Química (Mag.)
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Item Degradación de surfactantes tipo alquilfenol etoxilados (APEOs) mediante oxidación avanzada utilizando fieltro de grafito modificado con hierro(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-09-04) Juárez Cahuana, Ritcher; Kong Moreno, Maynard JorgeEn esta tesis se reportan los resultados de la degradación de nonilfenol etoxilado (NPEO), un derivado de la etoxilación de alquilfenoles, el cual es utilizado en la industria química, textil y pinturera como agente de humectación, antiespumante y principalmente como modificador de tensión superficial. Se ha comprobado mediante diversos estudios que los alquilfenoles etoxilados (APEOs) son considerados disruptores endocrinos y por ende su uso está restringido. Sin embargo, actualmente se continúan utilizando en países en vías de desarrollo como el Perú, debido a que no hay ninguna regulación u normativa que restrinja su uso. En el marco de la tesis, la degradación del NPEO se realizó mediante el proceso electro-Fenton empleando fieltros de grafito (FG) modificados con hierro como electrodos. Esta modificación se llevó a cabo por el método de impregnación vía húmeda, para la cual se utilizó una sal de hierro en medio ácido. La caracterización de los FG se completó mediante SEM-EDS y DRX. Para monitorear la degradación del NPEO, se utilizó la determinación de la DQO debido a que indica la cantidad de oxígeno necesaria para oxidar las sustancias orgánicas presentes en una muestra y está directamente vinculada con la concentración de NPEO. En el caso de muestras acuosas de 150 ppm de NPEO, se logró remover cerca del 99% del valor inicial de la demanda química de oxígeno (DQO) al emplear los electrodos modificados con hierro (goetita) mientras que, el mismo tratamiento con los electrodos no modificados logró eliminar el 83% del valor inicial de DQO. Finalmente, estos ensayos realizados sobre muestras de agua residual industrial removieron cerca del 60% del valor inicial de DQO al utilizar los electrodos modificados con hierro.Item Evolución del potencial de óxido-reducción para predecir la eficiencia de ozonización de coliformes termotolerantes en efluentes terciarios en una planta de tratamiento de aguas residuales(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2024-02-06) Alayo Atoche, Oscar Ricardo; Kong Moreno, Maynard JorgeEn esta investigación se analiza la evolución del potencial de oxidación-reducción (ORP) y parámetros fisicoquímicos como oxígeno disuelto, pH, turbidez, sólidos disueltos totales, conductividad electrolítica, entre otros, con el fin de predecir la calidad de aguas residuales in situ, durante un proceso de desinfección con ozono, relacionándolos con parámetros microbiológicos como la demanda bioquímica de oxígeno (DBO), la demanda química de oxígeno (DQO), así como el contenido de coliformes totales y coliformes termotolerantes. Estos estudios se realizaron sobre efluentes terciarios de la planta de tratamiento de aguas residuales (PTAR) de SEDAPAL en Cieneguilla (Lima, Perú). Dentro de este proceso de ozonización, los resultados del ORP muestran un comportamiento particular frente al contenido de coliformes termotolerantes. Se propone un modelo matemático para correlacionar el ORP con el contenido de coliformes termotolerantes (actividad microbiana), logrando un enfoque semicuantitativo. Estas mediciones de ORP podrían utilizarse como indicador in situ para predecir la calidad de las aguas residuales tratadas con ozono. En condiciones de dosis de ozono de 13.33 mg/L y después de 30 minutos de ozonización, el ORP aumenta consistentemente por encima de 390 mV, logrando así valores aceptables para el contenido de coliformes termotolerantes dentro de los límites máximos permisibles (LMP) establecidos para efluentes en plantas de tratamiento de aguas residuales domésticas o municipales (según el Ministerio del Ambiente de Perú), incluso para muestras iniciales de hasta 5.400.000 NMP/100 mL de coliformes termotolerantes antes de que comience el proceso de desinfección.Item Metodología para determinar la concentración de ácido carmínico por HPLC en muestras comerciales de yogur natural(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2020-01-23) Egúsquiza Quezada, Edith Julia; Kong Moreno, Maynard JorgeEl desarrollo de la industria alimentaria crece a un ritmo cada vez más rápido, lo que requiere un gran uso de colorantes a agregar a los productos alimenticios, proporcionando color y apariencia uniforme, que influyen en la percepción del consumidor y en su decisión de compra. La creciente demanda de productos alimenticios con etiquetas limpias impulsa el uso de tintes naturales normalizados como una mejor opción para agregar color a los alimentos que no lo tienen, sin cambiar otras propiedades que pueden modificarse durante su procesamiento. Dado que el colorante carmín (E-120) de la cochinilla es uno de los colorantes naturales con mejores características tecnológicas, esto le da a los productos alimenticios naturalidad y una gran aplicación en la industria láctea, cárnica, de bebidas, confitería, cosméticos, etc. Por este motivo, es necesario controlar y verificar el uso de carmín y ácido carmínico en productos de consumo masivo, como es el caso de las fresas donde se están reemplazando los tintes sintéticos prohibidos. En este sentido, en la presente investigación se propone una metodología de HPLC para determinar el contenido de ácido carmínico en muestras comerciales de yogur natural, caracterizando los colorantes puros mediante el método Food Chemical Codex II (FCC II), mediante el método modificado FCC II utilizando ácido fosfórico y disolventes puros. También se propone cuantificar el color y el contenido de los tintes puros en muestras comerciales de yogur natural mediante una técnica colorimétrica, así como extraer y determinar la concentración de ácido carmínico total en muestras comerciales de yogur, utilizando el método de Lancaster y HPLC, respectivamente. Se concluye que el método FCC II con ácido fosfórico concentrado es óptimo cuando se trabaja en la evaluación de los tintes para validar el método de Lancaster, y para determinar el contenido de ácido carmínico en el producto de yogur de fresa.Item Modificación superficial de fieltro de grafito con nanopartículas de magnetita Fe3O4 para su uso en un sistema electro-Fenton(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2019-09-04) Calderón Zavaleta, Sandy Luz; Kong Moreno, Maynard JorgeIn this work, an electro-Fenton system was manufactured for the degradation of aromatic-type contaminants in aqueous pollutants and the simultaneous generation of electrical energy. The system consisted in two chambers (anode and cathode) separated by a Nafion membrane. The electrical energy was generated by anodic oxidation of glucose catalyzed by gold. The cathode was made of graphite felt modified on its surface with magnetite nanoparticles (Fe3O4NPs/GFoxi). The magnetite nanoparticles were impregnated on graphite felt by means of a layer-by-layer self-assembled method that uses polydiallyldimethylammonium chloride (PDDA) as a polyelectrolyte. In the anodic chamber, a graphite felt surface modified with gold nanoparticles (AuNPs/GF) was used. The nanoparticles were deposited on the surface of this electrode by electrochemical deposition. The electro-Fenton system generated an average output power of 550 mW m-2, which served as a power supply for carry out pollutant degradation process. This system led to the degradation of 0.35 mmol L-1 of hydrogen potassium phthalate (model pollutant) attaining 73.7% of COD decay during 23 h of treatment at pH 3.Item Desarrollo y evaluación de un electrodo de fieltro de grafito modificado con óxido de manganeso-cobalto para su aplicación en la oxidación de As(III) A As(V) en sistemas acuosos(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-10-23) Román Canchari, Cynthia; Kong Moreno, Maynard JorgeLos procesos más eficientes de remoción de arsénico remueven en mayor cantidad el arsénico en forma de arseniato (As(V)) en comparación al arsenito (As(III)), debido a ello, el tratamiento de remoción de arsénico debe incluir una etapa de pre oxidación para convertir el arsenito en arseniato. Es por ello que en la presente tesis, se desarrolla y evalúa un electrodo de fieltro de grafito modificado con óxido de manganeso-cobalto para así aplicarlo en la oxidación de arsénico (III) a arsénico (V) en sistemas acuosos. La preparación de los electrodos se realiza mediante electrodeposición anódica evaluando parámetros como la relación molar Mn/Co, pH, potencial y tiempo de deposición. Se determinó que los parámetros de deposición más favorables para la oxidación de arsénico (III) a arsénico (V) son a 60 min, pH=3, 1,5 V y relación molar de Mn/Co de 5:1. El electrodo modificado es caracterizado mediante voltametría cíclica, espectrofotometría UV-visible por reflectancia difusa, microscopia electrónica de barrido, difracción de rayos X y espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier de reflectancia total atenuada. En la evaluación de las condiciones experimentales (pH y potencial de trabajo) para favorecer la oxidación del As(III) a As(V) se determinó que en medios de pH ácidos se favorece la oxidación del As(III) y se encontró menores tiempos de oxidación del As(III) a potenciales de trabajo de 2,5 V. Además, el fieltro de grafito modificado con óxidos mixtos de Mn-Co mostró una mayor efectividad en la oxidación del As(III) a As(V) respecto al fieltro de grafito modificado solo con óxidos de manganeso.Item Estudio de degradación electroquímica de residuos lácteos usando electrodos a base de fieltro grafítico(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-10-22) Obregón Castillo, Lus Renato; Kong Moreno, Maynard JorgeLa presente investigación se basa en la oxidación electroquímica para la degradación de efluentes con residuos lácteos, utilizando electrodos a base de fieltro grafítico directamente o con algunas modificaciones en su superficie, estos ofrecen muchas ventajas con respecto a otros electrodos, ya que son químicamente estables, son buenos conductores eléctricos y tiene una excelente fijación de algunas moléculas en su superficie. Por ello, en esta investigación se compara la eficiencia de diferentes sistemas de celdas en procesos electroquímicos para el tratamiento de muestras sintéticas que simulan el contenido de efluentes residuales de la industria láctea, teniendo como principios la oxidación anódica, y el proceso electro-Fenton. Para los diferentes sistemas de celda, se prepararon muestras sintéticas simulando residuos lácteos, donde se disolvió 8 gramos de leche en polvo en un litro de agua, utilizando las siguientes condiciones: pH 3, un voltaje de 8 V y una densidad de corriente de 140 A/m2 entre los electrodos en contacto con 200 mL de la muestra sintética, y por un tiempo máximo de 4 horas. Se registraron los cambios respecto a los valores iniciales de parámetros representativos para el tratamiento electroquímico en cuestión como, por ejemplo, turbidez, demanda química de oxígeno (DQO), contenido total de proteínas, en intervalos de 1 hora. Bajo las condiciones electrolíticas indicadas anteriormente, se observó que en la celda Fe/fieltro aumenta la eficiencia en la disminución del DQO, turbidez y contenido total de proteínas hasta de niveles de 86,88 %, 85,31 % y 78,91 % (Tabla 22), respectivamente. Esto implica un aumento en la eficiencia de remoción adicional de la demanda química de oxigeno (DQO), turbidez (NTU) y porcentaje total de proteínas de 9,05 %, 3,68%, 11,39% (Tabla 24), respectivamente, comparado a la celda estándar Fieltro / H2SO4 (pH = 3) / Fieltro.Item Influencia de la composición química de arenas y cementos peruanos en el desempeño de aditivos plastificantes para concreto(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-10-05) Samaniego Orellana, Luis Jesús Mijaíl; Kong Moreno, Maynard JorgeLos aditivos, presentes hace mucho tiempo en la tecnología de la construcción, pueden transmitir excelentes propiedades físicas y químicas, teniendo la capacidad de poder ser aplicados en muchos campos, para proporcionar nuevas funciones y características. Y esta es la razón por la cual, los últimos desarrollos en el campo de la construcción, están asociados con la evolución de estos aditivos, siendo necesarios para generar mezclas con alta resistencia a los sulfatos, con un contenido de aire óptimo, entre otras propiedades; manteniendo sin embargo hasta la actualidad como principal función, actuar como agente plastificante, dentro de las mezclas de concreto, retardando la pérdida del slump y de la fragua inicial, a través de complejas interacciones químicas. Y es precisamente por este motivo, que cobra importancia esta investigación, titulada "Influencia de la composición química en los cementos y agregados peruanos, en el rendimiento de los aditivos plastificantes"; ya que de esta manera se puede saber, cómo las características de las principales materias primas del concreto, pueden determinar el rendimiento de los aditivos plastificantes, que se utilizan en ellas; ya que se podría pensar, que debido a sus marcadas características químicas, estos aditivos siempre mostrarán el mismo comportamiento, previsto por el fabri- cante; pero esta investigación demostrará, con los resultados de las pruebas realizadas a estas mezclas, que éstas generalmente varían, incluso con mínimos cambios en la composición del cemento y de los agregados (especialmente en las miles de partículas de arena), que lo componen. Respecto a las arenas, notamos claramente la influencia de su módulo de finura, y de su contenido de arcillas (cuantificado por el método del azul de metileno), sobre el poder plastificante de los aditivos, y en la resistencia que obtendrán los morteros diseñados con ellos; ya que a menor M.F. y %Arcillas, el aditivo mostró una mayor intensidad plastificante dentro de los mor- teros, logrando que estos se vuelvan más fluidos por mayor tiempo, y con mejores resistencias. Respecto a los cementos, se pudo observar, que aquellos con menor contenido de Álcalis y de Aluminato Tricálcico, maximizan el efecto de cada aditivo, ya que éstos presentaron una elevada intensidad plastificante en sus respectivos morteros; logrando que estos se vuelvan más fluidos y por mayor tiempo, además de que en ellos se obtuvieron las mayores resistencias; notándose claramente la influencia que presenta el tipo de cemento, en el comportamiento de los aditivos. Y respecto a los aditivos, se pudo demostrar que el aditivo Naftalenosulfonato, es el que tiene mayor poder plastificante inicial, en casi todos los casos, salvo algunas excepciones; y el aditivo Policarboxilato en cambio, es el que mantiene por mayor tiempo su capacidad de mantener el slump, siendo el único que mantuvo la fluidez y trabajabilidad de cada mortero, por más de 120’. Finalmente, luego de un análisis puntual por cada combinación, se hizo un análisis global de todo el Proyecto; obteniendo conclusiones lógicas, que se podrían aplicar a la vida real; verificando especialmente lo voluble y sensible a los cambios que es el concreto, y más aún los aditivos.Item Evaluación de la deionización capacitiva de NaCl acuoso empleando un electrodo de carbón activado modificado con hexafluorofosfatro de 1-butil-3-metilimidazolio(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-09-04) Otsuka Salinas, Kenjo; Kong Moreno, Maynard JorgeEn el presente trabajo de tesis, se presenta la síntesis, caracterización y aplicación de un electrodo de carbón activado y carbón activado modificado con el líquido iónico hexafluorofosfato de 1-butil-3-metilimidazolio en la remoción de cloruro de sodio mediante el proceso de deionización capacitiva (CDI) en soluciones acuosas salinas preparadas de 200, 500 y 1000 ppm y aplicando potenciales de 0,8; 1,0 y 1,2 V. El desarrollo de la tecnología de deionización capacitiva (CDI) para la desalinización de soluciones electrolíticas es un área bastante prometedora, registrándose hasta la fecha múltiples trabajos a escala de laboratorio e industrial. El proceso de deionización capacitiva (CDI) depende directamente de la capacitancia eléctrica de los materiales empleado como electrodos, la humectabilidad de estos, así como el potencial de trabajo aplicado entre los electrodos. Los materiales carbonosos al ser modificados con líquido iónico presentan un incremento de la capacitancia eléctrica, gran estabilidad electroquímica, así como una mejora de la humectabilidad. Ante esto, surge la siguiente interrogante: ¿será posible desarrollar un electrodo que contribuya a la mejora de la remoción de cloruro de sodio en el campo de la deionización capacitiva (CDI)?. Mediante voltametría cíclica se calcula la capacitancia eléctrica del carbón activado modificado y carbón activado; siendo 58,40 F/g y 44,20 F/g, respectivamente. Mediante la medición del ángulo de contacto se obtiene una mejora de la humectabilidad de 112,00° para el electrodo sin modificar a 61,90° para el electrodo modificado. Finalmente, se logra determinar que a una concentración salina de 1240 ppm y un potencial de 1,0 V se obtiene la mayor capacidad de remoción de 13,79 mg/g.Item Verificación teórica y experimental de las monocapas auto-ensambladas de Bromoalquilo en superficies hidrogenadas de Si(100)(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-07-09) Obregón Rodríguez, Yris del Pilar; Kong Moreno, Maynard JorgeLa formación de monocapas orgánicas auto-ensambladas en superficie de silicio es una alternativa prometedora para el desarrollo de nuevos materiales, cuyas propiedades fisicoquímicas controlan la estructura electrónica, de manera que puedan ser usados como componentes electrónicos en biosensores, diodos orgánicos, dispositivos de almacenamiento de memoria, fotodetectores y sensores ópticos, entre otras aplicaciones diversas. Gracias a la gran estabilidad energética en los enlaces covalentes de Si-C, se logra verificar mediante modelos teóricos la predicción de los ángulos de contacto de la adsorción sobre monocapas de compuestos orgánicos en superficies hidrogenadas de Si(100). Para ello se procede experimentalmente a la hidrosililación del óxido natural de la superficie de Si(100), seguida de las respectivas adiciones térmicas de 10-bromo-1-deceno y 11-bromo-1-undeceno. Tanto en la estructura del óxido natural, en el caso de la hidrosililación, como en ambas alquilaciones, las superficies obtenidas fueron estudiadas mediante microscopía de fuerza atómica y medición del ángulo de contacto. Las imágenes por microscopía muestran la aparición de estructuras morfológicamente diferenciadas entre las superficies de SiO2, Si-H, Si-C10H20-Br y Si-C11H22-Br. El análisis del ángulo de contacto experimental entre las muestras ya mencionadas registra ángulos menores a 10,0° para una superficie de SiO2, ángulos mayores a 90,0° para superficies de Si-H (pasivadas), y ángulos entre 70,0°-80,0° para las monocapas alquílicas depositadas. Los resultados experimentales obtenidos mediante mediciones del ángulo de contacto guardan una buena correlación con aquellos obtenidos teóricamente mediante el método de Young y el método Fowkes, los cuales se basan en la distribución de fuerzas intermoleculares presentes en cada superficie tratada. En conclusión, el análisis mediante estos métodos teóricos constituye una herramienta útil para comprobar la formación de las monocapas de haluros de alquilo sobre superficies de silicio, complementándose muy bien con la observación experimental mediante microscopía y medición del ángulo de contacto.Item Degradación de ácido palmítico en medio acuoso mediante el uso de fieltros de granito modificados(Pontificia Universidad Católica del Perú, 2018-03-07) Castro Angulo, Angel Giuliano; Kong Moreno, Maynard JorgeEn el presente trabajo de tesis se degrada ácido palmítico mediante peroxicoagulación. Como primera etapa del trabajo de investigación se preparan los electrodos mediante la electrodeposición de hierro en fieltro de grafito. Para ello se utiliza la sal de Mohr como electrólito precursor en medio ácido. En la segunda etapa se electrogenera peróxido de hidrógeno a diferentes densidades de corriente mediante una celda electrolítica compuesta por un electrodo de fieltro recubierto con hierro como cátodo, y un electrodo del fieltro sin modificar como ánodo. Se introduce oxígeno medicinal en el cátodo para ayudar a la electro-generación del peróxido de hidrógeno. Se mide las concentraciones de peróxido de hidrógeno por permanganometría y se determina que son afectadas por la densidad de corriente aplicada. En la tercera etapa del trabajo se realiza la degradación del ácido graso en forma de emulsión a diferentes densidades de corriente. La degradación se cuantifica mediante la medición de turbidez y DQO. En la degradación del ácido graso se logra reducir la DQO en algunos casos desde 654,83 mg O2/L hasta 28,87 mg O2/L, y en el caso de la turbidez se reduce desde 88 NTU hasta 1,93 NTU. Se caracteriza microscópicamente por SEM-EDS el fieltro de grafito recubierto con hierro. Mediante espectroscopía de absorción atómica, se logra cuantificar tanto la cantidad de hierro depositada sobre el fieltro grafítico, así como la que se desprende de este fieltro. Por voltametría cíclica se muestra la capacidad de este electrodo de generar irreversiblemente peróxido de hidrógeno. Por difracción de rayos X se determina la estructura interna del recubrimiento depositado en el fieltro de grafito.