validated through this system was defined as well as the way these modules would be offered and other features that enabled the successful interlinking of both programs. The administrative requirements to carry out this type of alliance were also defined. La formación en pregrado por ciclos propedéuticos, se ha convertido en una nueva directriz de la política educativa en Colombia. Se presenta el diseño de un sistema que permitió articular eficientemente el programa, tecnólogo de operaciones de plantas petroquímicas del SENA, con el de ingeniería química de la Universidad de Cartagena, basado en el concepto de formación por ciclos propedéuticos. En el plan de formación de ambos programas y se establece una propuesta que permitió su articulación académica, para lo cual se diseñaron módulos de nivelación, con base en los conceptos ausentes de los tecnólogos en cada una de las asignaturas del ciclo básico de ingeniería. Se estableció el número de créditos totales validados en el sistema de acople, la manera como se dictaron estos módulos, y otras particularidades que hacen posible la articulación de ambos programas. De igual forma, se definieron los requerimientos administrativos necesarios para llevar a cabo este tipo de alianzas

Breakthrough and thermodynamic adsorption of Cr (VI) y Ni (II) bioadsorption in continuous system: Curva de ruptura y termodinámicadela bioadsorción de Cr (VI) y Ni (II) en sistema continuo

The removal of heavy metals present in water is an issue of environmental interest, due to bioaccumulation, biomagnification and the carcinogenic and mutagenic effects on living beings. The objective of the present study was to use plantain peel residues in Chromium (VI) and Nickel (II) removal in continuous system, evaluating the effect of bedheight, temperature and adsorbent particle size on the process; obtaining a 98.7% 99.71% removal yield for Cr (VI) and Ni(II), respectively. The FTIR showed that the bioadsorbent has a heterogeneous structure with the presence of hydroxyl groups, saturated and unsaturated hydrocarbons, carbonyls, carboxyl, among others, and it was established that the process is controlled by electrostatic reactions between the active centers and the metal. The breaka ge curve was carried out under the optimal conditions established by the Response Surface Methodology (RSM) and it was established that the bioadsorbent has an extensive useful life, as it was not saturated throughout the process. The hermodynamic parameters established that the process is exothermic and irreversible, being favored at room temperature. Taking into account the behavior of plantain peels during the breakage curve, it is recommended to use it as a filler in a packed bed to remove Cr (VI) and Ni (II).La remoción de metales pesados presentes en aguas es un tema de interés ambiental, debido a la bioacumulación, biomagnificación y los efectos cancerígenos y mutagénicos para los seres vivos. El objetivo del presente estudio fue usar residuos de cáscara de plátano en la remoción de Cromo (VI) y Níquel (II) en sistema continuo, evaluando el efecto de la altura del lecho , temperatura y tamaño departícula del adsorbente sobre el proceso; Obteniendo un  rendimiento en la remoción del 98,7% 99,71% para Cr (VI) y Ni (II), respectivamente. El FTIR mostró que el bioadsorbente tiene una estructura heterogénea con presencia de grupos hidroxilo, hidrocarburos saturados e insaturados, carbonilos, carboxilo, entre otros, y se estableció que el proceso es controlado por reacciones electrotáticas entre los centros activos y el metal. La curva de ruptura se realizó a las condiciones óptimas establecidas por la Metodología Superficie Respuesta (RSM) y se estableció que el bioadsorbente tiene una vida útil extensa, en tanto no se saturó a lo largo del procesoLos parámetros termodinámicos establecieron que el proceso es exotérmico e irreversible, viéndose favorecido a temperatura ambiente. Teniendo en cuenta el comportamiento de las cáscaras de plátano durante la curva de ruptura, se recomienda su uso como relleno en un lecho empacado para remover Cr (VI) y Ni (II

Breakthrough and thermodynamic adsorption of Cr (VI) y Ni (II) bioadsorption in continuous system: Curva de ruptura y termodinámicadela bioadsorción de Cr (VI) y Ni (II) en sistema continuo

The removal of heavy metals present in water is an issue of environmental interest, due to bioaccumulation, biomagnification and the carcinogenic and mutagenic effects on living beings. The objective of the present study was to use plantain peel residues in Chromium (VI) and Nickel (II) removal in continuous system, evaluating the effect of bedheight, temperature and adsorbent particle size on the process; obtaining a 98.7% 99.71% removal yield for Cr (VI) and Ni(II), respectively. The FTIR showed that the bioadsorbent has a heterogeneous structure with the presence of hydroxyl groups, saturated and unsaturated hydrocarbons, carbonyls, carboxyl, among others, and it was established that the process is controlled by electrostatic reactions between the active centers and the metal. The breaka ge curve was carried out under the optimal conditions established by the Response Surface Methodology (RSM) and it was established that the bioadsorbent has an extensive useful life, as it was not saturated throughout the process. The hermodynamic parameters established that the process is exothermic and irreversible, being favored at room temperature. Taking into account the behavior of plantain peels during the breakage curve, it is recommended to use it as a filler in a packed bed to remove Cr (VI) and Ni (II).La remoción de metales pesados presentes en aguas es un tema de interés ambiental, debido a la bioacumulación, biomagnificación y los efectos cancerígenos y mutagénicos para los seres vivos. El objetivo del presente estudio fue usar residuos de cáscara de plátano en la remoción de Cromo (VI) y Níquel (II) en sistema continuo, evaluando el efecto de la altura del lecho , temperatura y tamaño departícula del adsorbente sobre el proceso; Obteniendo un  rendimiento en la remoción del 98,7% 99,71% para Cr (VI) y Ni (II), respectivamente. El FTIR mostró que el bioadsorbente tiene una estructura heterogénea con presencia de grupos hidroxilo, hidrocarburos saturados e insaturados, carbonilos, carboxilo, entre otros, y se estableció que el proceso es controlado por reacciones electrotáticas entre los centros activos y el metal. La curva de ruptura se realizó a las condiciones óptimas establecidas por la Metodología Superficie Respuesta (RSM) y se estableció que el bioadsorbente tiene una vida útil extensa, en tanto no se saturó a lo largo del procesoLos parámetros termodinámicos establecieron que el proceso es exotérmico e irreversible, viéndose favorecido a temperatura ambiente. Teniendo en cuenta el comportamiento de las cáscaras de plátano durante la curva de ruptura, se recomienda su uso como relleno en un lecho empacado para remover Cr (VI) y Ni (II

Adsorption of heavy metals in waste water using biological materials

La biosorción es un proceso que permite la captación activa o pasiva de iones metálicos, debido a la propiedad que diversas biomasas vivas o muertas poseen para enlazar y acumular este tipo de contaminantes por diferentes mecanismos. La aplicación de materiales de bajo costo obtenidos a partir de diferentes biomasas provenientes de la flora microbiana, algas y residuos agroindustriales ha sido investigada para reemplazar el uso de métodos convencionales en la remoción de contaminantes, tales como los metales pesados. Entre los metales de mayor impacto al ambiente por su alta toxicidad y difícil eliminación se encuentran el cromo, níquel, cadmio, plomo y mercurio. En el presente trabajo se estudian las generalidades de la adsorción como proceso alternativo para la remoción de contaminantes en solución y las biomasas comúnmente usadas en estos procesos, además de algunas de las modificaciones realizadas para la mejora de la eficiencia de adsorción de las mismas. Se concluye que el uso de la adsorción en la remoción de contaminantes en solución acuosa mediante el uso de biomasa residual es aplicable a estos procesos de descontaminación evitando problemas subsecuentes como la generación de lodos químicos, y generando un uso alternativo a materiales considerados como desechos. Se identifica además que factores como el pH de la solución, tamaño de partícula, temperatura y la concentración del metal influyen en el proceso.Biosorption is a process that allows active or passive uptake of metal ions due to the property that different living or dead biomass have to bind and accumulate these pollutants by different mechanisms. The application of low-cost materials obtained from different biomass from microbial flora, agro-industrial waste and algae has been investigated to replace the use of conventional methods for the removal of contaminants such as heavy metals. Some of the metals of greatest impact to the environment due to its high toxicity and difficult to remove are chromium, nickel, cadmium, lead, and mercury. In this paper, an overview of adsorption as an alternative process for the removal of contaminants in solution and biomass commonly used in these processes, as well as some of the modifications made to improve the efficiency of adsorption of these materials is presented. It was concluded that the use of adsorption in the removal of pollutants in aqueous solution using waste biomass is applicable to these decontamination processes avoiding subsequent problems such as the generation of chemical sludge, and generating an alternative to use materials considered as waste. It is further identified that such factors as the pH of the solution, particle size, temperature, and concentration of metal effect on the process

Cinética de adsorção de Cr (VI) a partir da biomassa residual quimicamente modificados em sistemas de grupo e contínuas

Adsorção de Cr (VI) é estudada a partir da biomassa de resíduos: conchas bagaço yam palmeiras e estudou ainda a modificação do ácido cítrico com biomassa. A determinação de metais em solução foi realizada usando o método do 1,5-difenilcarbazida. Análise FTIR verificou-se que os grupos hidroxilo e carbonilo presentes nos adsorventes são a maior contribuição para o processo de remoção. Além da modificação melhora a eficiência de metal de acordo com a isotérmica de Langmuir 13-41 mg/g de bagaço, de palma, e de 22 a 26 mg/g, para os reservatórios de inhame. Melhorou ainda mais estados no processo de biomassa trabalhando em sistema contínuo. As melhores condições para a adsorção foi determinado que o pH de 2 e o tamanho de partícula 1mm são o processo mais vantajoso, e Elovich modelo que melhor descreve.It was studied the adsorption of Cr (VI) from lignocellulosic residual biomass: bagasse palm and yam peels. Also, it was studied a modification with citric acid into biomasses to improve the efficiency of metal adsorption. Determinating this metal in solution was performed using the colorimetric method 1,5 diphenylcarbazide. From FTIR analysis and characterization adsorbents before and after the process of removal of Cr (VI) was found that hydroxyl and carbonyl groups contribution to take up this process. Modification into biomasses accord to Langmuir isotherm improves the adsorption efficiency. It was improved from 13 to 41 mg/g for bagasse palm, and from 22 to 26 mg/g for yam peels. In continuous systems, this process was improved. Optimal condition to remove this metal was determined in pH 2 and particle size of 1mm for both biomasses. It is also the Elovich kinetic the best model to describe the adsorption process.Se estudia la adsorción de Cr (VI) a partir de biomasa residual: bagazo de palma y cáscaras de ñame, además se estudia la modificación con ácido cítrico de las biomasas. La determinación del metal en solución fue llevada a cabo usando el método de la 1,5-difenilcarbazida. Del análisis FTIR se encontró que los grupos hidroxilo y carbonilo presentes en los adsorbentes son los de mayor contribución al proceso de remoción. Además, la modificación mejora la eficiencia del metal de acuerdo con la isoterma de Langmuir de 13 a 41 mg/g para el bagazo de palma, y de 22 a 26 mg/g para las cáscaras de ñame. Se establece además una mejora en el proceso al trabajar las biomasas en sistema continuo. De las condiciones óptimas de adsorción se determinó que el pH de 2 y el tamaño de partícula de 1mm son las que más favorecen el proceso, y el modelo de Elovich el que mejor lo describe

Adsorption of NI (II) by pretreated yam peels (Dioscorea rotundata) and oil palm pulp (Elaeis guineensis)

El níquel es un metal pesado altamente contaminante que por sus efectos toxicológicos es materia de gran preocupación, por lo que toma importancia la búsqueda de alternativas para su remoción, siendo la adsorción una alternativa aplicable para la remoción metálica, interesante por su eficiencia y bajo costo. Se propone así la adsorción de Ni (II) usando dos materiales de desecho altamente disponibles en la región Caribe colombiana: cáscaras de ñame y bagazo de palma, ambas biomasas tratadas con ácido cítrico. Los experimentos fueron llevados a cabo en sistema batch en solución acuosa de níquel a una concentración de 100 ppm. La concentración residual de la solución fue medida mediante espectroscopia de absorción atómica, encontrando que el proceso de adsorción es altamente dependiente del pH, con un valor óptimo de 6. Por otra parte, se encontró que el Ni (II) presenta una sorción rápida los primeros 50 minutos, además el modelo de Elovich fue el de mejor ajuste. La capacidad máxima de adsorción según la isoterma de Langmuir fue de 68,14; 47,93; 103,3 y 58,7 mg/g para las cáscaras de ñame y el bagazo de palma sin modificar, y modificados químicamente respectivamente, mostrando el valor potencial del uso de estos biomateriales en la remoción de Ni (II) presente en soluciones acuosas.Nickel is a highly polluting heavy metal which, because of its toxicological effects, is a matter of great concern and the reason why the search for alternatives for its removal, being adsoption an applicative alternative for metal removal which is considered interesting due to its efficiency and low cost. In this way, the Ni (II) adsoption is proposed using two highly available waste materials in the Colombian Caribbean region: yam peels and oil palm pulp, both biomasses treated with citric acid. The experiments were carried out in batch system using nickel aqueous solution at a concentration of 100 ppm. The residual concentration of the solution was measured by atomic absorption spectroscopy, and it was found that the adsorption process is highly dependent of pH with an optimum value of 6. What is more, it was found that Ni (II) presents a quick sorption the first 50 minutes, and Elovich model showed the best fit. The maximum adsorption capacity according to Langmuir isotherm was 68.14, 47.93, 103.3 and 58.7 mg/g for unmodified chemically modified yam peels and oil palm pulp respectively showing a potential value of use of these biomaterials in the removal of Ni (II) present in aqueous solutions

Concepciones alternativas y errores conceptuales de estudiantes sobre modelos átomicos en química

Nuestro trabajo de investigación pretende que el estudiante descubra la trascendencia del concepto de átomo para la comprensión de la ciencia química, que en contraposición al aprendizaje incompleto, mecánico y memorístico, permita un aprendizaje significativo, de tal  forma que el estudiante logre explicar la realidad macroscópica comprendiendo el mundo submicroscopico que la soporta.En una muestra de estudiantes se realizó un diagnóstico sobre las concepciones alternativas, conocimientos previos y errores conceptuales que ellos tienen respecto al concepto de modelos atómicos, mediante la aplicación de un instrumento propuesto por las técnicas Assessmet. Este sondeo permite proporcionar información útil sobre el conocimiento de los estudiantes de determinados tópicos, además de sus habilidades en comunicar lo que saben y proporcionar una línea de base que los profesores podemos usar para tomar decisiones críticas y razonadas respecto a la didáctica y a las directrices instruccionales antes de comenzar con el proceso.Al aplicar el instrumento se identificó una macrocategoría que corresponde a como los estudiantes expresan los modelos de átomos, identificando ocho subcategorías sobre el modo que usan para expresar estos modelos: completa gráfica y escrita, gráfica incompleta y escrita, gráfica incompleta y sin información escrita, gráfica completa y sin información escrita, solo información escrita completa, solo información escrita incompleta, mapa conceptual y no reporta información. Quedando en evidencia la influencia de las diferentes formas como enseñan los docentes y las diversas formas y estilos como aprende los estudiantes

Removing of hexavalent chromium on chemically pretreated cacao waste

La disponibilidad de recurso hídrico de calidad es un factor de gran interés científico, debido a la gran carga de contaminantes de origen antrópico presente en las fuentes de agua, siendo los metales, de especial atención por la bioacumulación y lamtoxicidad. En el presente artículo, se estudia la adsorción de Cromo hexavalente, usando cáscara de cacao, como material adsorbente, así como dos tratamientos químicos a la misma, con hidróxido de sodio y ácido clorhídrico, evaluando su efecto en la remoción del ión metálico. La medición del metal en solución, se hizo mediante espectroscopia UV-Vis, usando el reactivo difenilcarbazida. Se estudió el efecto del tamaño de partícula en el proceso y el ajuste de la cinética, se hizo con los modelos de primer orden, segundo orden, Elovich y difusión. Se encontró que el modelo que mejor se ajustó a los datos experimentales fue el de Elovich, mientras que la isoterma de Freundlich describe mejor el proceso de adsorción; de este modo, se establece que la superficie catalítica del bioadsorbente es heterogénea, exhibiendo diferentes energías de activación. Además, se observó que la modificación con ácido clorhídrico mejoró la capacidad de adsorción del material.The availability of quality water resources is a factor of great scientific interest because of the high burden of anthropic contaminants in water sources, with particular attention to metals due to their bioaccumulation and toxicity. In this research the adsorption of hexavalent chromium using cocoa shell as adsorbent material, as well as two chemical treatments with sodium hydroxide and hydrochloric acid was studied. The effect of removing this metal-ion was evaluated. Measurement of this metal in aqueous solution was realized by UV-Vis spectroscopy using diphenylcarbazide reagent. The effect of particle size in the process was studied and the adjustment of the kinetics was done with models of first order, second order, Elovich and diffusion It was found that the model with the best fit to the experimental data was Elovich, while Freundlich ́s isotherm describes the adsorption process in a better way. Thereby it was established that the catalytic surface of this bioadsorbent is heterogeneous, exhibiting different energies of activation. Furthermore it was observed that the modification with hydrochloric acid improved the adsorption capacity of this material.Incluye referencias bibliográfica