En el presente trabajo se ha investigado la biosorción de Co (II) a partir de soluciones diluidas, usando como bioadsorbente al alga marina parda Macrosytis pyrifera. De los datos experimentales en el grado de hinchamiento muestran que el pH óptimo es 5. Del estudio de la cinética se observa que el tiempo óptimo es 60 min para la biomasa sin tratar y 15 min para la biomasa pre-tratada. Además, se observó que el grado de hinchamiento para la biomasa pre-tratada es menor que la biomasa sin tratar, ya que al reticularla con Ca+2 forma CaAlg que es insoluble en agua. Los resultados experimentales muestran que los parámetros óptimos para el proceso de biosorción son: pH=5, tamaño de partícula menor de < 180 um y cantidad de biomasa de 0,3 g. Además, del estudio de la cinética del proceso de biosorción se determinó que el tiempo óptimo es de 1,5 horas. Usando la ecuación de Langmuir se obtiene que la capacidad máxima de biosorción es 47,80 mg/g y la constante b=0,0114. / In the present work, the biosorption of Co (II) from diluted solutions was investigated by Macrosystis pyrifera brown seaweed. According to experimental data in the swelling grade shown the optimum pH of 5. The time optimum of the kinetic of the biomass without pre-treatment was 60 min and 15 min for the biomass pre-treatment. The swelling grade for the biomass pre-treatment is smaller than the biomass without pre-treatment, because the reticulation with Ca+2 form CaAlg which is insoluble in water. According to experimental data, the optimum conditions of biosorption were found to be: pH of 5, biomass particle size <180 um and mass of biosorbent of 0,3 g. Furthermore, the time optimum of the kinetic in the biosortion process was 1,5 hours. According to the pattern Langmuir, the maximum capacity of biosorption was 47,80 mg/g and the constant b=0,0114.

El objetivo principal de la presente investigación fue el estudio de la adsorción de fenol, 2-nitrofenol, 4-nitrofenol y 2,4-dinitrofenol con nanofibras de carbono (CNF) como adsorbente mediante el uso de un diseño experimental aplicando el modelo factorial de Box Wilson. El uso de este modelo permitió estudiar el efecto en conjunto de diferentes variables (pH, fuerza iónica y concentración inicial del adsorbato) y encontrar las condiciones óptimas para la adsorción. Las CNF fueron sintetizadas por el método CVD utilizando una mezcla de etileno e hidrógeno en un reactor tubular de lecho fijo empleando un catalizador de Ni/SiO2 por 4h a 873K. El material adsorbente (CNF) fue caracterizado mediante diferentes técnicas instrumentales: ATR, FTIR, DRX, SEM, EDX, sorción de N2, titulación Boehm y pHPZC. El análisis por DRX permitió la determinación de las fases cristalográficas en la estructura y la naturaleza grafítica del material. Se encontraron dos picos representativos de planos grafíticos (d101, 44,52° y d002, 25,76°). La titulación Boehm permitió determinar los grupos ácidos superficiales: fenólicos 12,22±0,28 mmolH+/gCNF, lactónicos 6,47±0,12 mmolH+/gCNF y carboxílicos 0,89±0,17 mmolH+/gCNF. La espectroscopia infrarroja (FTIR) permitió identificar los grupos funcionales. El análisis por SEM mostró que las nanofibras se encuentran aglomeradas, sin un ordenamiento aparente, relacionado posiblemente con la alta temperatura empleada en la síntesis (600°C). El análisis elemental realizado (EDX) indica la presencia de solo dos elementos: C (96,4%) y Ni (3,36%), éste último relacionado con el catalizador empleado en la síntesis. Mediante la sorción de N2 se determinó que las CNF tenían un área superficial de 120m2.g-1. Las CNF resultaron ser mayoritariamente micro-mesoporosas, lo que podría favorecer la adsorción de moléculas grandes como el fenol y los nitrofenoles. La isoterma de adsorción de N2 fue de tipo IV, según la clasificación IUPAC, típica de materiales carbonosos. El punto de carga cero encontrado fue de 6,5. El estudio de la cinética de adsorción permitió determinar los tiempos de equilibrio que fueron: 250min para fenol, 300min para 4-nitrofenol y 2,4-dinitrofenol y 400min para 2-nitrofenol. Se aplicó el diseño experimental en base al modelo factorial de Box-Wilson con dos variables (pH y fuerza iónica) y tres variables (pH, fuerza iónica y concentración inicial de adsorbato). A partir de los ensayos propuestos por el diseño factorial se obtuvieron ecuaciones de regresión (funciones de respuesta) de dos y tres variables utilizando el software estadístico JMP® 7.0.1. En base al análisis matemático de estas funciones, se determinó que las condiciones de máxima adsorción para todos los adsorbentes fueron pH = 1 y 20%NaCl. Las condiciones medias fueron pH = 7 y 10%NaCl y las condiciones menos favorables fueron pH = 13 y 0%NaCl. A partir de estas condiciones se realizaron las isotermas de adsorción. Utilizando el software de química computacional HyperChemTM 8.0.3 se realizaron los cálculos de densidad electrónica para los adsorbatos de estudio bajo diferentes condiciones de pH. Se encontró que, para todas las especies adsorbidas, las condiciones ácidas aumentan la electrofilicidad del anillo aromático por una disminución de la densidad electrónica en él mismo. Además, la sustitución de un grupo nitro (NO2) en la estructura lleva a un aumento de la electrofilicidad (disminución de la densidad de carga en el anillo) por su carácter atractor, lo que se tradujo en un aumento de la adsorción. Así mismo, para elucidar el posible mecanismo de adsorción se determinaron las isotermas de adsorción. Los resultados experimentales se correlacionaron con seis modelos de isotermas: Freundlich, Langmuir, Elovich, Temkin, Redlich-Peterson, Dubinin-Radushkevich. En general, se encontró que la adsorción se produce en centros activos con una superficie mixta y con una distribución homogénea de energía. El orden descendente obtenido en relación con a la capacidad de adsorción promedio fue: 2,4-dinitrofenol > 4-nitrofenol > 2-nitrofenol > fenol. Este orden se explica mediante el efecto del pH y la fuerza iónica en la adsorción. El pH tiene el efecto de protonar/desprotonar al adsorbato y este hace variar la electrofilicidad que es determinante en la adsorción. Por otro lado, la fuerza iónica está relacionada con el efecto de “salting out”, que hace cambiar la solubilidad de los adsorbatos debido a la presencia de electrólitos en solución. / Tesis

Ingeniero Civil / La presencia de arsénico en fuentes de agua para el consumo humano en el norte de Chile obliga a implementar sistemas de tratamiento, lo cual en algunas localidades se ve limitado por factores económicos, técnicos y culturales. De este modo se hace necesario el estudio de sistemas de abatimiento de arsénico utilizando diferentes tecnologías. En este contexto se instaló una planta piloto experimental en una comunidad rural de la comuna de San Pedro de Atacama. El trabajo de título se refiere a un estudio evaluativo de los procesos y la operación de dicha planta, en la cual el arsénico es removido mediante un medio adsorbente agaroso. Entre las actividades realizadas se cuenta el seguimiento en terreno de la puesta en marcha y operación de la planta, así como la evaluación del rendimiento del proceso de adsorción mediante el análisis de arsénico en muestras de agua cruda y tratada con un método colorimétrico, además de otros parámetros complementarios. Los resultados obtenidos fueron analizados mediante el modelo de Thomas para adsorción en columnas, lo cual permitió estimar la capacidad adsorbente del medio agaroso para la matriz de agua natural. Se estimó una capacidad adsorbente del orden de 400 mg. de arsénico por litro de medio agaroso, capacidad muy inferior a la definida por el proveedor. Este efecto se debería a la afinidad del medio con otros iones como sulfatos y calcio presentes en el agua natural, lo cual disminuyó la selectividad del arsénico. También se observó una baja eficiencia en el procedimiento de regeneración propuesto dado que no permitió un desprendimiento superior al 3% de la masa de arsénico fija al medio, provocando una saturación progresiva y pérdida de capacidad adsorbente. Las diferencias entre los rendimientos proyectados y el comportamiento real del medio adsorbente muestran la necesidad de perfeccionar la tecnología. Se recomienda especialmente efectuar un estudio completo de la selectividad del medio y rediseñar el procedimiento de regeneración.

En la industria petroquímica, olefinas como el etileno y propileno son materias primas muy importantes en la producción de polímeros tales como polietileno, polipropileno, estireno, etil benceno, dicloruro de etileno e isopropanol. La obtención de dichas olefinas se lleva a cabo por procesos de destilación que consumen enormes cantidades de energía, así como el diseño y utilización de equipos muy costosos. Una situación similar se da en procesos de rectificación y secado de gas natural, donde la separación de especies como CO2 y H20 consume una gran cantidad de recursos energéticos. Alternativas a los métodos de separación convencionales involucran el uso de tamices moleculares, membranas porosas o la utilización de líquidos iónicos para extracción reactiva. La tecnología posiblemente más prometedora envuelve el uso de tamices moleculares, debido al alto grado de desarrollo en las técnicas de síntesis, especialmente en el campo de las zeolitas, que han permitido una ingeniería cada vez mas detallada de materiales con carácterísticas químicas y topológicas bien definidas. El punto central del presente trabajo involucra la utilización de técnicas computacionales, especialmente en técnicas basadas en campos de fuerza, para lograr un entendimiento mas profundo de los fenómenos de transferencia de masa y energía que se dan en sistemas de tipo adsorbente-adsorbato. Zeolitas con poros conectados por ventanas compuestas de 8 unidades tetraédricas de SiO4, han sido reconocidas por su potencial para llevara cabo procesos de separación cinética de manera eficiente. Un parámetro muy importante que refleja el nivel de influencia del confinamiento ejercido por el material nanoporoso en la dinámica de especies adsorbidas es la "difusividad". La difusividad de las especies adsorbidas puede ser utilizada como parámetro de referencia para llevar a cabo la selección de materiales con potencial para llevar a cabo separaciones cinéticas. Este tipo de separaciones está / Combariza Montañez, AF. (2011). Difusión Selectiva de Hidrocarburos en Zeolitas de Poro Pequeño a Partir de Técnicas de Simulación Molecular [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/14012 / Palancia

En los últimos años, los esfuerzos para desarrollar una fuente de energía limpia y econó³micamente viable se han incrementado. Estos esfuerzos surgen como respuesta al creciente consumo de combustibles y al alto impacto ambiental y socio-político de la exploración y el uso de hidrocarburos o energía nuclear. Una de las alternativas más prometedoras exploradas hoy en díaa es el uso de H2 como vector energético. Sin embargo, existen algunas limitaciones relacionadas con la producciónn y almacenamiento que deben ser superadas. Centrados en el problema del almacenamiento de H2 , en esta investigación se ha estudiado, empleando técnicas químico-computacionales, las propiedades físico-quí�micas que promueven la adsorción de hidrógeno en sólidos cristalinos microporosos metal-orgánicos (MOFs). A partir del análisis de los resultados, se han identificado algunos parámetros que pueden ser utilizados como referencia para orientar el diseño y la síntesis de nuevos MOFs con mejores propiedades para la adsorción de H2 . A lo largo del estudio, los siguientes aspectos han sido evaluadas en detalle: I. la naturaleza de las interacciones moleculares entre el adsorbato y los diferentes componentes del material y II. las características estructurales que promueven o limitar la adsorción. Estos aspectos fueron estudiados con técnicas de químico-computacionales, tales como cálculos de química cuántica (con métodos los semi-empíricos PM6, HF y MP2) y simulaciones de dinámica molecular y Monte Carlo. Los resultados se analizaron en una función de las propiedades fÃ�sicas de los ma- teriales seleccionados para el estudio. En una primera fase, la interacción de las moléculas de H2 con el MOF-5 se evaluaron a través de cálculos de química cuántica. En vista de que los sitios de adsorciónn más fuertes fueron localizados en posiciones cercanas a los Átomos del metal (Zn (II)), se realiza un estudio adicional con cuatro tipos de centros metálicos...... / Gómez Hernández, DA. (2012). Caracterización de la Adsorción de Hidrógeno en MOFs por Métodos Químico-Computacionales [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/17462 / Palancia

Los microagregados de tamaño arcilla (< 2um) y limo (2-50 um), que se generanpor la interacción de la fracción mineral y el material orgánico, son la unidad básica de estructura en el suelo, y constituyentes de sedimentos y aguas. Las características de los microagregados son de gran importancia desde el punto de vista medioambiental en lo que respecta a procesos tales como erosión, transporte de partículas, formación de sedimentos, movilización de nutrientes y pesticidas y estabilización química de la materia orgánica. En esta tesis se estudia la interacción de los ácidos húmicos (AH), que forman parte importante de la materia orgánica, con la fracción mineral de tamaño arcilla (<2 um), ambos extraídos de un mismo suelo de la Región Semiárida Pampeana Argentina. Luego del capítulo 1 a modo introductorio, los capítulos 2 y 3 describen los procedimientos de extracción y caracterización del AH y de la fracción arcilla del suelo. Se aplican diversos métodos de caracterización para determinar la composición elemental, los grupos funcionales, las propiedades de carga y el tamaño de ambas fracciones. En el capítulo 4 se realiza un estudio cinético de agregación del AH evaluando el efecto del calcio a diferentes pH. Se utiliza espectroscopia UV-visible para determinar la fracción de AH agregado en función del tiempo y medidas de potencial zeta para determinar las propiedades de carga de las moléculas. Se propone un mecanismo de agregación de dos etapas, una unión rápida del calcio al AH y una formación lenta de agregados de moléculas AH-calcio. Se determina la concentración de coagulación crítica (CCC) de calcio para el AH en un valor 1+0,2 mM. En el capítulo 5 se estudia la adsorción/agregación del AH a la fracción arcilla del suelo, en presencia de calcio. Se cuantifica el AH y el calcio en solución luego de la adsorción por UV-visible y electrodo selectivo de iones calcio respectivamente. Se determina que bajas concentraciones de iones calcio favorecen la adsorción, mientras que altas concentraciones inducen la agregación del AH. Se propone el uso de gráficos novedosos para detectar el proceso de agregación. Se determina la CCC de iones calcio para el AH en presencia de la fracción arcilla en un valor 0,7 mM. El valor levemente inferior a la CCC del AH en ausencia de partículas sólidas, ocurre porque la superficie sólida actúa como centro de nucleación, favoreciendo la agregación. Finalmente en el capítulo 6 se analiza la cinética de sedimentación de la fracción arcilla del suelo, en presencia de iones sodio y calcio y AH. La sedimentación se monitorea empleando espectroscopia visible, una técnica fácilmente accesible en laboratorios de la especialidad. También se evalúa el tamaño de los agregados formados mediante Dispersión de luz dinámica. A partir de los datos cinéticos se construyen curvas de estabilidad de la fracción arcilla y se determina la CCC de sodio y calcio. No se observa efecto de la presencia de AH sobre la CCC de iones calcio. / Microaggregates of clay (<2μm) and silt (2-50 um) size are generated by the interaction of the mineral fraction and the organic material and they are the basic unit of the soil structure, and sediment and water constituents. Microaggregates are of great importance from an environmental point of view with regard to processes such as erosion, particle transport, sediment formation, mobilization of nutrients and pesticides and chemical stabilization of organic matter. In this thesis the interaction of humic acids (HA), which are an important part of organic matter with the mineral clay size fraction (<2 um), both taken from the same soil in the Semiarid Pampa Argentina Region is studied. Chapter 1 is introductory and background information is given. Chapters 2 and 3 describe the extraction and characterization of AH and clay soil fraction. Some characterization methods are applied to determine the elemental composition, the functional groups, the zeta potential and the size of both fractions. Chapter 4 shows a kinetic study of aggregation of AH by evaluating the effect of calcium at different pH. UV-visible spectroscopy is used to determine the fraction of HA aggregated as a function of time and zeta potential measurements are used for determining charge properties of the molecules. A mechanism for aggregation of two steps is proposed, fast attachment of calcium to AH and a slow formation of aggregates of molecules AH-calcium. The critical coagulation concentration (CCC) for calcium is 1 + 0.2 mM. Chapter 5 presents the adsorption and aggregation of AH to clay soil fraction studied in the presence of calcium by adsorption isotherms. HA and calcium in solution after aggregation are quantified by UV-visible and calcium-selective electrode respectively. It is determined that low calcium concentrations favor adsorption, while high concentrations induce aggregation of HA. The use of novel graphics intends to detect the aggregation process. Calcium CCC for AH is determined in the presence of the clay fraction at 0.7 mM. The CCC slightly lower than the CCC obtained in chapter 4 for AH in the absence of solid particles, takes place because the solid surface acts as a nucleation center, favoring aggregation. Chapter 6 shows deposition kinetics of clay soil fraction analyzed in the presence of sodium and calcium ions and AH. Sedimentation is monitored using visible spectroscopy, an easily accessible technique in laboratories. The size of the aggregates is also evaluated by Dynamic light scattering. From the kinetic data are constructed stability curves for clay fraction and CCC for sodium and calcium are determined. No effect of the presence of HA on CCC calcium was observed.

En el desarrollo de esta tesis se caracterizó una bentonita (CATAE) y seis minerales arcillosos constitutivos de las escombreras de las canteras de bentonita (DTN2, DTN3, MP2, MP4, LE1 y LE18) pertenecientes a la región de Cinco Saltos (Provincia de Río Negro) en sus aspectos mineralógicos, fisicoquímicos y mecánicos. Referente a los aspectos físicos y mecánicos se determinó: la densidad aparente, el límite líquido, la capacidad de hinchamiento y la conductividad hidráulica. Respecto a las propiedades químicas evaluadas, se enfatizó en las relacionadas al comportamiento de adsorción de los minerales. Se determinó la capacidad de intercambio catiónico, la naturaleza de los cationes intercambiables, el área superficial específica, la densidad de carga superficial permanente y la densidad de carga dependiente del pH, el punto de carga cero, el punto isoeléctrico y la composición elemental. Se evaluó la capacidad de sorción y de desorción de tres minerales arcillosos caracterizados (CATAE, DTN2 y DTN3), para seis iones metálicos: Cd2+, Cr3+, Cu2+, Ni2+, Pb2+ y Zn2+. Se trabajó con una técnica en “batch” empleando materiales naturales y purificados, en solución acuosa y a temperatura ambiente, a tres valores de pH 3,5; 6,5 y 9,5 y a fuerzas iónicas variables. Las desorciones se realizaron con HCl y HNO3 (0,1 %) por extracción simple y en etapas sucesivas. En todos los casos la cuantificación del ion metálico remanente en solución, se determinó por Espectrometría de Emisión Atómica (ICP-AES). El estudio mineralógico puso de manifiesto que los minerales arcillosos (provenientes de escombreras) contienen proporciones variables de montmorillonita (82 a 87 %) e illita (5 a 9 %), mientras que la bentonita regional está formada principalmente por esmectita (97 %) y los minerales acompañantes son CaCO3 (calcita) y óxidos u oxohidróxidos amorfos de Fe. Para igual tiempo de contacto, la bentonita (CATAE) adsorbió concentraciones significativamente mayores de especies iónicas metálicas que las arcillas comunes DTN2 y DTN3. La adsorción de cada ion metálico fue superior cuando los minerales arcillosos estaban libres de impurezas acompañantes, presentando el Cu2+ el comportamiento inverso. Los porcentajes de retención alcanzados fueron: 100 % para especies iónicas de Cr y Pb, 96 % para especies iónicas de Cd, 93 % para especies iónicas de Zn y 90 % para especies iónicas de Ni. El ion Cu2+ se adsorbe casi en su totalidad sobre el mineral natural y sólo el 55 % cuando la bentonita está libre de oxohidróxidos de Fe y carbonatos. La adsorción para cada ión metálico es más lenta cuando los iones compiten por los mismos sitios activos del adsorbente, ya que la pendiente en la etapa inicial de las isotermas se atenúa. Si bien la secuencia de afinidades se mantuvo con las soluciones múltiples ensayadas (Cr3+ > Cd2+ > Pb2+) y (Zn2+> Ni2+> Cu2+), la capacidad de retención disminuyó para los iones bivalentes. Para la solución conteniendo Zn2+, Ni2+ y Cu2+, el proceso de adsorción se modificó. Mientras que el Cu2+ fue adsorbiéndose en forma gradual desde los primeros minutos de contacto con la arcilla, Ni2+ y Zn2+ reaccionaron de forma tardía. La desorción en tres etapas sucesivas fue más efectiva que la desorción simple, llegando en algunos casos a triplicar la cantidad de ion metálico removido de la superficie. La solución de HNO3 (0,1 %) resultó ser más efectiva que la solución de HCl (0,1 %) en la remoción de la mayoría de los iones metálicos. Respecto a las arcillas comunes, las diferencias entre ambos ácidos no fueron significativas; aunque cabe destacar que, los iones metálicos se desorbieron con mayor facilidad de las arcillas comunes que de la bentonita. El proceso de desorción se modificó cuando a la solución multicatiónica se le agregó un electrolito inerte para generar un efecto salino determinado. Así, para una solución 0,1 M de KNO3 ambas soluciones ácidas removieron el 100 % del Cd2+, Ni2+ y Zn2+ inmovilizado por la arcilla. Del Cr3+ retenido sólo se desorbió el 2 %, mientras que para Cu2+ y Pb2+ los porcentajes alcanzados fueron 68 % y 78 % respectivamente. Respecto a las propiedades mecánicas de los minerales estudiados y acorde a lo establecido en la reglamentación internacional vigente, para la elaboración de membranas geotextiles (GCLs), destinadas a la impermeabilización de sitios de disposición final de residuos peligrosos, sólo la bentonita regional (CATAE) y las arcillas comunes DTN2 y DTN3 cumplen las especificaciones para ser utilizadas en la fabricación de GCLs. / During the development of this thesis a bentonite (CATAE) and six claystones (denoted as DTN2, DTN3, MP2, MP4, LE1 and LE18) which are the main constituent of the tailings from the quarries of bentonite and belonging to the region of Cinco Saltos (Province of Río Negro) were characterized in their mineralogical, physicochemical and mechanical aspects. Regarding the physical and mechanical aspects the bulk density, the liquid limit, the swelling capacity and the hydraulic conductivity were determined. The chemical properties evaluated, are related to the adsorption behavior of minerals. The cation exchange capacity, the nature of the exchangeable cations, the specific surface area, the surface charge density of permanent charge and pH-dependent charge, the point of zero charge, the isoelectric point and the elemental composition were determined. Sorption and desorption capacity for three clay minerals (CATAE, DTN2 and DTN3), with six metal ions: Cd2+, Cr3+, Cu2+, Ni2+, Pb2+ and Zn2+ was evaluated. Worked with a technique in batch, using raw and purified materials, in aqueous solution at room temperature, at three pH values 3.5, 6.5 and 9.5 and at varying ionic strengths. The desorption process was performed with solutions of HCl and HNO3 (0.1%) by simple extraction and in successive stages. In all cases, the quantification of the metal ion remaining in solution was determined by atomic emission spectrometry (ICP-AES). The mineralogical study showed that claystones (from tailings) contain varying proportions of montmorillonite (82-87%) and illite (5-9%), while the regional bentonite is mainly composed of smectite (97%) and accompanying minerals are CaCO3 (calcite) and amorphous oxides or hydroxides of Fe. For equal contact time the bentonite (CATAE) adsorbed significantly higher concentrations of metal ionic species than common clays (DTN2 and DTN3). The adsorption of each metal ion was higher when the clay minerals were free of accompanying impurities, showing the Cu2+ inverse behavior. The retention rates achieved were: 100% for ionic species of Cr and Pb, 96% for ionic species of Cd, 93% for ionic species of Zn and 90% for ionic species of Ni. The Cu2+ ion is adsorbed almost entirely on natural mineral and only 55% when bentonite is free of oxides and hydroxides of Fe and carbonates. For each metal ion the adsorption was slower when ions compete for the same active sites of the adsorbent, since the slope in the initial stage of the isotherms attenuated. While affinities sequence remained with the multicationic solutions tested (Cr3+> Cd2+> Pb2+) and (Zn2+> Ni2+> Cu2+), retention capacity decreased to divalent ions. To the solution containing Zn2+, Ni2+ and Cu2+, the adsorption process was modified. While Cu2+ was adsorbed gradually from the first minutes of contact with the clay, Ni2+ and Zn2+ reacted later. Desorption in three successive stages was more effective than simple desorption, in some cases three times the amount of metal ion was removed from the surface. The solution of HNO3 (0.1%) was more effective than the HCl (0.1%) solution in the removal of most metal ions. For common clays the differences between the two acid solutions were not significant, although it should be noted that the metal ions were more readily desorbed from common clays than bentonite. The desorption process changed when an inert electrolyte salt was added to the multicationic solution. Thus, for a solution containing 0.1 M KNO3 both acid solutions removed 100% of Cd2+, Ni2+ and Zn2+ immobilized by clay. Only 2% of retained Cr3+ was desorbed, while for Cu2+ and Pb2+ percentages achieved were 68% and 78% respectively. Regarding the mechanical properties of the minerals studied and according to the existing international regulations for the manufacture of geotextiles membranes (GCLs) for sealing a disposal site for hazardous waste, only the regional bentonite (CATAE) and common clays (DTN3 and DTN2) meet specifications for use in the manufacture of GCLs.

En esta tesis se desarrollan estudios teóricos relacionados con la adsorción del cisplatino, cis[PtCl2(NH3)2] (fármaco utilizado ampliamente en la terapia oncológica), y sus complejos cis[PtCl(NH3)2]+ y cis[Pt(NH3)2]2+, primeramente en una superficie hidratada de SiO2(111), y luego funcionalizando esta superficie con el grupo tiol –SH, y el grupo ciano –CN. En una segunda parte se estudia la adsorción del cisplatino y sus complejos en la superficie hidratada SiO2(100), y luego funcionalizando esta superficie con átomos de potasio K, magnesio Mg, y los grupos metilo -CH3 y amino -NH2. En todos los casos para obtener información detallada sobre las energías de adsorción, se realizan cálculos con el método Atom Superposition and Electron Delocalization (ASED). También se realizan cálculos complementarios de la estructura electrónica y enlace químico. Empleamos el programa Yet Another Extended Hückel Molecular Orbital (YAeHMOP) para la construcción de las curvas de densidad de estados (DOS) y las curvas de la superposición de poblaciones de orbitales cristalinos (COOP). Se analiza el efecto de la funcionalización en las propiedades de adsorción de las superficies SiO2(111) y SiO2(100), los enlaces responsables de la interacción molécula/complejos-superficie y los cambios producidos en la estructura electrónica durante el proceso de adsorción. / In this thesis, we developed theoretical studies related to the possibility of adsorption of cisplatin, cis[PtCl2(NH3)2] (a drug widely used in cancer therapy), and their complexes [PtCl(NH3)2]+ and cis[Pt(NH3)2]2+, initially in a hydrated SiO2(111) surface, and, then, by functionalizing the surface with the thiol -SH, and the cyano -CN groups. In the second section we studied the adsorption of cisplatin and its complexes in a SiO2(100) hydrated surface and, then, by functionalizing the surface with potassium, K, atoms and magnesium, Mg, atoms, and methyl -CH3 and amino -NH2 groups. In all cases the calculations are performed with the Atom Superposition and Electron Delocalization (ASED) method to obtain adsorption energies. Additional calculations are also performed on the electronic structure and chemical bonding. The Yet Another Extended Hückel Molecular Orbital (YAeHMOP) program is used to plot the density of states (DOS) and crystal overlap orbital population (COOP) curves. The effect of functionalization is analyzed during the adsorption on SiO2(111) and SiO2(100) surfaces, the main molecule/complex-surface bonds and the electronic structure changes after the adsorption process.

Memoria para optar al título de Químico / En esta Memoria de Título se estudió la desorción de los iones Zn(II) y Cu(II) mediante soluciones acuosas ácidas, desde microcápsulas poliméricas empacadas en reactores del tipo columnas continuas. La etapa de desorción corresponde a la etapa siguiente a la de adsorción, en las cual los metales fueron removidos desde soluciones acuosas mediante complejación con los extractantes PC-88A y LIX-860 N-IC inmovilizados en la matriz polimérica. La síntesis de microcápsulas hidrofóbicas en base a la matriz polimérica (SEGDMA) mediante un proceso de polimerización radicalaria in situ resultó ser simple y efectiva. En el caso del extractante organofosforado, este fue incorporado durante la síntesis. En cambio el extractante LIX-860 N-IC fue impregnado en la MC mediante ayuda de un solvente, una vez que la matriz polimérica fue obtenida. El análisis estructural indicó que ambos tipos de microcápsulas presentan una forma esférica y una superficie rugosa que beneficia el número de sitios activos para la adsorción, con una distribución de tamaño homogéneo en torno a los 150-200 μm. Los resultados de desorción de Zn(II) y Cu(II) desde las microcápsulas indican que esta etapa es muy rápida, requiriéndose de una solución acuosa de desorción con la suficiente acidez para producir la ruptura del complejo metal-extractante inmovilizados en la microesferas. El uso de columnas de mayor altura y que contienen por tanto una mayor cantidad de microcápsulas, y el hacer circular la solución de desorción a una menor velocidad de flujo, permiten alcanzar grados mayores de desorción, debido probablemente al favorecerse el tiempo de residencia de la solución en la columna, permitir un mayor contacto entre las fases participantes, provocar un aumento de los sitios activos para la desorción y al reducirse la resistencia a la difusión de los iones hidrógenos en la película acuosa vecina a la interfase de los adsorbentes. Un modelo cinético de desorción de primer orden correlacionó bastante bien los datos experimentales observados con aquellos calculados por la ecuación predictiva / It was studied the desorption of Zn(II) and Cu(II) ions using acid aqueous solutions, from microcapsules packed in continuous columns-type reactors. Desorption step corresponds to the following stage to the adsorption step, where the metals are removed from feed aqueous solutions by complexation with the extractans PC-88A y LIX-860 N-IC immobilized onto the polymeric matrix. The synthesis of hydrophobic microcapsules based on the copolymer S-EGDMA, and obtained by means of an in situ radicalary polymerization method, was simple and effective. The alkylphosphonic extractant was directly added during the synthesis meanwhile the chelating compound LIX-860 N-IC was impregnated in the microcapsule using a solvent once the polymeric matrix was prepared. The analysis of structure of both type of microcapsules showed that they have spherical shape and a rough Surface which enhance the number of sorption active sites, having an homogeneous size distribution size around 150-200 μm. Results of Zn(II) and Cu(II) desorption from microcapsules indicate that this step is very fast being necessary the use of a desorption aqueous solution having an enough acidity to break up the metal-extractant complex retained onto the microcapsule. The employ of higher columns that obviously contain a great amount of microcapsules and to make circulate the desorption solution at lower flowrate, would assure higher extent of desorption, likely due to the residence time of solution through the column is increased and allowing a better contact between the participant phases. Furthermore, such combination of variables would provoke an enlargement of sorption active sites and would reduce the diffusion resistance of the hydrogen-ions in the aqueous film close to the interface of the sorbents. A first-order desorption kinetics model correlated fairly well the experimentally observed data with those calculated by the predictive equation / Fondecyt

En el presente Trabajo se ha investigado la biosorción de Cu(II) a partir de soluciones diluidas mediante la utilización de las perlas alginato de calcio obtenidas a partir de un gel de alginato de sodio. Los experimentos sobre el efecto del pH en el proceso de biosorción de Cu(II) por las perlas de alginato de calcio, mostraron que el rango óptimo de pH se encontraba entre 4.5-5.1. Del estudio de la cinética de biosorción de Cu(II) por las perlas húmedas y secas de alginato de calcio, se determinó que el equilibrio se alcanzó más rápidamente con las perlas húmedas que con las perlas secas; pues las perlas húmedas se saturaron a las tres horas del inicio del proceso de biosorción y sólo lograron un porcentaje de remoción de Cu(II) del 18.03%, mientras que las perlas secas se saturaron a las veinticuatro horas del inicio del proceso de biosorción logrando un porcentaje de remoción de Cu(II) del 87.79%. Por esta razón en los estudios siguientes se utilizaron las perlas secas de alginato de calcio. Los resultados de los experimentos en batch se procesaron con la ayuda de las ecuaciones de Langmuir y Freundlinch. La máxima capacidad de biosorción de Cu(II) de las perlas secas de alginato de calcio (Qmáx) fue de 80.645 mg/g. También se estudió el proceso de biosorción de Cu(II) en una columna empaquetada con perlas de alginato de calcio. El análisis de los resultados preliminares demostró que las perlas de alginato pueden ser usadas para la purificación de las aguas de efluentes industriales, además la columna puede ser regenerada múltiples veces con una concentración adecuada de HCl(ac). / --- In the present work the biosorption of Cu(II) from diluted solutions by using calcium alginate beads obtained from sodium alginate gel has been investigated. The experiments about the effect of pH on the biosorption process of Cu(II) by Calcium alginate beads showed that the optimun pH was between 4.5-5.1. From the study of biosorption Kinetic of Cu(II) by calcium alginate weat beads and calcium alginate dry beads, was determined that the equilibrium was obtained faster by calcium alginate wet beads than by calcium alginate dry beads, because calcium alginate wet beads got saturation first at three hours from the beginnnig of biosorption process and they only removed 18.03% of Cu(II), while calcium alginate dried beads got saturation at twenty four hours from the beginning of biosorption process and they removed 87.79% of Cu(II). For this reason in the next studies calcium alginate beads were used. The results of batch experiments were processed by the help of Langmuir and Freundlinch ecuations. The maximun biosorption capacities for Cu(II) of calcium alginate dry beads was 80.645 mg/g. The biosorption process of Cu(II) was also studied in a column packed with calcium alginate beads. The analysis of preliminar results showed that calcium alginate beads can be used to purify the industrial wastewater, furthermore the column can be regenerated many times with an adequate concentration of HCl(ac).