Delineamentos experimentais eficientes para estudos de cinética química

In this paper we show how to obtain efficient designs of experiments for fitting Michaelis-Menten and Hill equations useful in chemical studies. The search of exact D-optimal designs by using local and pseudo-Bayesian approaches is considered. Optimal designs were compared to those commonly used in practice using an efficiency measure and theoretical standard errors of the kinetic parameter estimates. In conclusion, the D-optimal designs based on the Hill equation proved efficient for estimating the parameters of both models. Furthermore, these are promising with respect to practical issues, allowing efficient estimation as well as goodness-of-fit tests and comparisons between some kinetic models.

Solo contaminado com cádmio: extratibilidade do metal e cinética química de degradação da matéria orgânica de torta de filtro

The chemical kinetics of sugarcane filter cake (FC) organic matter degradation at rates (0, 40, 80, and 120 t ha-1) in non-contaminated and different degrees of cadmium-contaminated Oxisol (0.19, 28, 56, 112 and 200 mg Cd kg-1) and DTPA-extractable Cd was studied. FC degradation was determined by quantifying CO2 emitted from soil samples during 72 days of incubation. DTPA-extractable Cd was performed after the incubation period. FC degradation was described by a two-stage equation of chemical kinetics. FC degradation rates were between 15 and 33%. Total CO2 emitted from FC declined with increasing degree in Cd-contamination and the DTPA-extractable Cd declined with FC rates.

Influência de adições de prata na cinética de precipitação da liga Cu-5%Al

A influência de adições de 2%, 4%, 6%, 8% e 10% de prata, em massa, na cinética de formação e precipitação de precipitados ricos em prata, na liga Cu-5% Al foi estudada através de medidas de variação da microdureza com a temperatura e o tempo. Os resultados obtidos indicaram que a presença da prata aumenta consideravelmente a dureza da liga e também interfere na cinética de precipitação, com uma mudança mecanística no processo que está relacionada com o teor de prata das ligas.

Influência de adições de prata na cinética de recristalização da liga CU-5%Al

A influência de adições de 2, 4, 6 e 8% de prata, em peso, na cinética de recristalização da liga Cu-5%Al com taxas de deformação de 40, 70 e 90%, foi estudada utilizando-se metalografia por microscopia óptica e medidas de variação do tamanho de grão com o tempo e a temperatura de envelhecimento. Os resultados obtidos indicaram uma diminuição na velocidade de crescimento dos grãos e na energia de ativação correspondente, com o aumento da concentração de prata.

Cinética de dissolução da superfície de aço SAE-AISI 1005 em meio ácido

O setor automotivo é um dos mais competitivos e um grande consumidor de materiais ferrosos, que exigem uma eficiente proteção contra a corrosão. Esta proteção é alcançada aplicando revestimentos adequados. Para se aplicar revestimentos se requer uma cuidadosa preparação da superfície que pode ser feita por ataque químico. Neste trabalho, determinou-se a velocidade de reação do aço extra-doce, SAE-AISI 1005, laminado a frio (CFF) utilizando várias soluções ácidas, de baixo custo, baixa agressividade ao meio ambiente e que geram pouco hidrogênio. O estudo cinético foi realizado medindo-se a perda de massa (deltam/mg cm-2) de chapas de aço CFF em função do tempo (s) de reação nas diferentes soluções, com e sem agitação, a 30ºC. Os resultados foram interpretados considerando-se os efeitos de transporte de massa, o efeito oxidante dos íons Me3+ e inibidor dos íons Fe2+. Dentre as várias soluções estudadas a que apresentou maior velocidade de reação foi a solução de H2SO4 2 M + MeCl3 1 M, v = 15,44 x 10-6 g cm-2s-1 para tempos até 1800 s.

Estudo da cinética de consumo do estabilizante 2NDPA no propelente base dupla

Este trabalho tem como propósito avaliar a cinética de consumo do estabilizante 2NDPA presente em uma amostra de propelente tipo base-dupla (BD). Tópicos relativos ao método analítico empregado e, a interferências na cinética de consumo do estabilizante pela nitroglicerina e o salicilato de chumbo presente no propelente, também são abordados. Foram obtidos, ainda, os parâmetros cinéticos de consumo do 2NDPA. Para isto, foi empregada a técnica da Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE). Os dados experimentais foram bem ajustados para uma cinética de pseudoprimeira ordem. A energia de ativação (Ea) e o fator pré-exponencial (A) determinados foram, respectivamente, (1,22 ± 0,42) 10² kJ mol-1 e (10(16) ±10(6)) dia-1.

Análise cinética da cura de adesivos de taninos das cascas de três espécies de Eucalyptus por calorimetria diferencial exploratória (DSC)

O objetivo deste trabalho foi analisar a cinética de cura de adesivos à base de taninos de Eucalyptus grandis, Eucalyptus saligna e Eucalyptus urophylla por calorimetria diferencial exploratória (DSC), comparando-a com a cinética de cura de adesivos comerciais: fenol-formaldeído e de taninos de acácia-negra (Acacia mollissima D.Wild). Verificou-se que o adesivo de taninos de Eucalyptus urophylla apresentou os parâmetros cinéticos (energia de ativação, entalpia, temperatura de pico e ordem de reação) mais próximos aos do adesivo comercial de taninos de acácia-negra, que foram totalmente diferentes do adesivo à base de fenol-formaldeído. Com base nestes parâmetros constatou-se que, em relação aos outros dois, o adesivo de taninos de Eucalyptus urophylla é o mais adequado para colagem, uma vez que em condições industriais ele necessitará de uso mínimo de energia e de tempo de prensagem durante o processo de colagem.

Cinética de evolução de dióxido de carbono em área de caatinga em São João do Cariri-PB

Em decorrência da importância dos elementos meteorológicos nos diversos processos que ocorrem no solo, objetivou-se avaliar a cinética de evolução do dióxido de carbono (atividade microbiana) associada aos elementos meteorológicos em áreas de Caatinga, nas condições do semiárido paraibano. O experimento foi instalado em campo, na área da Bacia Escola/CCA/UFPB, Município de São João do Cariri, PB. A atividade microbiana diurna, medida pela liberação de CO2, foi avaliada mensalmente durante o período de janeiro a dezembro de 2008, em três áreas contíguas de Caatinga, correspondendo aos tratamentos: T1 (10 animais 1 animal/3.200 m²), T2 (5 animais 1 animal/6.400 m²) e T3 (Controle Sem animais). A área do experimento totalizou 9,6 ha, e em cada tratamento foi utilizada uma área de 3,2 ha. Foram selecionados em cada tratamento seis pontos de coleta (definidos ao acaso). Os tratamentos foram distribuídos em delineamento de blocos inteiramente casualizados e arranjados em parcela subsubdividida (3x12x6), sendo três taxas de lotação (Parcela), 12 épocas de avaliação (Subparcelas) e 6 h de avaliação (Subsubparcelas) e três blocos. A metodologia baseou-se no princípio de que o CO2 liberado por uma área de solo é absorvido por uma solução de KOH 0,5 N e determinado por titulometria com HCl 0,1 N. A evolução do CO2 variou ao longo do dia em função dos elementos meteorológicos, principalmente temperatura. A taxa de CO2 apresentou tendência à maior liberação no final da tarde. Em decorrência da importância da temperatura do solo e do ar nos inúmeros processos que ocorrem no solo, são necessários mais estudos na região semiárida do Brasil.

Influência do índice de massa corpórea, porcentagem de gordura corporal e idade da menarca sobre a capacidade aeróbia (VO2 máx) de alunas do ensino fundamental

OBJETIVO: Identificar e relacionar a composição corporal, baseada na porcentagem de gordura corporal e o índice de massa corpórea (IMC), e a idade da menarca, com a capacidade aeróbia, utilizando-se os valores de VO2 máximo indireto, de estudantes do segundo ciclo do ensino fundamental. MÉTODOS: Foram avaliadas 197 meninas com média de idade de 13,0±1,2 anos, estudantes de duas escolas estaduais de Atibaia-SP. Para estimar a porcentagem de gordura corporal, foi realizada uma avaliação de dobras cutâneas utilizando-se o protocolo de Slaughter para meninas adolescentes. Já o índice de massa corpórea (IMC), medido em quilogramas por metro quadrado (kg/m2), seguiu as recomendações da Organização Mundial da Saúde (OMS). Para a avaliação aeróbia, foi utilizado o teste de corrida proposto por Léger, determinando o volume de oxigênio máximo de forma indireta (VO2 máx). Para a análise estatística, foi utilizada a regressão linear de Pearson, o teste t de Student e a análise multivariada. RESULTADOS: 22,3% das meninas apresentaram sobrepeso e 3,5% obesidade, de acordo com o IMC. Na amostra estudada, 140 (71,1%) adolescentes relataram a ocorrência de menarca. A média de idade da menarca foi de 12,0±1,0 anos. A média de idade de menarca para o grupo com IMC normal foi significativamente maior (12,2±0,9 anos) do que nas estudantes com sobrepeso ou obesidade (11,6±1,0 anos). A média do VO2 máx indireto foi de 39,6±3,7 mL/kg/min, variando de 30,3 a 50,5 mL/kg/min. O avanço da idade cronológica e a precocidade da menarca correlacionaram-se positivamente com os menores valores de VO2 máx. CONCLUSÕES: Meninas com maiores valores de IMC e percentual de gordura corporal apresentaram menores valores de VO2 máx. A precocidade da menarca e o avanço da idade cronológica foram os fatores mais importantes para a redução da capacidade aeróbia. A idade da menarca foi mais elevada em meninas com IMC adequado quando comparadas com as meninas com sobrepeso ou obesidade.

Cinética do crescimento de Borrelia burgdorferi (Spirochaetaceae) em diferentes meios de cultivo

Estudou-se a cinética de crescimento de Borrelia burgdorferi, por um período de 3 meses, utilizando os seguintes oito meios de cultivo : (1) BSK adicionado de soro de coelho, (2) BSK adicionado de soro de suíno, (3) BSK adicionado de soro de suíno + 5 fluorouracil, (4) PMR, (5) CTB, (6) Dubos, (7) Caldo Brucella e (8) BHI. Todos os meios foram preparados assepticamente e mantidos em tubos de ensaio com capacidade para 10 ml. Para cada meio, o inoculo foi padronizado para conter no início 10² espiroquetas para cada 0,1 ml de cultivo. O monitoramento do crescimento foi feito contando-se o total de espiroquetas em 0,1 ml do meio entre lâmina de microscopia e lamínula com dimen sões de 10x30mm, tendo sido utilizado microscópio de campo escuro. A contagem foi realizada durante 14 semanas, tendo sido diária nos primeiros 12 dias e semanal a partir desta data. Houve crescimento de B. burgdorferi em todos meios testados, com melhor performance para três deles: BSK adicionado de soro de coelho, BSK adicionado de soro de suíno + 5 fluorouracil e meio CTB. Observou-se crescimento de B. burgdorferi a partir da 4ª semana, atingindo o platô de crescimento entre a 8ª e 12ª semanas, quando começou a exaustão do meio de cultivo. Formas císticas de B. burgdorferi foram observadas em todos os meios testados.

Cinética da resposta imune humoral de cães jovens imunizados contra Leptospira interrogans

Objetivou-se analisar a resposta imune humoral contra Leptospira interrogans mediante a utilização da prova de soroaglutinação microscópica (SAM) em 26 cães jovens, sendo 17 de raça definida (Grupo A) e nove sem raça (Grupo B), de ambos os sexos, pertencentes a canis e ambientes domiciliares em Uberlândia, Minas Gerais. Os cães foram vacinados com bacterina inativada comercial polivalente com os sorovares Canicola, Grippotyphosa, Icterohaemorrhagiae e Pomona. O esquema vacinal baseou-se em três imunizações. A primovacinação foi realizada aos quarenta e cinco dias de idade, considerado dia zero, e após dois reforços com intervalos de trinta dias cada. Sete colheitas sanguíneas de cada cão foram efetuadas do dia zero até aos 180 dias pós-vacinais, com intervalos de trinta dias cada. Não foram detectados títulos pré-vacinais para os sorovares Canicola, Icterohaemorrhagiae e Grippotyphosa no dia zero. Apenas um cão do grupo A foi reagente com título 1:100 contra o sorovar Pomona na primeira colheita. Não houve diferença estatística entre os títulos de anticorpos aglutinantes entre os Grupos A e B (p>0,05), induzidos pela bacterina comercial utilizada, exceto na colheita II (p<0,05), na qual o grupo B apresentou títulos para o sorovar Autumnalis em todos os cães avaliados, enquanto que, no grupo A, 64,7% dos cães não foram reagentes a nenhum sorovar testado. No dia 30, títulos para o sorovar Autumnalis que persistiram até os 180 dias pós-vacinais, em ambos os grupos, variando apenas a intensidade da resposta imunológica sem diferença estatística significativa. Para avaliação da eficiência vacinal da bacterina anti-Leptospira, a presente pesquisa alerta para os ricos à infecção que os cães vacinados anualmente estão submetidos.

Cinética dos anticorpos de origem colostral contra a toxina épsilon de Clostridium perfringens tipo D em cordeiros

Enterotoxemia, uma das mais importantes enfermidades que acomete os pequenos ruminantes domésticos, é causada principalmente pela toxina épsilon de Clostridium perfringens tipo D. O presente estudo avaliou a cinética de anticorpos colostrais antitoxina épsilon em cordeiros nascidos de ovelhas submetidas a dois diferentes tipos de manejo sanitário. Um grupo de ovelhas prenhes (n=6) foi vacinado com uma dose única de vacina comercial polivalente contra clostridioses contendo toxóide épsilon na sua formulação cerca de 30 dias antes da data prevista para a parição. Outro grupo de ovelhas (n=6) de mesma idade gestacional não foi vacinado. Imediatamente após o parto, antes da ingestão do colostro, foram colhidas amostras sanguíneas dos respectivos cordeiros, bem como aos 30 e 60 dias de idade e submetidas à avaliação sorológica pelo teste de ELISA indireto. Os resultados encontrados permitem concluir que a vacinação de ovelhas prenhes 30 dias antes do parto contra a enterotoxemia causada pela toxina épsilon, com dose única de produto comercial, induz imunidade passiva em níveis considerados protetores (>0,5UI/ml) aos cordeiros por, no mínimo, 60 dias de idade.

UM EXPERIMENTO RELATIVAMENTE SIMPLES E RÁPIDO DE CINÉTICA DA DESTRUIÇÃO DE LEVEDURAS PELO CALOR

Descreve-se um experimento simples e rápido que permite calcular a constante de velocidade de destruição térmica de leveduras (fermento prensado) a uma temperatura na faixa de 55ºC a 60°C, e estudar a influência de fatores nessa constante.

Cinética da degradação da cor de solução hidrossolúvel comercial de urucum, submetida a tratamentos térmicos

Soluções comerciais hidrossolúveis de urucum foram submetidas a diferentes tratamentos de tempo/temperatura, a fim de se investigar a estabilidade da cor nestas condições. A cor foi medida em um espectrofotômetro COMCOR 1500 Plus no sistema Lab Hunter e os resultados são discutidos neste artigo, assim como as alterações de concentração do sal de norbixina e os parâmetros de cor L, a e b Hunter. Os resultados foram analisados quanto à ordem da reação e a dependência da temperatura pôde ser descrita pelo modelo de Arrhenius, com valores de energia de ativação entre 11 e 25 kcal/mol. As alterações de cor observadas foram o aumento de luminosidade do amarelo e diminuição do vermelho. As reações de degradação do sal de nobixina foram de 2a ordem e de 1a ordem para os outros parâmetros de cor.

Influência da embalagem de atmosfera modificada e do tratamento com cálcio na cinética de degradação de ácido ascórbico e perda de massa em goiabas (Psidium guajava L.)

Goiabas de mesa (var. Pedro Sato) no estádio verde maturo foram armazenadas a 8°C (85-95% UR) por 49 dias. Uma parte das amostras foi tratada com solução de cloreto de cálcio 2% (p/v) e o restante permaneceu sem tratamento. Posteriormente, foram embaladas individualmente em dois tipos de embalagem de atmosfera modificada (CryovacÒ PD-900 e CryovacÒ PD-961). Goiabas sem embalagem e não tratadas com cálcio, mantidas à mesma temperatura de 8°C serviram como controle. Foram realizadas análises de perda de massa, acidez titulável, teores de sólidos solúveis totais e ácido ascórbico. Os frutos embalados apresentaram taxas de perda de massa menores que os sem embalagem (p<0,05). Os frutos tratados com cálcio não apresentaram diferença na taxa de degradação de ácido ascórbico em relação aos não tratados e os frutos embalados com PD-900 apresentaram retenção de ácido ascórbico maior. Após 4 semanas, as goiabas sem embalagem apresentaram-se impróprias para consumo, devido ao murchamento e ataque de fungos, enquanto que as embaladas estavam em bom estado. Após a sexta semana, apenas os frutos embalados com PD-900 sem tratamento com cálcio estavam próprios para consumo. A embalagem de atmosfera modificada reduziu a perda de massa e ácido ascórbico e prolongou a vida-de-prateleira do produto. O emprego de cálcio não afetou as características analisadas.