Chemical and electrochemical investigations of cobalt cyanide and ruthenium ammine complexes

Part I.

The stoichiometry and kinetics of the reaction between Co(CN₅H^3- and HgX₂ (X = CN, OH) have been investigated. The products of the reaction are two new complexes, [(NC)₅Co-HgX]^3- and [(NC)₅Co-Hg-Co(CN)₅]^6-, whose spectra are reported. The kinetic measurements produced a value for the forward rate constant of the reaction Co(CN)₅H^3- + OH^- k₁/k_-1 Co(CN)₅^4- +H₂O, k1 = (9.7 ± 0.8) x 10^-2 M^-1 sec^-1 at 24°C, and an equilibrium constant for the reaction K = 10^-6 M^-1.

Part II.

Unusually large and sharp "adsorption waves" appear in cyclic voltammograms of Co(CN)₅^3- and several cobalt(III) pentacyano complexes at stationary mercury electrodes. The nature of the adsorbed species and the reasons for the absence of the adsorption waves in polarograms taken with a d.m.e. have been examined. The data are compatible with the adsorption, in all cases, of a coordinatively unsaturated cobalt(II) complex, Co(CN)₄^2-, by means of a cobalt-mercury bond. When the resulting adsorbed complex is reduced, a series of subsequent chemical and electrode reactions is initiated in which three faradays of charge are consumed for each mole of adsorbed complex. The adsorption of the anionic complex strongly retards the reduction of other negatively charged complexes.

Part III.

A number of formal redox potentials for Ru^III (NH₃)₅L + e = Ru^II (NH₃)₅L and Ru^III(NH₃)₄L₂ + e = Ru^II (NH₃)₄L₂ (where L is various ligands) has been measured by cyclic voltammetry, potentiometry, and polarography and are discussed in terms of the properties of the ligands, such as π-accepting capability. Reduction of coordinated pyrazine in the complexes, Ru(NH₃)₅ Pz²⁺, cis- and trans-Ru(NH₃)₄Pz₂²⁺, on a mercury electrode has been observed. The behavior of this reduction in various acidity of the solution as well as the reoxidation of the reduction products are discussed.

Avaliação da defesa química e da influência dos corais invasores Tubastraea coccinea e Tubastraea tagusensis na estruturação das comunidades bentônicas da Baía da Ilha Grande RJ

A introdução de espécies invasoras marinhas tem causado danos econômicos e ecológicos consideráveis em todo o mundo. Algumas destas espécies incluindo corais escleractíneos possuem adaptações, tais como metabólitos secundários utilizados para evitar a predação e competição por espaço por outros organismos. Este arsenal químico e as interações entre espécies invasoras e nativas podem causar alterações na distribuição das espécies e na estrutura das comunidades de costões rochosos tropicais. Os objetivos deste estudo foram (1) caracterizar os metabólitos secundários produzidos pelos corais invasores Tubastraea tagusensis e T. coccinea na Baía da Ilha Grande, Brasil, (2) detectar os compostos químicos liberados pelos tecidos de Tubastraea tagusensis in situ utilizando um aparelho submersível; (3) testar no campo os extratos metanólicos produzidos por ambas as espécies de Tubastraea contra a predação por peixes generalistas e assentamento de outros organismos, (4) testar no campo se os compostos químicos produzidos por ambos os corais invasores variaram na concentração ou tipo quando os corais foram colocados próximos de competidores nativos e (5) determinar como as comunidades de costões rochosos da Baía da Ilha Grande foram afetadas pela expansão de Tubastraea coccinea e T. tagusensis em 8 locais estudados durante 2 anos. As principais classes de substâncias encontradas nos extratos metanólicos de Tubastraea foram identificados como esteróis, ácidos graxos, hidrocarbonetos, alcalóides, ésteres e alcoóis, entretanto, o aparelho submersível identificou somente hidrocarbonetos liberados por Tubastraea na água do mar. O extrato metanólico de T. tagusensis reduziu a predação por peixes generalistas e já os extratos de ambas as espécies mostraram efeitos espécie-específicos sobre organismos incrustantes no campo. No experimento de interação competitiva foi detectada a presença de necrose nos tecidos do coral endêmico Mussismilia hispida e isso provocou variação nas concentrações de esteróis, alcalóides e ácidos graxos nos tecidos de Tubastraea. Em contraste, a esponja Desmapsamma anchorata cresceu sobre os tecidos das colônias de ambos os corais invasores. A presença de Tubastraea nas comunidades bentônicas causou uma dissimilaridade média de 4,8% nas comunidades invadidas. Uma forte relação positiva foi encontrada entre a cobertura de Tubastraea e a mudança na estrutura da comunidade da Baía da Ilha Grande. Portanto, os efeitos negativos de ambos os corais invasores são suficientes para acarretar mudanças na estrutura das comunidades bentônicas tropicais.

Distribuição e abundância do coral invasor Tubastraea spp.

As espécies de corais invasores, Tubastraea tagusensis e T. coccinea foram acidentalmente introduzidos no Brasil através de plataformas de petróleo. O rápido crescimento e estágio reprodutivo, competição contra espécies nativas, defesas químicas contra predadores e competidores naturais e uso amplo em diferentes substratos utilizados contribuem para o sucesso e expansão de Tubastraea spp. na costa brasileira. O presente estudo teve dois objetivos principais: 1) investigar uma metodologia que resulte em uma maior eficiência e custo-benefício nos processsos de monitoramento dos corais invasores Tubastraea spp. no litoral brasileiro; 2) mapear a distribuição geográfica, caracterizar as populações e estudar o efeito da inserção dos corais na comunidade bêntica de costões rochosos do litoral norte do estado de São Paulo (LNSP). O primeiro avaliou quatro metodologias, comparando o método do censo visual, e outras três metodologias que utilizam fotografia e filmagem. O método do censo visual mostrou ser mais eficiente na obtenção dos resultados quando comparado com os outros métodos, principalmente para identificar pequenos organismos. Contudo, seu tempo em campo e seus custos foram maiores. O segundo utilizou o método visual para estudar o efeito da inserção dos corais invasores na comunidade local do LNSP. Ainda, foi realizado um monitoramento espacial semi-quantitativo em larga escala para caracterizar a distribuição espacial dos corais invasores; transectos com quadrados amostrais foram usados para estimar a densidade de Tubastraea ao longo da profundidade, e transectos e arcos graduados empregados para estimar a ocorrência de colônias em diferentes inclinações do substrato, no LNSP. Os corais invasores estão aumentado sua distribuição, causando diversos impactos nas comunidades e nos organismos nativos. T. tagusensis é comumente encontrado dominando diversos costões rochosos, com uma densidade maior em ambientes mais profundos e com maior ocorência em substratos de inclinções verticais e negativas no LNSP. A erradicação e/ou controle do coral invasor é recomendado no litoral brasileiro, principalmente onde as populações estão isoladas ou ainda são pequenas.

Programas de pagamento por serviços ambientais na gestão dos recursos hídricos: a experiência do FUNBOAS na bacia Lagos São João - RJ.

Os programas de Pagamento por Serviços Ambientais (PSA) correspondem a incentivos a quem ajuda a manter ou a produzir os serviços ecossistêmicos. O presente trabalho preocupou-se com a compreensão sobre a real contribuição destes programas de PSA para a gestão sustentável dos recursos hídricos, destacando o caso do programa FUNBOAS - Fundo de Boas Práticas Sócio Ambientais, criado pelo Comitê de Bacias Hidrográficas Lagos São João (CBHLSJ). Para atingir o objetivo proposto e entender os impactos do programa na microbacia, foram utilizadas informações fornecidas pelo CBHLSJ e foram realizadas visitas em campo, onde amostras de água foram coletadas para análise de parâmetros físico-químicos (pH, turbidez, NH3, P, OD, DQO e COT) e entrevistas com a população local foram realizadas. O FUNBOAS é um mecanismo de incentivo técnico e financeiro aos que ajudam a conservar os recursos hídricos e é alimentado com recursos oriundos da cobrança pelo uso da água da bacia. De uma forma geral, foi possível observar que o FUNBOAS possibilitou que os agricultores da microbacia beneficiada adotassem práticas de manejo mais sustentáveis, colaborando para a prestação dos serviços ecossistêmicos. Os resultados das análises de água indicaram que ainda existem pontos críticos de contaminação na microbacia, onde é necessário que medidas sejam tomadas para recuperar a qualidade da água do córrego. As entrevistas possibilitaram demonstrar que o FUNBOAS afetou o modo de vida dos produtores rurais da microbacia de forma positiva, melhorando a qualidade de vida das famílias beneficiadas. Também foi constatada a importância da preservação das florestas nativas na conservação da qualidade da água e dos trabalhos de educação ambiental na capacitação da população e na conscientização sobre a preservação dos recursos naturais. Além disso, o monitoramento ambiental da qualidade da água demonstrou ser uma ferramenta fundamental em programas de PSA em recursos hídricos, pois podem embasar a tomada de decisão, apontar pontos críticos de intervenção e evidenciar os impactos das ações, servindo para o acompanhamento dos resultados alcançados pelo programa. De uma forma geral, os resultados alcançados por esta pesquisa permitem concluir que programas de PSA são importantes instrumentos de gestão sustentável dos recursos hídricos, uma vez que possibilitam a preservação dos ecossistemas, colaborando com desenvolvimento socioeconômico das comunidades afetadas.

Physiological Determinants of Invasive Success Linking Distribution Patterns to Metabolic Physiology in Native and Invasive Blue Mussels (genus Mytilus)

In the early 20th century, a blue mussel species from the Mediterranean invaded the California coast and subsequently out-competed the native species south of Monterey Bay. Like other invasive species, Mytilus galloprovincialis has physiological traits that make it successful in habitats formerly occupied by the native M. trossulus, namely its adaptation to warm sea surface temperatures. This study looks at the current genotype distributions and enzymatic activities of field-acclimatized mussels within the hybrid zone where the species co-occur as well as mussels that have been acclimated for four weeks to different temperature and salinity conditions. In the field-acclimatized and laboratory-acclimated mussels, the native species exhibited significantly higher enzyme rates, which may reflect an evolutionary adaptation to compensate to low habitat temperatures. Indeed, the results of the laboratory acclimation indicate that these differences are genetically based. Whether an acclimation capacity exists may require even longer-term acclimation to different temperatures. Current findings suggest that the further spread of the invasive species is likely to be governed in large measure by the potentially counteracting effects of rising temperatures, which would favor the northerly spread of M. galloprovincialis, and increased winter precipitation, which would favor the persistence of M. trossulus. However, the success of M. galloprovincialis during acclimation to ‘dilute’ salinity (25 ppt) suggests that the invasive species can tolerate a greater salinity range than previously thought. Thus, further investigation is needed to build a comprehensive predictive model of the movement of M. galloprovincialis and the hybrid zone along the California coast.

Ionic Liquids and Cellulose: Dissolution, Chemical Modification and Preparation of New Cellulosic Materials

Due to its abundance and a wide range of beneficial physical and chemical properties, cellulose has become very popular in order to produce materials for various applications. This review summarizes the recent advances in the development of new cellulose materials and technologies using ionic liquids. Dissolution of cellulose in ionic liquids has been used to develop new processing technologies, cellulose functionalization methods and new cellulose materials including blends, composites, fibers and ion gels.

Effects of chloride substitution on the chemical and physical properties and the crystallization behavior in heavy metal fluoride glasses

Effect of the substitutions of chloride for fluoride on the chemical and physical properties and the crystallization behavior in heavy metal fluoride glasses has been investigated. The characteristic temperature of the glass does not changed obviously when the fluoride was taken place by chloride. Compared with samples of being free of ErF3, the doping samples are more inclined to be surface crystallization. Optical basicity in the glass system increases with increasing the negative charge provided by the chloride atoms and the absorption peak red shifted is observed in absorption spectra. XRD measurements show that not a single crystalline phase appears in the heated glass samples, which indicate the substitutions of chloride for fluoride with a variety of crystalline precipitation trends. (c) 2007 Elsevier B.V All rights reserved.

Effect of Al(PO3)(3) content on physical, chemical and optical properties of fluorophosphate glasses for 2 mu m application

The effect of Al(PO3)(3) content on physical, chemical and optical properties of fluorophosphate glasses for 2 mu m application, such as thermal stability, chemical durability, surface hardness, absorption spectra and emission spectra, is investigated. With the increment of Al(PO3)(3) content, the thermal stability characterized by the gap of T-g and T,, increases first and then decreases, and reaches the maximum level containing 5 mol% Al(PO3)(3) content. The density and chemical durability decrease monotonously with the introduction of Al(PO3)(3) content increasing, while the refractive index and surface hardness increase. Above properties of fluorophosphate glasses are also compared with fluoride glasses and phosphate glasses. The Judd-Ofelt parameters, absorption and emission cross sections are discussed based on the absorption spectra of Tm-doped glasses. The emission spectra are also measured and the 1.8 mu m fluorescence of the sample is obvious indicating that it is suitable to 2 mu m application. (c) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Blue-yellow ZnO homostructural light-emitting diode realized by metalorganic chemical vapor deposition technique

We report on the realization of ZnO homojunction light-emitting diodes (LEDs) fabricated by metalorganic chemical vapor deposition on (0001) ZnO bulk substrate. The p-type ZnO epilayer was formed by nitrogen incorporation using N2O gas as oxidizing and doping sources. Distinct electroluminescence (EL) emissions in the blue and yellow regions were observed at room temperature by the naked eye under forward bias. The EL peak energy coincided with the photoluminescence peak energy of the ZnO epilayer, suggesting that the EL emissions emerge from the ZnO epilayer. In addition, the current-voltage and light output-voltage characteristics of ZnO homojunction LEDs have also been studied. (c) 2006 American Institute of Physics.