Relações entre a substituição isomórfica de Fe por Al e as características químicas e mineralógicas de hematitas sintéticas

Foram sintetizadas hematitas com diferentes graus de substituição isomórfica (SI) de Fe por Al até um máximo de 16Almol%. Os minerais foram caracterizados por difratometria de raios-X, análise química total, extração de ferro e alumínio solúveis em oxalato ácido de amônio (Fe o+Al o), determinação da capacidade de troca aniônica (CTA) e área superficial específica (ASE). Os resultados das análises mostraram que os métodos de síntese resultaram em uma quantidade mínima de impurezas e que, de maneira geral, os valores de substituição isomórfica previstos foram alcançados. Os valores de ASE foram relativamente baixos para as hematitas com até 10% de Al e elevados para as hematitas com 13 e 16% de Al de substituição isomórfica. Foi observada estreita correlação entre a ASE e a CTA com os teores de Fe e Al solúveis em oxalato ácido de amônio (Fe o+Al o).

Analytical aspects in doping control: challenges and perspectives.

Since the first anti-doping tests in the 1960s, the analytical aspects of the testing remain challenging. The evolution of the analytical process in doping control is discussed in this paper with a particular emphasis on separation techniques, such as gas chromatography and liquid chromatography. These approaches are improving in parallel with the requirements of increasing sensitivity and selectivity for detecting prohibited substances in biological samples from athletes. Moreover, fast analyses are mandatory to deal with the growing number of doping control samples and the short response time required during particular sport events. Recent developments in mass spectrometry and the expansion of accurate mass determination has improved anti-doping strategies with the possibility of using elemental composition and isotope patterns for structural identification. These techniques must be able to distinguish equivocally between negative and suspicious samples with no false-negative or false-positive results. Therefore, high degree of reliability must be reached for the identification of major metabolites corresponding to suspected analytes. Along with current trends in pharmaceutical industry the analysis of proteins and peptides remains an important issue in doping control. Sophisticated analytical tools are still mandatory to improve their distinction from endogenous analogs. Finally, indirect approaches will be discussed in the context of anti-doping, in which recent advances are aimed to examine the biological response of a doping agent in a holistic way.

Produção de grãos e absorção de Cu, Fe, Mn e Zn pelo milho em solo adubado com lodo de esgoto, com e sem calcário

O lodo de esgoto (LE), apesar do seu reconhecido valor como fertilizante, ainda é motivo de preocupação quando usado na agricultura, em virtude do potencial de absorção excessiva de metais pesados pelas plantas e entrada na cadeia alimentar. Para avaliar o efeito da adição de 0, 20, 40, 60 e 80 Mg ha-1 (com base no material seco) de LE, aplicado de forma única ou parcelada em 2, 3 e 4 anos nas doses de 40, 60 e 80 Mg ha-1, respectivamente, com e sem calcário, na produção de grãos e massa seca da parte aérea e na absorção de Cu, Fe, Mn e Zn pelo milho, foi realizado, em Cordeirópolis (SP), um experimento em condições de campo, utilizando um Latossolo Vermelho distrófico típico, no período de 1983 a 1987. Foi utilizado o experimento em faixas ("split block") com quatro repetições. A maior dose de LE adicionou ao solo, em kg ha-1, 63, 3040, 25 e 152 de Cu, Fe, Mn e Zn, respectivamente. A produção de grãos e de massa seca da parte aérea aumentou linearmente com a adição de LE nos anos estudados. O LE aumentou significativamente as concentrações de Zn nas folhas e na parte aérea e provocou a redução nas concentrações de Fe e Mn, mas não alterou as de Cu. As concentrações dos metais nos grãos não foram influenciadas de forma significativa pela adição de LE, estando mesmo nas maiores doses, dentro dos níveis aceitáveis, sem causar restrição ao consumo humano. A absorção de Zn, Fe e Mn pelo milho foi significativamente reduzida pela adição de calcário. O Zn foi o metal que mais teve reduzida sua concentração na parte aérea pela adição de calcário. O parcelamento das doses de lodo de 40 a 80 Mg ha-1 provocou, de modo geral, aumento das quantidades absorvidas de metais pelo milho, sendo o Fe e o Zn os elementos que mais se acumularam na planta em resposta a esse parcelamento.

Influência de diferentes sistemas de uso e manejo na coesão, resistência ao cisalhamento e óxidos de Fe, Si E Al em solo de tabuleiro costeiro de Alagoas

A tensão de cisalhamento e a coesão do solo constituem importantes propriedades físicas do solo, podendo ser influenciadas pelo sistema de manejo e óxidos de Fe, Si e Al do solo. Os efeitos de diferentes sistemas de manejo de solo cultivado com cana-de-açúcar na tensão de cisalhamento, ângulo de atrito interno, coesão do solo e nos teores de óxidos de Fe, Si e Al de um Argissolo Amarelo Coeso foram estudados em quatro áreas da Usina Triunfo, no Estado de Alagoas. Os tratamentos abrangeram: uma área irrigada, uma área não irrigada, uma com aplicação de vinhaça e uma sob floresta nativa, como condição original. Amostras foram tiradas de cada área a 0,2-0,4 m e 0,4-0,8 m de profundidade. Os sistemas sequeiro e irrigado promoveram os maiores aumentos na coesão, ângulo de atrito interno e resistência ao cisalhamento do solo. Os teores de água e de óxidos no solo influíram nos valores de coesão do solo, tendo sido os maiores valores deste atributo obtidos em solos com teores de água mais baixos e solos com maiores teores de óxidos.

Activity of phosphorus of synthetic Fe-K-P compounds in superphosphate fertilizers as affected by pH and ionic strength

The concentration of orthophosphate ions released from Fe-K-P compounds (Fe3KH8(PO4)6 .6H2O and Fe3KH14(PO4)8 .4H2O) present in superphosphates increases with pH, which initially suggests that the agronomic effectiveness of P fertilizers containing high amounts of these compounds would also increase with soil pH but studies considering activity, instead of concentration, are necessary. With this purpose, both compounds were synthesized under laboratory conditions, characterized by elemental chemical analysis, optical microscopy, X ray diffractometry, scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS), and used in a solubility study. Solutions of 0.01, 0.05 and 0.1 mol L-1 NaCl with pH adjusted to 3.0, 4.0, 5.0, 5.5, 6.0, 6.5, 7.0 and 7.5 were prepared for the solubility study of H8-syn, H14-syn and a phosphate rock (PR) from Brazil. The orthophosphate activity as H2PO4- and HPO4(2-) was calculated in each situation as related to pH and ionic strength using software MINTEQ. The remaining precipitates after equilibrium were chemically analyzed and subjected to X ray, SEM and EDS. Results of chemical analysis and instrumental techniques confirmed the preparation method. The activity of orthophosphate ions of both compounds tended to decrease under increasing pH and/or ionic strength of the solution, which in turn suggests that an increase in the solution pH does not necessarily promote an increase in the P bioavailability for plant uptake. This can be important when evaluating agronomic data of P fertilizers with high contents of these two Fe-K-P compounds.

Determinação de Fe, Zn, Cu e Mn extraídos do solo por diferentes extratores e dosados por espectrofotometria de emissão ótica em plasma induzido e espectrofotometria de absorção atômica

Para aumentar a precisão nas análises químicas de fertilidade do solo e dosar simultaneamente vários elementos, alguns laboratórios vêm optando pelo uso da técnica da espectrofotometria de emissão ótica em plasma induzido (ICP), em detrimento da técnica da espectrofotometria de absorção atômica (EAA), hoje comumente utilizada nos laboratórios de análise de solos. Este trabalho, além de comparar as duas técnicas de dosagem quanto à precisão, à reprodutibilidade e à magnitude dos teores dos micronutrientes Fe, Zn, Cu e Mn, extraídos por Mehlich-1, Mehlich-3 e DTPA-TEA, objetivou, também, selecionar os comprimentos de onda que apresentam menores interferências espectrais no ICP. Foram utilizadas 36 amostras (0 a 0,2 m) de solos coletadas nos Estados de Minas Gerais e Bahia, com ampla variação nos teores de micronutrientes, sendo selecionados três solos para definir os comprimentos de onda do ICP e avaliar a precisão e a reprodutibilidade dos métodos de dosagem. Os comprimentos de onda com menores interferências espectrais no ICP foram: 259,939 nm para Fe em Mehlich-1 e DTPA-TEA e 234,349 nm em Mehlich-3; 213,857 nm para Zn e 324,752 nm para Cu nos três extratores; e 259,372 nm para Mn em Mehlich-1 e DTPA-TEA e 260,568 nm em Mehlich-3. Tanto o ICP quanto o EAA foram precisos e reprodutíveis nas dosagens de Fe e Mn, sendo o ICP, em virtude do seu menor limite de detecção, mais preciso e reprodutível nas dosagens de Zn e Cu. Os métodos de dosagem diferiram estatisticamente (p < 0,01) pelo teste de identidade aplicado, para as dosagens de Fe, Zn, Cu e Mn, utilizando Mehlich-1, Mehlich-3 e DTPA-TEA, comprometendo assim a interpretação dos resultados gerados pelo ICP, com base nos níveis críticos gerados a partir do EAA.

Nucleation and growth of GaN nanorods on Si (111) surfaces by plasma-assisted molecular beam epitaxy - The influence of Si- and Mg-doping

The self-assembled growth of GaN nanorods on Si (111) substrates by plasma-assisted molecular beam epitaxy under nitrogen-rich conditions is investigated. An amorphous silicon nitride layer is formed in the initial stage of growth that prevents the formation of a GaN wetting layer. The nucleation time was found to be strongly influenced by the substrate temperature and was more than 30 min for the applied growth conditions. The observed tapering and reduced length of silicon-doped nanorods is explained by enhanced nucleation on nonpolar facets and proves Ga-adatom diffusion on nanorod sidewalls as one contribution to the axial growth. The presence of Mg leads to an increased radial growth rate with a simultaneous decrease of the nanorod length and reduces the nucleation time for high Mg concentrations.

Enhancement of the photoelectrochemical properties of Cl-doped ZnO nanowires by tuning their coaxial doping profile

Arrays of vertically aligned ZnO:Cl/ZnO core-shell nanowires were used to demonstrate that the control of the coaxial doping profile in homojunction nanostructures can improve their surface charge carrier transfer while conserving potentially excellent transport properties. It is experimentally shown that the presence of a ZnO shell enhances the photoelectrochemical properties of ZnO:Cl nanowires up to a factor 5. Likewise, the ZnO shell promotes the visible photoluminescence band in highly conducting ZnO:Cl nanowires. These lines of evidence are associated with the increase of the nanowires" surface depletion layer

Coverage effects on the magnetism of Fe/MgO(001) ultrathin films

Different aspects of the structure-magnetism and morphology-magnetism correlation in the ultrathin limit are studied in epitaxial Fe films grown on MgO(001). In the initial stages of growth the presence of substrate steps, intrinsically higher than an Fe atomic layer, prevent the connection between Fe islands and hence the formation of large volume magnetic regions. This is proposed as an explanation to the superparamagnetic nature of ultrathin Fe films grown on MgO in addition to the usually considered islanded, or Vollmer-Weber, growth. Using this model, we explain the observed transition from superparamagnetism to ferromagnetism for Fe coverages above 3 monolayers (ML). However, even though ferromagnetism and magnetocrystalline anisotropy are observed for 4 ML, complete coverage of the MgO substrate by the Fe ultrathin films only occurs around 6 ML as determined by polar Kerr spectra and simulations that consider different coverage situations. In annealed 3.5 ML Fe films, shape or configurational anisotropy dominates the intrinsic magnetocrystalline anisotropy, due to an annealing induced continuous to islanded morphological transition. A small interface anisotropy in thicker films is observed, probably due to dislocations observed at the Fe¿MgO(001) interface.

Nickel incorporation in Fe(II, III) hydroxysulfate Green Rust: effect on crystal lattice spacing and oxidation products

Ni(II)-Fe(II)-Fe(III) layered double hydroxides (LDH) or Ni-containing sulfate green rust (GR2) samples were prepared from Ni(II), Fe(II) and Fe(III) sulfate salts and analyzed with X ray diffraction. Nickel is readily incorporated in the GR2 structure and forms a solid solution between GR2 and a Ni(II)-Fe(III) LDH. There is a correlation between the unit cell a-value and the fraction of Ni(II) incorporated into the Ni(II)-GR2 structure. Since there is strong evidence that the divalent/trivalent cation ratio in GR2 is fixed at 2, it is possible in principle to determine the extent of divalent cation substitution for Fe(II) in GR2 from the unit cell a-value. Oxidation forms a mixture of minerals but the LDH structure is retained if at least 20 % of the divalent cations in the initial solution are Ni(II). It appears that Ni(II) is incorporated in a stable LDH structure. This may be important for two reasons, first for understanding the formation of LDHs, which are anion exchangers, in the natural environment. Secondly, this is important for understanding the fate of transition metals in the environment, particularly in the presence of reduced Fe compounds.

Nitrogen incorporation effects in Fe(001) thin films

Nitrogen incorporates into Fe thin films during reactively sputtered TiN capping layer deposition. The influence that this nitrogen incorporation has both on the structure and magnetic properties is discussed for a series of Fe~001! thin films grown at different temperatures. A higher nitrogen content is accompanied by distortion in the Fe lattice and by reduction in the Fe magnetization saturation as well as in the effective anisotropy constant, K. The reduction of K brings as a consequence lowering in the coercive field with respect to equivalent Fe films with no nitrogen present.