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ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY, sweetened sesame paste, peroxide index, kinetics, Q10 factor, pasta de ajonjolí azucarada, índice de peróxidos, cinética, and factor Q10

Resumen El objetivo de esta investigación fue evaluar la vida útil de una pasta de ajonjolí azucarada con incorporación de plasma sanguíneo de bovino. Se realizaron pruebas aceleradas con ayuda del factor Q10 y empleando el índice de peróxidos como indicador de deterioro. Para ello se evaluaron dos formulaciones con diferentes contenidos de pasta de ajonjolí (70% y 80%), almíbar (29% y 19%) y el mismo contenido en plasma (1%). Ambas formulaciones se almacenaron a 15 °C, 25 °C y 35 ºC durante 80 días. Se realizaron tres muestreos para cada temperatura y los resultados obtenidos se utilizaron para definir la cinética de esta reacción de deterioro, la cual se asumió como de orden cero. El tratamiento elaborado con el 70% de pasta de ajonjolí presentó mejores características de vida útil con tiempos de 144 y 108 días de almacenamiento a 15°C y 25°C, respectivamente.
The objective of this investigation was to evaluate the shelf-life of a sweetened sesame paste with addition of bovine blood plasma. Accelerated tests were performed employing the Q10 factor and using peroxide index as an indicator of deterioration. For this, two formulations with different contents of sesame paste (70% and 80%), syrup (29% and 19%) and the same plasma content (1%) were evaluated. Both formulations were stored at 15 ° C, 25 ° C and 35 ° C for 80 days. Three samples were taken for each temperature and the results obtained were used to define the kinetics of this deterioration reaction, which was assumed to be of zero order. The treatment elaborated with 70% of sesame paste presented better characteristics of shelf life with periods of 144 and 108 days of storage at 15 ° C and 25 ° C, respectively.

ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY, biodiesel de jatropha, Anacardium occidentale L, cascara de nuez de Marañón, antioxidantes, cinética, jatropha biodiesel, Cashew nut sell, antioxidants, and kinetics

Se evaluó un antioxidante natural extraído de la cáscara de la nuez de marañón (CNSL) para mejorar la estabilidad oxidativa del biodiesel de jatropha. Mediante el uso del equipo Rancimat Metrohm 873, se evaluó la estabilidad oxidativa a diferentes temperaturas, del biodiesel de jatropha puro y con adición de diferentes concentraciones de CNSL y de Propil Galato. Se encontró que a medida que aumenta la concentración de antioxidante, hay un incremento gradual en el tiempo de inducción, y a mayor temperatura de evaluación ocurre una disminución de esta variable. Se realizó el análisis estadístico de los resultados mediante tablas ANOVA y se describió la cinética de oxidación por la ley de velocidad de primer orden, se ajustó la velocidad de reacción de consumo de CNSL en el biodiesel de jatropha con la ecuación de Arrhenius y se obtuvo una energía de activación de 103.94 KJ/mol.
A natural antioxidant extracted from the shell of the cashew nut (CNSL) to improve the oxidative stability of jatropha biodiesel was evaluated. The oxidation stability at different temperatures of pure jatropha biodiesel and biodiesel with different concentrations of CNSL and propyl gallate was evaluated using the Metrohm 873 Rancimat equipment. It was found that there is a gradual increase in the induction time with the amount of antioxidant, and evaluation at higher temperature cause a decrease in this variable. Statistical analysis of the results was performed using ANOVA tables and oxidation can be described using a first order kinetics. The rate of consumption of CNSL in jatropha biodiesel was adjusted using the Arrhenius equation and activation energy of 103.94 kJ / mol was obtained.

ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY, leaching, kinetics, order of reaction, production of silver, mining-metallurgical waste, lixiviación, cinética, orden de reacción, producción de plata, and residuos minerales

Se ha realizado un estudio sobre la cinética de lixiviación de plata en el sistema S2O3(2-)-O2-Cu2+ que se encuentra contenida en las escombreras de Dos Carlos del Estado de Hidalgo en México. La concentración de [S2O3(2-)] influye considerablemente sobre la velocidad de lixiviación obteniéndose un orden de reacción de 0.98 en el rango de 15.8 a 126.4 gL-1, logrando recuperaciones de plata en solución del 73%. Se ha analizado también el efecto de la temperatura y la adición de cobre en la cinética. La temperatura tiene una marcada influencia sobre la velocidad global de la reacción en el rango de 15 a 60°C. Se logró disoluciones de plata del 97% a la más alta temperatura estudiada, obteniendo un valor de 43 kJ mol-1 para la energía de activación. La adición de cobre favoreció la velocidad de lixiviación de la plata, obteniendo un orden de reacción de 0.35 respecto a la [Cu2+] y alcanzando un 95% de plata lixiviada.
A study on the leaching kinetics of silver involved in the system S2O3(2-) -O2-Cu2+ that is found in the tailings of Dos Carlos in the state of Hidalgo in Mexico. The concentration of [S2O3(2-)] considerably affects the leaching rate obtaining a value of 0.o98 for the order of reaction in the range of concentrations from15.8 to 126.4 gL-1 of S2O3(2-), achieving silver recovery of 73%. The effect of temperature and of the addition of copper has been also analyzed. Temperature has a remarkable effect over the overall reaction rate in the range from 15 to 60 °C. Solutions of silver of 97% were obtained at the highest temperature of the study obtaining a value of 43 kJ mol-1 for the activation energy. Copper addition favored the leaching rate of silver, obtaining a reaction order of 0.35 with respect to the concentration of [Cu2+] and reaching 95% of leached silver.

ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY, cinética, mecanismo de reacción, descomposición térmica, nipecotato de etilo, isonipecotato de etilo, kinetics, reaction mechanism, thermal decomposition, ethyl nipecotate, and ethyl isonipecotate

El objetivo de este estudio fue realizar la termólisis de dos compuestos aún no reportados en la literatura: nipecotato de etilo e isonipecotato de etilo; con el fin de encontrar las constantes de velocidad de degradación térmica, los parámetros de activación y proponer un mecanismo de reacción. Las termólisis fueron realizadas en un minireactor químico a cinco temperaturas entre 523K y 563K con diferencia de diez grados, los valores de las áreas fueron medidos con un cromatógrafo de gases acoplado a espectrometría de masas, usados también en la identificación de los productos de cada reacción. Se encontró que el nipecotato de etilo se degradó más rápidamente que el isonipecotato de etilo y en ambas reacciones las constantes de velocidad aumentaron con la temperatura y demostraron ser unimoleculares y de primer orden. Se propone un mecanismo con estado de transición cíclico, de seis miembros concertado y semipolar.
The objective of this study was to carry out the thermolysis of two compounds not yet reported in literature: ethylnipecotate and ethyl isonipecotate, in order to find the thermal degradation rate constants and the activation parameters and to propose a reaction mechanism. The thermolysis experiments were performed in a chemical minireactor at five temperatures between 523K and 563K with ten degrees difference; the values of the areas were measured with a gas chromatography coupled to mass spectrometry, also used in the identification of products of each reaction. It was found that ethyl nipecotate was degraded faster than ethyl isonipecotate and in both reactions the rate constants increased with the temperature and demonstrated to be unimolecular and of first order. A mechanism is proposed with a concerted, semi-polar six-member cyclic transition state.

ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY, cinética, termólisis, 4-hidroxi-3-metil-2-butanona, mecanismo de reacción, efecto solvente, kinetics, thermolysis, 4-hydroxy-3-methyl-2-butanone, reaction mechanism, and solvent effect

Se realizó la termólisis del compuesto 4-hidroxi-3-metil-2-butanona solo y en solución con p-xileno, tolueno, benceno y dioxano, a cada 5 grados en el intervalo de temperaturas 463 a 483 K. Se determinaron las constantes de velocidad, el orden de reacción, y los parámetros de activación. Se propone también un mecanismo de termólisis para el compuesto en estudio, y se analiza el efecto del solvente. Las reacciones de termólisis fueron realizadas en un reactor químico pequeño (150 ml) y los productos fueron identificados en un cromatógrafo de gases acoplado a espectrometría de masas. Se encontró que la termólisis del compuesto obedece la ley cinética de primer orden. De acuerdo con sus productos (formaldehido y 2-butanona) y a las propiedades fisicoquímicas se propone un estado de transición cíclico de seis miembros concertado y semipolar. Las termólisis de los sistemas en solución presentaron efecto del solvente, los que aceleraron las velocidades de la reacciones.
The thermolysis of the compound 4-hydroxy-3-methyl-2-butanone was carried without solvent and in solution with p-xylene, toluene, benzene and dioxane, at every 5 degrees of temperatures in the range 463 to 483 K. The rate constants, the reaction order and the activation parameters were determined. Also, a thermolysis mechanism for the compound under study is proposed and the effect of the solvents is analyzed. Thermolysis was carried out in a small chemical reactor (150 ml) and the products were identified by gas chromatography coupled to mass spectrometry. The results showed that thermolysis of the compound obey a first order kinetics. According to the products (formaldehyde and 2-butanone) and to the physicochemical properties it is proposed a concerted, semi- polar six-member cyclic transition state. The thermolysis in solutions showed solvent effects, which accelerated the reaction rates.

ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY, enseñanza de la química, química experimental, adsorción, cinética, carbón activado, chemistry teaching, experimental chemistry, adsorption, kinetics, and activated carbon

Este trabajo presenta un enfoque innovador para estudiar el fenómeno de adsorción teniendo en cuenta la perspectiva ambiental. En este contexto se estudiaron las fisisorciones de dos sustancias comunes, ácido acético e hipoclorito de sodio, sobre carbón activado como un caso típico de tratamiento de contaminantes en fase acuosa. Para ello se estudiaron las cinéticas y las isotermas de adsorción a temperatura ambiente. Estos experimentos involucran una serie de técnicas básicas de laboratorio, como las titulaciones ácido-base y redox, el tratamiento de datos, su representación gráfica y el ajuste de los resultados experimentales con los modelos de adsorción de Langmuir y de Freundlich. Se muestra finalmente que el trabajo experimental permite que los alumnos adquieran habilidades de laboratorio de química con experimentos simples.
An innovative approach to study the fundamentals of adsorption phenomena considering an environmental perspective is presented. In this context, the physisorption of two common substances, acetic acid and sodium hypochlorite, over activated carbon was chosen as a case study of a typical remediation process of water contaminants. The physisorption phenomenon was investigated by determining the process kinetics and the adsorption isotherms at room temperature. These experiments involve a series of basic laboratory techniques such as acid-base and redox titrations, along with data manipulation, graphical presentation and calculations to fit the experimental data to the models of Langmuir and of Freundlich. Finally, it is shown that the experimental work allows students to acquire laboratory abilities with simple experiments.

ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY, hydroboracite, nitric acid, dissolution kinetics, modeling, hidroboracita, ácido nítrico, disolución, cinética, and modelado

Se estudia la cinética de disolución de hidroboracita en soluciones de ácido nítrico, cuyos subproductos, nitrato de calcio y nitrato de magnesio, tienen una importante aplicabilidad comercial como fertilizantes. La disolución se realiza en un reactor tanque agitado discontinuo a presión atmosférica. S e investigan los efectos que tienen los factores temperatura, tamaño de partícula, relación sólido/líquido y concentración de ácido, sobre la velocidad de disolución; y se evalúan los parámetros cinéticos: factor de frecuencia y energía de activación. S e observa que la velocidad de disolución crece con el aumento de la temperatura, la disminución del tamaño de partícula, y con la disminución de la relación sólido/líquido. Se observa, también, que un aumento en la concentración del ácido nítrico hace aumentar, siempre, el grado de disolución. Se determina que la energía de activación aparente es del orden de 13 kJ/mol, siendo la disolución de la hidroboracita en ácido nítrico controlada por mecanismos difusivos .
The dissolution kinetics of hydroboracite in nitric acid solutions, whose products, calcium nitrate and magnesium nitrate have important commercial applications as fertilizer was studied. The dissolution was carried out in a batch reactor at atmospheric pressure. The effects of the temperature, particle size, solid/liquid ratio and concentration of solution on the dissolution rate were investigated, and the kinetic parameters: frequency factor and activation energy were evaluated. It was found that the dissolution rate increased when the reaction temperature increased and when the particle size decreases. The dissolution rate decreases when the solid/liquid ratio increases. It was also found that an increasing in the acid concentration always increases the dissolution mineral rate. It was determined that the dissolution rate fit well to the diffusive control model and the activation energy of this dissolution process was found to be 13 KJ/mol.

ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY, adsorción oro, tiosulfato, resina AuRIX®100, cinética, gold adsorption, thiosulfate, AuRIX®100 resin, and kinetics

Se estudió la adsorción de oro utilizando la resina AuRIX®100 en medio tiosulfato de amonio, evaluando algunas variables que afectan la cinética del proceso tales como: temperatura, velocidad de agitación, pH, concentración de tiosulfato de amonio (NH4)2S2O3 y concentración de oro. El estudio se llevó a cabo en un reactor batch y una columna de intercambio iónico. Las condiciones de operación que presentaron mejores resultados de extracción de oro a 25°C, fueron: pH=10.5, velocidad de agitación=500 rpm, [Au]=1 mg/l, [(NH4)2S2O3]=0.04 M, 5 gramos de resina. Los resultados indican que al aumentar [(NH4)2S2O3] favorece la adsorción en un 99% durante tres horas, siendo afectado notablemente por la presencia de amonio. Las condiciones con mejores resultados en la columna a 25°C fueron, pH= 10.5 y [Au] =1 mg/l.
The adsorption and elution of gold in thiosulfate-ammonia media were studied using the resin AuRIX®100, evaluating some variables that affect the kinetico of the process, such as: temperature, stirring speed, pH, thiosulfate concentration (NH4)2S2O3 and gold concentration. The study was carried out in a batch reactor and an ion exchange column. The operation conditions that presented better results of gold extraction at 25°C were: pH=10.5, stirring opeed=500 rpm, [Au]=1 mg/l, [(NH4)2S2O3]=0.04 M, and 5 gramo of resin. The results indicate that by increasing [(NH4)2S2O3] favors the adsorption by 99% during three hours, being noticeably affected by the presence of ammonia. The conditions with results on the column at 25°C were, pH= 10.5, [Au]=1 mg/l.

ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY, kinetic, reaction mechanism, thermolysis, computational chemistry, hexanediol, cinética, mecanismo de reacción, termólisis, química computacional, and hexanodiol

La cinética de la reacción de descomposición térmica del 2,5-hexanodiol fue seguida por cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas bajo condiciones de pseudo-primer orden. El 2,5-hexanodiol fue sometido a termólisis a cinco temperaturas (523,15, 528,15, 533,15, 538,15 y 543,15 K) y a su presión de vapor, obteniéndose como producto 2,5-dimetilfurano. La descomposición térmica resultó ser unimolecular, homogénea y de primer orden, con constantes de velocidad ( k ) del orden de 10-4 s -1 . El mecanismo de reacción propuesto fue corroborado por un estudio computacional a los niveles de teoría Hartree-Fock y funcionales de la densidad. El mecanismo de reacción propuesto transcurre a través de un estado de transición cíclico concertado. Las constantes de velocidad predichas con el nivel de teoría B3LYP/6-31G(d,p) estuvieron en buen acuerdo con valores experimentales.
The kinetics of thermal decomposition reaction of 2,5-hexanediol was studied by gas chromatography coupled to mass spectrometry under conditions of pseudo-first order. The reactant 2,5-hexanediol was subjected to thermolysis at five temperatures (523,15, 528,15, 533,15, 538,15 y 543,15 K) and at its vapor pressure, obtaining as product 2,5-dimethylfuran. The thermal decomposition was found to be unimolecular, homogeneous and of first order with rate constants (k) of the order of 10-4 s-1 . The proposed reaction mechanism was corroborated by a computational study at Hartree-Fock and Density Functional Theory levels. The mechanism proceeds through a concerted cyclic transition state. The rate constants predicted at the B3LYP/6-31G(d,p) level were in good agreement with the experimental values.

ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY, hydroboracite, boric acid, dissolution kinetics, modeling, hidroboracita, ácido bórico, disolución, cinética, and modelado

Se realizó el modelado cinético de la disolución de hidroboracita en soluciones de ácido clorhídrico. La disolución se llevó a cabo en un reactor tanque agitado discontinuo a presión atmosférica. Se investigó el efecto de la temperatura, el tamaño de partícula, la relación sólido/líquido, y la concentración del ácido sobre la velocidad de disolución del mineral. Se observa que la velocidad de disolución es muy rápida en todos los casos estudiados, aumenta con el incremento de la temperatura y la disminución del tamaño de partícula, y disminuye con el incremento de la relación sólido/líquido. Los datos experimentales fueron analizados por distintos modelos cinéticos, desarrollados en la literatura, para las transformaciones fluido-sólido reactivo. El modelo cinético mas probable permite inferir que el proceso de disolución ocurre con control difusivo, siendo la energía de activación 13.48 KJ/mol.
The kinetics modeling of hydroboracite in hydrochloric acid solutions was developed. The dissolution was carried out in a batch reactor at atmospheric pressure. The effects of the temperature, particle size, solid/liquid ratio and concentration of the solution on the dissolution rate were investigated. It was found that the dissolution rate is always very fast, increases with increasing reaction temperature and with decreasing particle size, and decreases with an increase in the solid/liquid ratio. The experimental data were analyzed with different kinetics models presented in literature, for fluid-solid reactive transformations. It was determined that the dissolution rate fit to the diffusive control model, with activation energy of 13.48 KJ/mol.

ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY, thermal decomposition, kinetics, pyran, thermodynamic, reaction mechanism, descomposición térmica, cinética, pirano, termodinámica, and mecanismo de reacción

El artículo presenta el estudio cinético de descomposición térmica de tres compuestos derivados del pirano que no han sido reportados en la literatura. Estos compuestos son ampliamente utilizados en farmacología y en la obtención de importantes productos a nivel tecnológico e industrial. Los compuestos 2,6-dietoxitetrahidro-2H-pirano; 2-etoxi-6-propoxitetrahidro-2H-pirano y 2-etoxi-6-butoxi-tetrahidro-2H-pirano se escogieron variando el sustituyente ubicado en la posición 6 del núcleo. Cada experimento cinético fue realizado a cinco temperaturas con intervalos de 10 grados en un rango entre 333 a 373 K, utilizando un sistema de reacción a microescala. Se obtuvieron los productos 2-etoxi-6-hidroxi-tetrahidro-2H-pirano y etileno, propeno, o buteno para cada caso, fueron identificados mediante la técnica de cromatografía de gases acoplada a masas. Las reacciones resultaron ser unimoleculares homogéneas y de primer orden. Teniendo en cuenta los parámetros cinéticos y termodinámicos obtenidos, se puede decir que la reacción es compatible con un estado de transición cíclico de seis miembros, concertado y semipolar.
The article presents a kinetic study of the thermal decomposition of three compounds derived from pyran that have not been reported in the literature. These compounds are widely used in pharmacology to obtain important products of technological and industrial interest. The compound (2,6-dietoxitetrahydro-2H-pyran; 2-etoxi-6-propoxytetrahydro-2H-pyran and 2-etoxi-6-butoxytetra-hydro-2H-pyran) were chosen by varying the substituent located in the 6 position of the nucleus. Each experiment was done at five temperature with intervals of 10 degrees in a range between 333 and 373 K, using a microscale reaction system. The products obtained, 2-etoxy-6-hydroxy-tetrahydro-2H-pyran and ethylene, propene, or butene for each case, were identified using gas chromatography connected to masses. The reactions turned out to be unimolecular, homogeneous and of first order. Considering the kinetic and thermodynamic parameters obtained, it is possible to say that the reaction is compatible with a concerted six membered semi-polar cyclic transition state.

ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY, combustión sin llama, mezcla CaO/MgO, cinética, gas natural, reactor diferencial, flameless combustion, CaO/MgO mixture, kinetics, natural gas, and differential reactor

Se investigó la combustión sin llama de gas natural con aire en lecho fijo de CaO/MgO en un reactor diferencial sin limitaciones difusionales, con el fin de obtener los parámetros cinéticos. El orden de reacción respecto al metano se determinó para concentraciones entre 1.5 y 3.0% v/v en mezclas aire-gas natural con oxígeno 100% exceso. Para hallar el orden de reacción respecto al oxígeno, se varió su concentración entre 6.0 y 9.0 % v/v con 3.0% v/v de metano. La energía de activación y el factor pre-exponencial se determinaron con temperaturas entre 612.5 y 650ºC. Se obtuvo cinética tipo Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson, órdenes de reacción uno respecto al metano y cero para el oxígeno, energía de activación 136.64 kJ/mol y factor pre-exponencial global 15946 mol/g min. Los resultados son útiles para diseñar sistemas de combustión de gas natural y depuradores de emisiones gaseosas que contengan metano.
Flameless natural gas combustion with air in a CaO/MgO packed bed, operated as a differential reactor without diffusional limitations, was studied, in order to get kinetic parameters. Methane reaction order with concentrations between 1.5 and 3.0% v/v was determined using air-natural gas mixtures with 100% excess oxygen. In order to get the reaction order for oxygen, its concentration was varied between 6.0 and 9.0% v/v while methane was 3.0% v/v. Activation energy and pre-exponential factor were determined for the temperature range 612.5 to 650ºC. Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson type kinetics was obtained, reaction orders were one for methane and zero for oxygen, activation energy 136.64 kJ/mol and pre-exponential factor 15946 mol/g min. Results are useful in equipment design for natural gas combustion and for treating gaseous emissions containing methane.

ENGINEERING, MULTIDISCIPLINARY, oscillations, mathematical models, heterogeneous catalysis, simulation, kinetics, Oscilaciones, modelo matemático, catálisis heterogénea, simulación, and cinética

En este trabajo se estudian las oscilaciones en las especies adsorbidas generadas en la reacción NO +H2 sobre Pt(100) con un modelo matemático, con la intención de reproducir el comportamiento oscilatorio experimental observado. El modelo presenta una condición de transición de fase en la superficie del Pt, de hex a 1x1, como mecanismo que conduce al comportamiento oscilatorio que se observa experimentalmente. Dicho comportamiento se obtiene mediante simulaciones realizadas variando las presiones parciales de NO e H2 a 460 K. También se analiza la sensibilidad a los valores de recubrimiento crítico de los productos adsorbidos en la superficie y se comparan los resultados con el caso donde la transición de fase no es considerada, lo que ocurre a temperaturas más bajas.
A study was made of the oscillatory behavior of adsorbed species generated by the reaction NO + H2 over Pt(100). A mathematical model was used to reproduce the oscillatory behavior experimentally observed. In this study the phase transition over the Pt surface, from hex to 1x1, is considered as the driving force for oscillatory behavior. This behavior was obtained by varying the partial pressures of NO and H2 at 460 K. Also analyzed were the sensitivity to the values of critical coverage by adsorbed species and the results are compared to the case where the surface phase transition is not considered, which is the case at lower temperatures.