Digestão fotoquímica, assistida por microondas, de águas naturais: aplicação em estudos de partição e especiação do cobre

The efficiency of a new procedure for the digestion of natural waters, based on a microwave-activated photochemical reactor was evaluated in this work. Fluorescence spectra showed a 99% reduction in the emission of a 40 mg L-1 humic acid solution after 15 min of UV irradiation. In the presence of H2O2, only 3 min were necessary to accomplish a reduction of almost 100% in the emission and 6 min to reduce the concentration of dissolved organic carbon by 95%. The copper recovery from synthetic samples containing commercial humic acid, from soil suspensions, as well as from natural waters varied between 91.5 and 106.6%. The digestion of dissolved and unfiltered samples was successfully accomplished in 6 and 12 min, respectively. No contaminations or sample losses were observed. Results of copper speciation in natural waters showed that this metal is predominantly bound to natural ligands. Only 3-6% of the total recoverable copper is present in the labile form.

O ensino de química quântica e o computador na perspectiva de projetos

This paper aims to discuss and reflect about the use of computers in the teaching of Quantum Chemistry. A course on Computational Quantum Chemistry concentrating on Medicinal Chemistry projects was developed for undergraduate and graduate students. The results showed that students got more motivated and involved when there is an articulation between theory and practice. This work presents an alternative way to teach Theoretical Chemistry using projects.

Planejamento fatorial aplicado à digestão de amostras de feijão assistida por radiação microondas

The use of factorial design was evaluated for optimization of focused-microwave-assisted digestion of bean samples. Calcium, Fe, Mg, Mn and Zn percentual recoveries were determined in digestates after focused-microwave-assisted digestion according to factorial design procedures. A cavity microwave digestion was carried out to certify the elemental compositions obtained. The accuracy was checked using a standard reference material, the NIST SRM 8433 - Corn Bran. Results are in agreement with certified values at the 95% confidence limit when the Student t-test was used. Volumes of nitric and sulfuric acid, temperature, and the interplay between HNO3 and H2SO4 initial volumes were significant variables according to P-values in the analysis of variance (ANOVA).

Mecanismo e aplicações da reação de fenton assistida por compostos fenólicos redutores de ferro

The mechanism and applications of the Fenton reaction assisted by iron-reducing phenolic compounds (IRPC) is reviewed. The presence of IRPC leads to the formation of a larger number of free radicals. The relationship between the redox potential and the IRPC structure is discussed. The effect of humic substances in the degradation of xenobiotics is also included, since these substances are able to reduce metallic ions. The natural occurrence of Fe3+/H2O2/IRPC in wood biodegradation processes, as well as their application is also discussed. The review concludes with the advantages of the Fe3+/H2O2/IRPC systems and some considerations for further process optimization and their applications at industrial levels.

Elucidação estrutural de substâncias orgânicas com auxílio de computador: evoluções recentes

The development of new tools for chemoinformatics, allied to the use of different algorithms and computer programmes for structure elucidation of organic compounds, is growing fast worldwide. Massive efforts in research and development are currently being pursued both by academia and the so-called chemistry software development companies. The demystification of this environment provoked by the availability of software packages and a vast array of publications exert a positive impact on chemistry. In this work, an overview concerning the more classical approaches as well as new strategies on computer-based tools for structure elucidation of organic compounds is presented. Historical background is also taken into account since these techniques began to develop around four decades ago. Attention will be paid to companies which develop, distribute or commercialize software as well as web-based and open access tools which are currently available to chemists.

Determinação de fósforo biodisponível em rações de peixes utilizando extração assistida por ultra-som e espectrofotometria no visível

The aim of the present work was to develop and optimize a method for determination of bioavailable phosphorus in samples of feces and fish feed using ultrasound extraction and subsequent quantification by visible spectrophotometry. Using as extractor solution HNO3 0.50 mol L-1, the great conditions of extraction established were: sample mass - 100 mg, samples granulometry - < 60 µm, sonification time - five cycles of 40 s and ultrasound potency - 136 W. The proposed method was applied in studies of digestibility of this nutrient in different feeds used in diets of juvenile of Nile tilapia.

Síntese hidrotermal assistida por micro-ondas como metodologia sintética eficiente para obtenção da rede metalorgânica [ZN(BDC)(H2O)2]n

This work presents the optimization of the microwave-assisted hydrothermal synthesis of [Zn(BDC)(H2O)2]n . The reactions were carried out at the fixed temperature of 120 ºC for 10, 20, 30 and 40 min. Pure crystalline [Zn(BDC)(H2O)2]n was obtained in high yield (ca. 90%) with a reaction time of 10 min. The phase obtained and its purity was confirmed by Rietveld refinement, with a final value for Rwp/Rexp equal to 1.48. Increased reaction times (20, 30 and 40 min) favored the formation of unwanted by products, resulting in mixtures of several crystalline phases.

Síntese da fenitoína assistida por micro-ondas: proposta de aula prática para alunos de graduação

Microwave synthesis is considered a breakthrough in the field of chemistry due to its benefits over conventional heating methods. We describe, for the first time, the total synthesis of phenytoin adapted for a microwave reactor, proposed as an experiment for undergraduate courses. When carried out with microwaves, the synthetic route provided phenytoin in 6 min and 30 s, while for conventional heating the total time was 170 min. The experiment also involves rapid identification of compounds by TLC, ¹H NMR, FT-IR and melting points determination.

Cromatografia gasosa-espectrometria de massas e derivatização assistida por micro-ondas na identificação de isômeros de glicose: uma prática para o ensino avançado em análise e caracterização de compostos orgânicos

This work reports a practical case based on the use of microwave-assisted derivatization and GC-MS for the analysis of glucose. Using two different methods for derivatization, one reference compound and the calculated dipole moment, all the isomers of glucose were identified. Identification was corroborated for the assignment of structures using the mass spectra. With this work, students are expected to associate different types of information to solve the complex problem of the analysis of glucose.

EXTRAÇÃO ASSISTIDA POR ULTRASSOM PARA DETERMINAÇÃO COLORIMÉTRICA DE FERRO EM SOLO: UMA COMPARAÇÃO COM ESPECTROMETRIA DE MASSA COM PLASMA INDUTIVAMENTE ACOPLADO

A simple procedure for ultrasound-assisted extraction and colorimetric determination of iron in soil samples was developed. The iron concentration in the analyzed samples was determined by the colorimetric method and the results compared with inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Fifteen soil samples were analyzed and the iron concentration results compared with those obtained by ICP-MS using microwave-assisted sample digestion. The proposed procedure showed good efficiency for iron extraction and the results obtained by colorimetric determination exhibited good agreement with ICP-MS. Moreover, ultrasound-assisted extraction and colorimetric determination is a simple, fast and low-cost procedure for application in routine analysis.

Seleção assistida por marcadores moleculares visando ao desenvolvimento de plantas resistentes a doenças, com ênfase em feijoeiro e soja

A transferência de alelos de resistência a doenças em plantas pode ser facilitada pelo uso de marcadores moleculares do DNA. Se proximamente ligados a alelos de resistência, eles podem ser usados na seleção assistida por marcadores (S.A.M.). Uma aplicação concreta dos marcadores na S.A.M. é durante o processo de piramidação de alelos de resistência. Por meio da S.A.M., em três gerações de retrocruzamento, o Programa de Melhoramento do Feijoeiro do BIOAGRO, Universidade Federal de Viçosa (Minas Gerais, Brasil), obteve linhagens de feijoeiro (Phaseolus vulgaris) com características fenotípicas similares às da cultivar Rudá (recorrente), contendo alelos de resistência à antracnose, ferrugem e mancha-angular. No momento, sementes das linhagens RC3F4, homozigotas para os locos de resistência estão sendo multiplicadas para serem submetidas a inoculações com os patógenos de interesse e a testes agronômicos. O Programa de Melhoramento da Qualidade da Soja do BIOAGRO vem usando marcadores moleculares para identificar "quantitative trait loci" (QTLs) associados à resistência ao nematóide de cisto da soja (NCS). Foram identificados dois marcadores microssatélites (Satt038 e Satt163) flanquendo o alelo de resistência rhg1 e também marcadores ligados a um QTL que confere resistência à raça 14 do NCS. Esse QTL explica mais de 40% da resistência da soja (Glycine max) cultivar Hartwig, uma das principais fontes de resistência ao NCS. A S.A.M. é uma realidade em diversos programas de melhoramento no mundo inteiro que visam ao desenvolvimento de cultivares resistentes a doenças. O seu uso efetivo no melhoramento depende de uma maior sintonia entre o melhorista e o biólogo molecular de plantas.

Determinação espectrofotométrica de ácido glicólico com ácido cromotrópico assistida por forno de microondas

No presente trabalho foi desenvolvido um método espectrofotométrico rápido, simples e seletivo para análise de ácido glicólico, o qual baseia-se na reação colorida entre o formaldeído liberado pelo ácido glicólico e o ácido cromotrópico, quando a reação é realizada em meio de ácido fosfórico concentrado e com aquecimento, utilizando para isso irradiação em forno de microondas doméstico para acelerar a reação. O composto corado formado apresenta um máximo de absorção a 570 nm, sendo necessários apenas 30 segundos de irradiação em forno de microondas (1100 Watts) para que a reação seja completa. A Lei de Beer é obedecida no intervalo de 0-2208 mg L-1. O método proposto foi aplicado na análise de amostras comerciais de ácido glicólico utilizadas em farmácias de manipulação no preparo de medicamentos de combate à acne, fornecendo bons resultados, com recobrimentos entre 97,0-101,4% e desvio padrão de 0,2-0,4%.

Avaliação da atividade fotodinâmica de porfirinas para uso em terapia fotodinâmica através da fotoxidação de triptofano

Neste trabalho investigou-se a atividade fotodinâmica de octaetilporfirina (OEP), octaetilporfirina de vanadil (VOOEP) e meso-tetramesitilporfirina (m-TMP). Este estudo foi realizado através da determinação da constante da velocidade de fotoxidação (k f) do aminoácido triptofano (Trp). A participação do oxigênio singlete nesta fotoxidação foi determinada através da adição de azida de sódio e água deuterada no meio de reação. Os valores de k f/10-4s-1 para a fotoxidação de Trp demonstraram que OEP (2,80 ± 0.05) é mais eficiente do que m-TMP (1,62 ± 0,07) e VOOEP (0,81 ± 0,08). Os valores de k f foram menores na presença de azida de sódio e maiores na presença de água deuterada, sugerindo que o oxigênio singlete é o responsável pela atividade fotodinâmica de OEP, VOOEP e m-TMP. Estes resultados sugerem também que as diferenças na atividade fotodinâmica entre as porfirinas podem ser associadas com as diferenças na estrutura molecular das mesmas. A presença do grupo vanadil (V=O) interfere claramente na atividade fotodinâmica de OEP causando considerável redução na sua eficiência.

Avaliação de circuito eletrônico para medição de temperatura em instalações agrícolas por meio da porta paralela de um computador

Os sistemas de aquisição de dados de temperatura disponíveis comercialmente apresentam alto custo e grande complexidade operacional para a sua utilização em instalações agrícolas climatizadas. Este trabalho teve por objetivos propor, calibrar e validar um circuito eletrônico de baixo custo para a aquisição de dados de temperatura com base na freqüência de oscilação da tensão elétrica (0 a 5 V). O sensor empregado no circuito foi um termistor com resistência ômica de 10 kômega 25 ºC e coeficiente de temperatura negativo. O circuito eletrônico, conectado a um computador via porta paralela, foi calibrado por comparação com um termômetro-padrão de mercúrio em vidro. Após as medições, análises de regressão foram realizadas com os dados experimentais, gerando-se equações que relacionam freqüência com resistência e resistência com temperatura. Os coeficientes de determinação demonstraram excelentes correlações entre as variáveis (R² > 0,9999). Posteriormente, foram realizadas comparações entre as medições obtidas com o circuito eletrônico e dois sistemas convencionais de aquisição de dados. Os resultados demonstraram que o circuito proposto é capaz de medir com exatidão e precisão a temperatura na faixa de 10 a 40 ºC.

Planejamento energético rural assistido por computador

Este trabalho traz o desenvolvimento de ferramenta computacional de auxílio ao planejamento energético na eletrificação rural, tendo como referência os principais softwares disponíveis no mercado mundial e citados na literatura científica. Após identificar as principais limitações dos mesmos, obteve-se um produto em português, que compara a extensão da rede convencional de energia elétrica às principais modalidades de geração elétrica de pequeno porte em uso no Brasil. Traz a inovação do dimensionamento e do uso da geração de energia elétrica a partir da produção de biogás no local. Para validação do programa, foram comparados os resultados obtidos pela mesma em dois estudos de casos reais de eletrificação rural.