Memoria para optar al título de Químico

Neste trabalho tivemos como objetivo sintetizar e caracterizar os ortossilicatos de elementos alcalino-terrosos com destaque para o Sr2SiO4, uma matriz hospedeira para íons dopantes como o cádmio II e o európio III, resultando em materiais com propriedades luminescentes. Outro objetivo é reduzir a temperatura de síntese pelos métodos aqui empregados em relação aos métodos convencionais descritos na literatura. Tanto a matriz quanto os sistemas dopados foram caracterizados por meio da difratometria de raios x, análise de área superficial e tamanho de poros, microscopia eletrônica de varredura e de transmissão. Os métodos empregados neste trabalho foram basicamente o da metátese e o do sal fundido, sendo que o método da metátese foi conduzido por sol-gel (utilizando-se sílica comercial e TEOS) e por precipitação em atmosfera ambiente e em atmosfera de nitrogênio. Já no método do sal fundido utilizamos duas temperaturas de síntese, 600 e 750ºC. A 750ºC foi utilizada uma mistura equimolar de cloreto de sódio e cloreto de potássio juntamente com nitrato de estrôncio e sílica mesoestruturada na proporção molar de 2:1. A 600ºC foi utilizada somente a mistura de nitrato de estrôncio e sílica mesoestruturada também na proporção molar de 2:1. Nestas duas formas de se conduzir a síntese por sal fundido utilizamos nitrato de sódio (proporção molar de Na/Si = 0,1) a fim de se facilitar a quebra das pontes de oxigênio da sílica e verificar a influência desse reagente sobre o produto final. Já o Ca2SiO4 e o Ba2SiO4 foram sintetizados apenas a 600ºC bem como as dopagens do Sr2SiO4 (1% em mol). Os resultados mostram uma densificação do produto em relação à sílica e a obtenção de nanofibras de silicatos obtidos pelo método do sal fundido. Já no método da metátese obtivemos carbonato de estrôncio e outros tipos de silicatos. / In this work our objective was to synthesize and characterize orthosilicates of alkaline-earth elements with emphasis on Sr2SiO4. This is a silicate host matrix for doping with ions such as cadmium II and europium III, resulting in materials with luminescent properties. Another objective is to reduce the synthesis temperature using the methods employed here when compared to conventional methods described the literature. Both the matrix and the doped systems were well characterized by X-ray diffraction, surface area and pore size distribution, scanning and transmission electron microscopy. The methods employed in this study were basically the metathesis and the molten salt; the metathesis method was conducted by sol-gel (using a commercial silica and tetraethyl orthosilicate TEOS) and precipitation in air and nitrogen atmospheres. In the molten salt method, two synthesis temperatures were used: 600 and 750ºC. At 750°C an equimolar mixture of sodium chloride and potassium chloride with strontium nitrate was used in addition to mesostructured silica in the molar ratio of 2:1. At 600°C only a mixture of strontium nitrate and mesostructured silica was used, also in the molar ratio of 2:1. In these two pathways, sodium nitrate (molar ratio Na/Si = 0.1) was used in order to facilitate the breakup of the silica oxygen bridges and its influence on the final product was also studied. Furthermore, Ca2SiO4 and Ba2SiO4 were synthesized only at 600ºC and the doping of Sr2SiO4 (1 mol %) was also carried out only at 600°C. The results show a densification of the product compared to the silica precursor and the formation of silicate nanofibers by the molten salt method. In the metathesis method we obtained strontium carbonate and other types of silicates.

O vidro com composição 2Na2O1CaO3SiO2, sofre nucleação cristalina homogênea em temperaturas entre 450 e 560oC. Os núcleos, essencialmente esféricos, supostamente tem a mesma composição da matriz vítrea. Em amostras amorfas, parcialmente cristalizadas e policristalinas foram feitas medidas de densidade, difratometria de raios-X, analise térmica por calorimetria exploratória de varredura (DSC), medidas ultrasônicas pelo método do pulso-eco, espectroscopias de absorção ótica, infravermelha e Raman. A densidade do vidro é de 2,66 g/cm3 e para amostra policristalina a densidade aumenta para 2,76 g/cm3. O aumento da densidade com o grau de cristalinidade é a causa do aumento das velocidades de propagação de ondas elásticas longitudinal e transversal, e do aumento do numero e da intensidade dos picos nos difratogramas de raios-X. Das medidas de DSC determinamos que a temperatura de transição vítrea ocorre em torno de 40 °C, e calculamos uma entalpia de ativação para a transição vítrea de 78 kcal/mol. Espectros de absorção ótica de amostras com Cr3+ apresentaram o efeito de anti-ressonância Fano, e pequeno deslocamento da banda 4T2 , para energias maiores com o aumento do grau de cristalinidade e em temperaturas baixas (~ 20 K). A partir dos níveis isoenergéticos 2E e 2T1 calculamos o parâmetro de Racah B = 690 cm-1 e a intensidade do campo ligante ? = 10 Dq = 14 840 cm-1. Junto com Cr3+ ocorre o Cr6+ na forma do íon cromato, CrO42-, cujas bandas de absorção estão próximas do ultravioleta, e é responsável pelo efeito Raman pré-ressonante observado. O espectro Raman do vidro é constituído de bandas assimétricas acima de 550 cm-1, e foram decompostas em seis bandas gaussianas. As bandas de maior freqüência foram tentativamente atribuídas à vibrações de tetraedros de sílica com 1 a 4 oxigênios não-ponteantes. Dos espectros Raman reduzidos concluímos que o pico de boson é devido à vibrações dos fônons térmicos o a freqüência da radiação espalhada. Algumas características dos espectros de absorção de amostras com Cr3+ e dos resultados de medidas ultrasônicas foram atribuídas à possível ocorrência de microtensão ou microfissuras na região da interface núcleo-vidro. / Glass with composition 2Na2O1CaO3SiO2, undergoes homogeneous crystal nucleation between 450 and 56OoC. The nuclei are essentially spherical and presumable have the same composition as the glass matrix. Measuriments of density, X-ray diffraction, thermal analysis by differential scanning calorimetry (DSC), ultrasonics by pulse-echo method, optical absorption, infrared and Raman spectroscopy were performed in amorphous, partially crystallized and polycrystalline samples. The density of the glass is 2,66 g/cm3 and 2,76 g/cm3 that of the polycrystalline sample. The increase in density with the degree of crystallinity is the cause of the increasing propagation velocities of longitudinal and transversal elastic waves, and of the increasing peak number and intensities in the X-ray diffractograms. From DSC measurements we determine that the glass transition temperature is about 470o C, and the activation enthalpy for the glass transition was calculated to be 78 kcal/mol. Absorption spectra of Cr3+ containing samples shows the anti-resonance Fano effect, and small displacement of the 4T2 band to higher energies with increasing degree of crystallinity and at lower temperatures (~20 K). From the isoenergetic levels 2E and 2T1 we calculate the Racah parameter B = 690 cm-1 and the ligand field intensity ? = 10 Dq = 14 840 cm-1. Together with Cr3+ occurs Cr6+ as cromate ion, CrO4-2 with absorption bands are near the ultraviolet, and is responsible for the observed pre-resonant Raman effect. The Raman spectrum of the glass is composed of asimetric bands in frequencies above 550 cm-1, which we decompose in six Gaussian shaped bands. The four bands of higher frequencies were tentativily assigned to stretching vibration bond Si-O of silica tetraedra with 1 to 4 non-bridging oxigens. From reduced Raman spectra we concluded that the boson peak is due to thermal phonon vibrations and to the scattered radiation frequency. Some features of absorption spectra of Cr3+ containing glasses and of ultrasonic measurements were assigned to the possible occurence of microtensions or microcracks in the nucleous-glass interf ace region.

Resumo: A agricultura possui grande potencial para a utilização de resíduos urbanos e industriais, como lodos de esgoto, lama cal e escória de aciaria. Seguindo critérios bem definidos para o manejo e evitando a contaminação por metais pesados, podem proporcionar melhorias no solo e favorecer o desenvolvimento das culturas, com mínimos efeitos danosos sobre o ambiente. Estes resultados foram observados após a aplicação superficial e sem incorporação daqueles resíduos, reaplicando-os na mesma área experimental com o objetivo de avaliar num período de até 25 meses as alterações químicas, físicas e microbiológicas ocorridas no solo, a absorção de nutrientes e metais pesados potencialmente tóxicos, e seus efeitos sobre o desenvolvimento das culturas de aveia preta e da soja cultivadas em solo sob Sistema Plantio Direto (SPD). O trabalho foi desenvolvido a campo, em um Latossolo Vermelho distrófico de Botucatu (SP), no período de 2005 a 2007. O delineamento experimental foi em blocos casualisados, em esquema fatorial 4x4+1, com quatro repetições. Os tratamentos foram constituídos por quatro resíduos, sendo dois lodos de esgoto, um centrifugado e tratado com cal virgem (LC) e um de biodigestor com adição de polieletrólitos (LB) e dois resíduos industriais, a escória de aciaria (E) e a lama cal (Lcal), nas doses de 0 (testemunha), 2, 4 e 8 Mg ha-1, e um tratamento adicional com calcário dolomítico na dose 2 Mg ha-1, aplicados na superfície em 2005. Os resíduos LC, Lcal e E podem ser utilizados como materiais alternativos ao calcário para a neutralização da acidez do solo, com efeitos sobre pH e V%. A aplicação superficial dos resíduos em SPD melhorou as propriedades químicas e microbiológicas do solo em até 25 meses após a aplicação, além de favorecer o desenvolvimento das culturas da aveia preta e da soja. Foram observados valores inexpressivos quanto à... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The use of urban and industrial residues in agriculture has great potential, like sewage sludge, aqueous lime and slag. Following defined criteria for the handling and avoiding heavy metals contamination, can provide soil improvements and better crop development, with minimum harmful effect on the environment. These results were observed after surface application and without residues incorporation, reapplying them in the same experimental area aiming to evaluate in a period of up to 25 months the chemical, physical and microbiological soil alterations, nutrients absorption and potentially toxic heavy metals, and its effects on the development of black oat and soybean crop in soil under notillage system. The work was developed in field conditions, in a distrophyc Rhodic Haplustox of Botucatu (SP), in the period from 2005 to 2007. The experimental design adopted was randomized blocks, in a factorial scheme 4x4 +1, with four replications. The treatments consisted of four residues, two sewage sludge, one centrifuged with virgin lime (CS) and one with biodigestor and polyelectrolytes addition (BS), and two industrial residues, slag (SL) and aqueous lime (AL), in the doses of 0 (control), 2, 4 and 8 Mg ha-1, and one additional treatment with dolomítico limestone and 2 Mg ha-1 dose, applied in the surface in 2005. The surface application of the residues in soil under no-tillage system improved the chemical and microbiological soil properties up to 25 months after application and promote the development of black oat and soybean. Inexpressive values were observed on the availability of toxic metals in soil and plants. / Orientador: Leonardo Theodoro Büll / Coorientador: Carlos Alexandre Costa Crusciol / Banca: Dirceu Maximino Fernandes / Banca: Francisco Maximino Fernandes / Banca: Takashi Muraoka / Banca: Juliano Corulli Corrêa / Doutor

Resumo: A identificação de alternativas que possibilitem a correção da acidez do solo em profundidade no sistema plantio direto, partindo de uma aplicação superficial, sem incorporação, pode viabilizar a permanência e o sucesso desse sistema. Desta forma, o trabalho objetivou avaliar as misturas de silicato, calcário e gesso na correção do perfil do solo, aplicados superficialmente no sistema plantio direto, bem como suas implicações na nutrição, nos componentes da produção e na produtividade do arroz e feijão. O experimento foi conduzido nos anos agrícolas de 2003/04 e 2004/05 na Fazenda de Ensino e Pesquisa pertencente à Faculdade de Engenharia - UNESP, Campus de Ilha Solteira, localizada no município de Selvíria - MS, em um Latossolo Vermelho distrófico, cultivado há quatro anos no sistema plantio direto. O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados, com oito tratamentos e quatro repetições. Os tratamentos utilizados foram: 1 - Testemunha (sem corretivos e sem gesso agrícola), 2 - Gesso (aplicação apenas de gesso agrícola), 3 - Calcário (aplicação exclusiva de calcário), 4 - Silicato (aplicação exclusiva de silicato), 5 - Mistura composta de Calcário + Silicato (aplicação da mistura de calcário e silicato - CS, metade da dose de cada corretivo), 6 - Mistura composta de Calcário + Gesso (aplicação da mistura da dose total de calcário e da dose total de gesso agrícola - CG), 7 - Mistura composta de Silicato + Gesso (aplicação da mistura da dose total de silicato e da dose total de gesso agrícola - SG) e 8 - Mistura composta de Calcário + Silicato + Gesso (aplicação da mistura de calcário e silicato, metade da dose de cada corretivo e da dose total de gesso agrícola - CSG). A aplicação superficial de silicato no sistema plantio direto não foi superior ao calcário na neutralização da acidez... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The identification of alternatives that would allow for the soil acidity correction of in depth in no-tillage system based on a surface without addition, you can stay and make a success of this system. Thus, the study aimed to evaluate the mixed silicate with dolomite limestone, and phosphogypsum in the depth soil amendment when surface applied in no-tillage system, and the implications for nutrition, the components of production and productivity of rice and beans sprinkler irrigation. The experiment was carried out during the agricultural years 2003/04 and 2004/05 in an experimental area located in Selvíria - MS in a dystrophic Red Latossol, there are cultivated four years in no-tillage system. The experimental design was randomized blocks with eight treatments and four replications. The treatments were: 1 - Control (without agricultural liming materials and without phosphogypsum), 2 - Phosphogypsum (only application of phosphogypsum), 3 - Dolomite limestone (exclusive application), 4 - Silicate (exclusive application), 5 - Mixture composed of dolomite limestone + silicate (application of the mixture of dolomite limestone and silicate - CS, half the rate of each agricultural liming materials), 6 - Mixture composed of dolomite limestone + phosphogypsum (application of the total rate of the dolomite limestone and total rate of phosphogypsum - CG), 7 - Mixture composed of silicate + phosphogypsum (application of the total rate of silicate and the total rate of phosphogypsum - SG) and 8 - Composed of dolomite limestone + silicate + phosphogypsum (application the mixture of dolomite limestone and silicate, half the rate of each agricultural liming materials and the total rate of phosphogypsum - CSG). The application surface of silicate in not-tillage system was not higher to dolomite limestone in neutralize the acidity of soil in depth, showing the same efficiency... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Carlos Alexandre Costa Crusciol / Coorientador: Orivaldo Arf / Banca: Rogério Peres Soratto / Banca: Dirceu Maximino Fernandes / Banca: Munir Mauad / Banca: Jose Salvador Simoneti Foloni / Doutor

Os resíduos sólidos galvânicos despertam especial atenção, devido à sua composição tóxica. Tais resíduos geralmente são estocados nas empresas de galvanoplastia, criando um preocupante passivo ambiental, em particular, nas áreas densamente povoadas, como a zona leste da cidade de São Paulo, que, por sua vez, possui um pólo de empresas de galvanoplastia do setor de cromação. Face ao pressuposto, na primeira parte do trabalho, um estudo foi realizado com a compilação dos dados de empresas galvânicas situadas na zona leste de São Paulo, abordando aspectos socioeconômicos e de processo, que influenciam na geração e na destinação dos resíduos sólidos industriais. Na segunda parte do trabalho, amostras selecionadas de resíduos sólidos foram avaliadas quanto às suas características químicas e físico-químicas e foi apresentada a viabilidade do uso tecnológico visando o aproveitamento destes resíduos. Os principais resultados obtidos mostraram que nas dezessete empresas visitadas são geradas 106 toneladas de resíduos sólidos por ano e estes são armazenados em condições precárias, podendo afetar a população vizinha em caso de acidentes ambientais. Os resíduos constituídos majoritariamente por Ni, Cr, B, Cu, Ca, S, C, Na, Fe e Zn, quando aquecidos até 1400°C, apresentaram formações de compostos identificados como Ca2Cr2O5, BaCrO4, NiCr2O4, CuCrO2, CaSO4, Ni2SiO4, NiO e CuO. Estes compostos são difíceis de serem obtidos e, por si só, apresentam potencial para comercialização como matérias-primas para a produção de produtos cerâmicos. Os resíduos sólidos galvânicos foram incorporados em matrizes vítreas, indicando uma alternativa satisfatória e de baixo custo para a inertização dos constituintes nocivos à saúde. Os vidros obtidos apresentaram aspectos coloridos, podendo ser utilizados como produtos finais ou como matérias-primas para a produção de esmaltes cerâmicos ou pigmentos inorgânicos. Existem diversas possibilidades de destinação dos lodos galvânicos e, independente de qual seja adotada, conclui-se que é de extrema importância a sua retirada de dentro das empresas, para eliminar o enorme e crescente passivo ambiental. / Solid galvanic waste has attracted special attention due to its toxic composition. These wastes are usually stored in galvanic companies, creating a worrying environmental liability, especially in densely populated areas, as eastern side of São Paulo city, which area has many galvanic companies of chroming sector. Therefore, on the first part of this research, a study was made with the collection of informations of the galvanic companies situated on the eastern side of São Paulo, considering the socioeconomics aspects and process, which interfere on the destination and generation of the industrials solid waste. On the second part of the research, selected samples of the solid waste were analyzed related to its chemical and physical-chemical characteristics and it was showed the viability of technological using viewing the utilization of this waste. The main results show that in the seventeen companies visited, 106 tons/year of solid waste have been produced and being stored in precarious conditions, may affecting the neighbor population in case of environment accidents. The waste mainly composed of Ni, Cr, B, Cu, Ca, S, C, Na, Fe and Zn, when heated up to 1400°C, showed compounds formations identified such as Ca2Cr2O5, BaCrO4, NiCr2O4, CuCrO2, CaSO4, Ni2SiO4, NiO and CuO. This compounds are difficult to obtain and are economically important as raw materials for the ceramic products production. The solid galvanic waste were incorporated into the glassy matrix, indicating that this technique is a good alternative and with low cost for the inertization of these chemical compounds, which are harmful to the health. The glasses are colorful, and can be used as final products or as raw materials for the production of ceramic enamel or inorganic pigments. There are many possibilities of destination of the galvanic waste and, independent of which one is adopted, it may be concluded that is of extreme importance to take it out of the companies, to eliminate the enormous and growing environmental liability.

Neste trabalho tivemos como objetivo sintetizar e caracterizar os ortossilicatos de elementos alcalino-terrosos com destaque para o Sr2SiO4, uma matriz hospedeira para íons dopantes como o cádmio II e o európio III, resultando em materiais com propriedades luminescentes. Outro objetivo é reduzir a temperatura de síntese pelos métodos aqui empregados em relação aos métodos convencionais descritos na literatura. Tanto a matriz quanto os sistemas dopados foram caracterizados por meio da difratometria de raios x, análise de área superficial e tamanho de poros, microscopia eletrônica de varredura e de transmissão. Os métodos empregados neste trabalho foram basicamente o da metátese e o do sal fundido, sendo que o método da metátese foi conduzido por sol-gel (utilizando-se sílica comercial e TEOS) e por precipitação em atmosfera ambiente e em atmosfera de nitrogênio. Já no método do sal fundido utilizamos duas temperaturas de síntese, 600 e 750ºC. A 750ºC foi utilizada uma mistura equimolar de cloreto de sódio e cloreto de potássio juntamente com nitrato de estrôncio e sílica mesoestruturada na proporção molar de 2:1. A 600ºC foi utilizada somente a mistura de nitrato de estrôncio e sílica mesoestruturada também na proporção molar de 2:1. Nestas duas formas de se conduzir a síntese por sal fundido utilizamos nitrato de sódio (proporção molar de Na/Si = 0,1) a fim de se facilitar a quebra das pontes de oxigênio da sílica e verificar a influência desse reagente sobre o produto final. Já o Ca2SiO4 e o Ba2SiO4 foram sintetizados apenas a 600ºC bem como as dopagens do Sr2SiO4 (1% em mol). Os resultados mostram uma densificação do produto em relação à sílica e a obtenção de nanofibras de silicatos obtidos pelo método do sal fundido. Já no método da metátese obtivemos carbonato de estrôncio e outros tipos de silicatos. / In this work our objective was to synthesize and characterize orthosilicates of alkaline-earth elements with emphasis on Sr2SiO4. This is a silicate host matrix for doping with ions such as cadmium II and europium III, resulting in materials with luminescent properties. Another objective is to reduce the synthesis temperature using the methods employed here when compared to conventional methods described the literature. Both the matrix and the doped systems were well characterized by X-ray diffraction, surface area and pore size distribution, scanning and transmission electron microscopy. The methods employed in this study were basically the metathesis and the molten salt; the metathesis method was conducted by sol-gel (using a commercial silica and tetraethyl orthosilicate TEOS) and precipitation in air and nitrogen atmospheres. In the molten salt method, two synthesis temperatures were used: 600 and 750ºC. At 750°C an equimolar mixture of sodium chloride and potassium chloride with strontium nitrate was used in addition to mesostructured silica in the molar ratio of 2:1. At 600°C only a mixture of strontium nitrate and mesostructured silica was used, also in the molar ratio of 2:1. In these two pathways, sodium nitrate (molar ratio Na/Si = 0.1) was used in order to facilitate the breakup of the silica oxygen bridges and its influence on the final product was also studied. Furthermore, Ca2SiO4 and Ba2SiO4 were synthesized only at 600ºC and the doping of Sr2SiO4 (1 mol %) was also carried out only at 600°C. The results show a densification of the product compared to the silica precursor and the formation of silicate nanofibers by the molten salt method. In the metathesis method we obtained strontium carbonate and other types of silicates.

Submitted by Guilherme Felisberto (guilherme.felisberto@hotmail.com) on 2018-11-08T20:20:13Z No. of bitstreams: 1 Tese Guilherme online.pdf: 2892923 bytes, checksum: ad775287d1d705604ffde56540725606 (MD5) / Rejected by Neli Silvia Pereira null (nelisps@fcav.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: 1- O agradecimento à CAPES deve ter a seguinte redação: O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiamento 001 2- O título na ficha catalográfica está em caixa alta, segundo as normas, deve estar em letra maiúscula somente a letra inicial do título e os nomes próprios. Agradecemos a compreensão. on 2018-11-09T17:16:20Z (GMT) / Submitted by Guilherme Felisberto (guilherme.felisberto@hotmail.com) on 2018-11-12T09:32:46Z No. of bitstreams: 1 Tese Guilherme online.pdf: 2540417 bytes, checksum: cc06d51bdd9f4e0c02a5806a4459259d (MD5) / Approved for entry into archive by Neli Silvia Pereira null (nelisps@fcav.unesp.br) on 2018-11-12T17:03:26Z (GMT) No. of bitstreams: 1 felisberto_g_dr_jabo.pdf: 2540417 bytes, checksum: cc06d51bdd9f4e0c02a5806a4459259d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-12T17:03:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 felisberto_g_dr_jabo.pdf: 2540417 bytes, checksum: cc06d51bdd9f4e0c02a5806a4459259d (MD5) Previous issue date: 2018-10-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A deficiência de zinco (Zn) leva ao estresse oxidativo, causando prejuízos na produção e qualidade do produto colhido em diversas espécies de plantas cultivadas. O silício (Si) por sua vez é um elemento conhecido por mitigar diversos tipos de estresses, podendo ser uma importante ferramenta na mitigação da deficiência de Zn. Contudo, não há relatos na literatura sobre sua eficácia na mitigação da deficiência do micronutriente em nível de produção, nem se há diferenças entre fornecê-lo via solução nutritiva (radicular) ou via aplicação foliar. Possivelmente em função de que a adoção da aplicação foliar de Si ainda é pequena, justamente por apresentar problemas com a polimerização do Si da calda. Isso se dá possivelmente em função da utilização de concentrações, pH e misturas inadequadas. Para tentar minimizar esses problemas, novas fontes de Si têm sido desenvolvidas, mas pouco se sabe sobre seu comportamento e sua eficácia em relação ao silicato de potássio, considerado fonte padrão nos estudos com Si. Nesse sentido foram realizados dois estudos, sendo o primeiro para avaliar o comportamento e a eficácia de fontes de Si (silicato de potássio, nanosílica, silicato de sódio e potássio estabilizado e ácido silícico estabilizado) e concentrações (0; 0,5; 1,0; 1,5 g L-1 de Si) no crescimento e produção de grãos de soja e de arroz; e o segundo para avaliar o efeito do Si aplicado via foliar ou radicular (via solução nutritiva) na mitigação da deficiência de Zn em soja e em arroz. No primeiro estudo foi obervado que as fontes foram eficientes no fornecimento de Si. Na maioria das variáveis estudadas o silicato de sódio e potássio estabilizado se equiparou ou foi superior o silicato de potássio. A concentração de aproximadamente 1 g L-1 de Si apresentou melhor desempenho para a maioria das variáveis analisadas. No segundo estudo foi observado que o Si fornecido via radicular mitigou a deficiência de Zn da soja por ter diminuído os teores de malondialdeído e mantendo a produção de grãos a níveis semelhantes das plantas sem deficiência. O arroz não teve a deficiência de Zn mitigada pelo Si, embora a atividade da enzima superóxido dismutase tenha aumentado com o fornecimento radicular do elemento benéfico. Contudo independentemente se em condição de suficiência ou deficiência de Zn a aplicação radicular ou foliar de Si, promoveu ganhos na produção em relação à não aplicação de Si. Por fim acredita-se as novas fontes apresentem potencial em fornecer Si eficientemente às plantas sendo uma alternativa ao uso do silicato de potássio e que tanto a aplicação foliar como radicular promova ganhos consideráveis na soja e no arroz, seja sob deficiência de Zn ou não. / Zinc (Zn) deficiency leads to oxidative stress, causing losses in yield and quality of the product harvested in several species of cultivated plants. Silicon (Si) is an element known to mitigate several types of stress, and can be an important tool in the mitigation of Zn deficiency. However, there are no reports in the literature about its effectiveness in mitigating Zn deficiency at yield level, nor whether there are differences between providing it via root or leaf. The adoption of the foliar application of Si is still poor due to problems with the Si polymerization in the solution, much as a result of the inadequate concentrations use, pH and mixtures. Recently new sources of Si have been developed but little is known about their behavior and their efficacy compared to potassium silicate, considered a standard source in studies with Si. In this sense, two studies were carried out. The first one to evaluate behavior and efficacy of Si sources (potassium silicate, nanosilica, stabilized sodium and potassium silicate and stabilized silicic acid) and concentrations (0, 0.5, 1.0, 1.5 g L -1 of Si) in the growth and production of soybeans and rice; and the second to evaluate the effect of Si applied by foliar or root in the mitigation of Zn deficiency in soybean and rice. In the first study, it was observed that the sources were efficient in the supply of Si. In most of the variables studied, the stabilized sodium and potassium silicate was equal or superior to the potassium silicate. The concentration of approximately 1 g L-1 of Si presented better performance for most of the analyzed variables. In the second study it was observed that Si provided by the root mitigated the Zn deficiency of soybean by reducing the MDA levels and maintaining grain production at similar levels of plants without deficiency. Rice did not have the Zn deficiency mitigated by Si, although SOD activity increased with root supply of the beneficial element. However independently if in Zn sufficiency or deficiency condition, the root or leaf application of Si promoted production gains in relation to the non-application of Si. Finally, it is believed that the new sources have potential to provide Si efficiently to plants, being an alternative to the use of potassium silicate and that both foliar and root application promote considerable gains in soybean and rice, whether under Zn deficiency or not.

Orientador: Renato de Mello Prado / Resumo: A deficiência de zinco (Zn) leva ao estresse oxidativo, causando prejuízos na produção e qualidade do produto colhido em diversas espécies de plantas cultivadas. O silício (Si) por sua vez é um elemento conhecido por mitigar diversos tipos de estresses, podendo ser uma importante ferramenta na mitigação da deficiência de Zn. Contudo, não há relatos na literatura sobre sua eficácia na mitigação da deficiência do micronutriente em nível de produção, nem se há diferenças entre fornecê-lo via solução nutritiva (radicular) ou via aplicação foliar. Possivelmente em função de que a adoção da aplicação foliar de Si ainda é pequena, justamente por apresentar problemas com a polimerização do Si da calda. Isso se dá possivelmente em função da utilização de concentrações, pH e misturas inadequadas. Para tentar minimizar esses problemas, novas fontes de Si têm sido desenvolvidas, mas pouco se sabe sobre seu comportamento e sua eficácia em relação ao silicato de potássio, considerado fonte padrão nos estudos com Si. Nesse sentido foram realizados dois estudos, sendo o primeiro para avaliar o comportamento e a eficácia de fontes de Si (silicato de potássio, nanosílica, silicato de sódio e potássio estabilizado e ácido silícico estabilizado) e concentrações (0; 0,5; 1,0; 1,5 g L-1 de Si) no crescimento e produção de grãos de soja e de arroz; e o segundo para avaliar o efeito do Si aplicado via foliar ou radicular (via solução nutritiva) na mitigação da deficiência de Zn em soja e em arroz. N... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Zinc (Zn) deficiency leads to oxidative stress, causing losses in yield and quality of the product harvested in several species of cultivated plants. Silicon (Si) is an element known to mitigate several types of stress, and can be an important tool in the mitigation of Zn deficiency. However, there are no reports in the literature about its effectiveness in mitigating Zn deficiency at yield level, nor whether there are differences between providing it via root or leaf. The adoption of the foliar application of Si is still poor due to problems with the Si polymerization in the solution, much as a result of the inadequate concentrations use, pH and mixtures. Recently new sources of Si have been developed but little is known about their behavior and their efficacy compared to potassium silicate, considered a standard source in studies with Si. In this sense, two studies were carried out. The first one to evaluate behavior and efficacy of Si sources (potassium silicate, nanosilica, stabilized sodium and potassium silicate and stabilized silicic acid) and concentrations (0, 0.5, 1.0, 1.5 g L -1 of Si) in the growth and production of soybeans and rice; and the second to evaluate the effect of Si applied by foliar or root in the mitigation of Zn deficiency in soybean and rice. In the first study, it was observed that the sources were efficient in the supply of Si. In most of the variables studied, the stabilized sodium and potassium silicate was equal or superior to the potassium si... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2947874 bytes, checksum: bb1bd216bbd80095b5f6ccc608473e9b (MD5) Previous issue date: 2011-11-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The sodium montmorillonite-KSF (KSF-Na+) was organically modified by intercalation reactions, ion exchange and silanization using amines and amino silanes. The solids were characterized by various techniques of X-ray diffraction, infrared spectroscopy, elemental analysis (CHN), thermogravimetry, scanning electron microscopy and nuclear magnetic resonance of 29Si and 13C. The solid chlorinated indicated the immobilization of 0.97 mmolg-1 of chlorine in the matrix KSF-Na+. The reaction of the solid precursor and chlorinated with diamines in aqueous solution and without solvent was more efficient with the molecule of ethylenediamine. Substrates containing a silanized aminosilanos with two nitrogens indicated 1.47 and 1.13 mmolg-1 groups immobilized on the matrix KSF-Na+, respectively. For reactions with increasing chain diamines (H2N ((CH2) nNH2) where n = 8, 9, 10 and 12) it was realized that nonildiamina showed better incorporation into the matrix KSF-Na+. The synthesis of solid dodecylamine saw the entry of a 2,12 mmolg-1 of organic groups, and the matrix applied to the retention of copper ions (II) with values of 115.0, 80.06, 71.16 and 62.26 mg g-1 at 303, 308, 313 and 318 K, respectively. For diamines (H2N ((CH2) nNH2) where n = 8, 9, 10 and 12) there was protonated by the set of characterizations the effectiveness of the reactions. The solid containing protonated dodecylamine (KSF-C12N+) was applied to the adsorption of the dye Remazol Brilliant Blue R 303, 313 and 323 K, other words, the adsorptive process followed the pseudo second order model. The maximum retention capacities were 27.28, 28.84 and 31.87 mg/g at temperatures of 303, 313 and 323 K, respectively, and the process is adjusted to the Langmuir model. / A montmorillonita-KSF sódica (KSF-Na+) foi organicamente modificada por reações de intercalação, silanização e troca iônica utilizando aminas e silanos aminados. Os diversos sólidos foram caracterizados pelas técnicas de difratometria de raio-X, espectroscopia na região do infravermelho, análise elementar (CHN), termogravimetria, microscopia eletrônica de varredura e ressonância magnética nuclear de 29Si e 13C. O sólido clorado indicou a imobilização de 0,97 mmolg-1 de cloro na matriz KSF-Na+. A reação do sólido precursor e clorado com as diaminas em meio aquoso e sem solvente foi mais eficiente com a molécula do etilenodiamino. Os suportes silanizados com aminosilanos contendo um e dois nitrogênios indicaram 1,47 e 1,13 mmolg-1 de grupos imobilizados na matriz KSF-Na+, respectivamente. Para as reações com diaminas de cadeia crescente (H2N ((CH)nNH2) onde n= 8, 9, 10 e 12) percebeu-se que nonildiamina apresentou melhor incorporação na matriz KSF-Na+. A síntese do sólido com dodecilamina houve a entrada de 2,12 mmolg-1 de grupos orgânicos, sendo a matriz aplicada na retenção de íons de cobre (II) cujos valores foram de 115,0; 80,06; 71,16 e 62,26 mg g-1 a 303, 308, 313 e 318 K, respectivamente. Para as diaminas (H2N ((CH)nNH2) onde n= 8, 9, 10 e 12) protonadas observou-se pelo conjunto de caracterizações a efetividade das reações. O sólido contendo dodecilamina protonada (KSF-C12N+) foi aplicado na adsorção do corante azul de remazol RN a 303, 313 e 323 K, ou seja, o processo adsortivo seguiu o modelo de pseudo segunda ordem. As capacidades máximas de retenção foram de 27,28; 28,84 e 31,87 mg/g nas temperaturas de 303, 313 e 323 K, respectivamente e o processo se ajustou ao modelo de Langmuir.