-
Srpsko hemijsko društvo Serbian Chemical Society
XLV SAVETOVANJE SRPSKOG HEMIJSKOG
DRUŠTVA
PROGRAM I
KRATKI IZVODI RADOVA
45th Meeting of the Serbian Chemical Society
Programme &
Book of Abstracts
Novi Sad, 25. i 26. januar 2007. Novi Sad, January 25-26,
2007
-
CIP - Каталогизација у публикацији Народна библиотека Србије,
Београд
54(048) 66(048) СРПСКО хемијско друштво (Београд). Саветовање
(45 ; 2007 ; Нови Сад) Program i Kratki izvodi radova = Programme
& Book of Abstracts / XLV savetovanje Srpskog hemijskog
društva, Novi Sad, 25. i 26. januar 2007. = XLV Meeting of the
Serbian Chemical Society, Novi Sad, January 25-26, 2007 ;
[organizator] Srpsko hemijsko društvo = [organized by] Serbian
Chemical Society ; [urednici, editors Biljana Abramović, Slavko
Kevrešan, Aleksandar Dekanski]. - Beograd : Srpsko hemijsko
društvo, 2007 (Beograd : Razvojno-istraživački centar grafičkog
inženjerstva TMF) . - X, 150 str. : graf. prikazi. ; 25 cm Radovi
na srp. i engl. jeziku. - Tiraž 150. – Bibliografija uz pojedine
radove ISBN 978-86-7132-031-3 1. Српско хемијско друштво (Београд)
а) Хемија – Апстракти б) Технологија – Апстракти COBISS. SR-ID
137067020
XLV SAVETOVANJE SRPSKOG HEMIJSKOG DRUŠTVA, NOVI SAD 25. I 26.
JANUAR 2007. PROGRAM I KRATKI IZVODI RADOVA 45TH MEETING OF THE
SERBIAN CHEMICAL SOCIETY, NOVI SAD, SERBIA, JANUARY 25-26, 2007
PROGRAMME AND BOOK OF ABSTRACTS Izdaje / Published by Srpsko
hemijsko društvo / Serbian Chemical Society Karnegijeva 4/III,
11000 Beograd, Srbija tel./fax: +381 11 3370 467; www.shd.org.yu,
E-mail: [email protected] Za izdavača / For Publisher Bogdan
ŠOLAJA, predsednik Društva Urednici / Editors Biljana ABRAMOVIĆ
Slavko KEVREŠAN Aleksandar DEKANSKI Dizajn korica, slog i
kompjuterska obrada teksta /Cover Design, Page Making and Computer
Layout Aleksandar Dekanski Tiraž / Circulation 150 primeraka / 150
Copy Printing
ISBN 978-86-7132-031-3 Štampa / Printing Razvojno-istraživački
centar grafičkog inženjerstva, Tehnološko-metalurški fakultet,
Karnegijeva 4, Beograd, Srbija Tel. +381 11 3303-882; 3370 – 421,
Fax: + 381 11 3370-387; [email protected]
-
Naučni Odbor Scientific Committee Biljana Abramović, predsednik
Ivanka Holclajtner-Antunović Ivan Juranić Ernö Kiss Zorica Knežević
Vukadin Leovac Slavenka Lukić Rade Marković Vesna
Mišković-Stanković Milan Popović Nenad Radović Mirjana Segedinac
Milan Sovilj Vladimir Srdić Dragoslav Stoiljković Radmila
Šećerov-Sokolović Janoš Čanadi
Organizacioni Odbor
Organising Committee
Slavko Kevrešan, predsednik Zoran Zeković Marija Sakač Boris
Popović
Đorđe Janaćković Aleksandar Dekanski
Luka Bjelica
-
Ova knjiga sadrži kratke izvode četiri plenarna (PP) i
deset predavanja po pozivu (PPP), zatim 110 saopštenja
prihvaćenih za prezentovanje na Savetovanju,
kao i 4 saopštenja koja će biti prezentovana u okviru Takmičenja
mladih istraživača iz oblasti keramike.
Zbornik radova (svaki rad u obimu do četiri stranice)
nalazi se na ovom kompakt disku (CD). Radovi koji su publikovani
u Zborniku
označeni su simbolom TF
na desnoj strani iznad naslova rada.
This book contains short abstracts of 4 Plenary Lectures (PP)
and 10 Invited Lectures (PPP),
110 contributions accepted for the presentation at the
Meeting,
as well as 4 contributions accepted for the Competition of young
researchers in the field of ceramics.
The Proceedings of the papers (consisting of four pages)
are also published on this compact-disk (CD). Full Text papers
published in the Proceedings are designed by
TF symbol above the paper title.
-
SADRŽAJ / CONTENTS
Program Programme
____________________________________________________ vii
Kratki izvodi
Abstracts_______________________________________________________
1
Plenarna predavanja Plenary lectures
_____________________________________________________3
Predavanja po pozivu Invited lectures
_____________________________________________________13
Saopštenja Contributions
AH – Analitička hemija / Analytical Chemistry
______________________ 35 FH – Fizička hemija / Physical
Chemistry__________________________ 43 HI – Hemijsko inženjerstvo /
Chemical Engineering ________________ 63 SH – Spektrohemija /
Spectroscopy______________________________ 67 HTH – Hemija i
tehnologija hrane / Chemistry and Technology of Food ____69 M –
Metalurgija / Metallurgy ___________________________________ 71 NH
– Neorganska hemija / Inorganic Chemistry_____________________ 73
ZŽS – Zaštita životne sredine / Environmental
Chemistry_______________78 TH – Teorijska hemija / Theoretical
Chemistry _____________________ 85 BH – Biohemija / Biochemistry
__________________________________ 87 BT – Biotehnologija /
Biotechnology _____________________________ 99 HTM – Hemija i
tehnologija makromolekula
Chemistry and Technology of Macromolecules__________________110
OH – Organska hemija / Organic Chemistry_______________________ 120
EH – Elektrohemija / Electrochemistry ___________________________
130 NS – Nastavna sekcija / Chemistry Education
______________________133 K – Keramika / Ceramics
____________________________________ 137 T – Tekstilno inženjerstvo
/ Textile Engineering ___________________140
Takmičenje mladih istraživača iz oblasti keramike Competition of
young researchers in the field of ceramics________________147
-
vii
PROGRAM / PROGRAMME Četvrtak, 25. januar 2007. / Thursday,
January 25, 2007 09.00 – 12.00 Registracija – Tehnološki fakultet,
Sala 12 13.00 – 15.00 Registration – Faculty of Technology, Lecture
Room 12 10.00 – 10.30 Svečano otvaranje / Opening Ceremony
Poljoprivredni fakultet, Amfiteatar / Faculty of Agriculture,
Amphitheater
Plenarna predavanja / Plenary Lectures Poljoprivredni fakultet,
Amfiteatar / Faculty of Agriculture, Amphitheater
Predsedavajući / Chairperson: Biljana Abramović 10.30 – 11.15
Mihail D. Revenco
PP1 State University of Moldova, Chisinau, Moldova
Transformacije liganada derivata tiosemikarbazida indukovane
metalom Metal-promoted transformations of the ligands derived from
thiosemicarbazide
11.15 – 12.00 Ferenc F. Gaál PP2 Prirodno-matematički fakultet,
Novi Sad, Srbija
Osvrt na neka novija dostignuća analitičke hemije Survey of some
new achievements in analytical chemistry
12.00 – 13.30 Koktel / Cocktail
Predavanja po pozivu / Invited Lectures Poljoprivredni fakultet,
Amfiteatar / Faculty of Agriculture, Amphitheater
Predsedavajući / Chairperson: Ernö Kiss 13.30 – 14.00 Božo
Dalmacija
PPP1 Prirodno-matematički fakultet, Novi Sad, Srbija Anaerobna
digestija u obradi otpada iz agroindustrije
Anaerobic digestion in agroindustry waste treatment
14.00 – 14.30 Miljana M. Popović, Bert Verlinden PPP2
Tehnološko-metalurški fakultet, Beograd, Srbija
Savremeni postupci termomehaničke prerade Al-Mg legura
Processing of Al-Mg alloys by equal channel angular pressing
(ECAP)
14.30 – 15.00 Velizar D. Stanković PPP3 Tehnički fakultet, Bor,
Srbija
Solventna ekstrakcija srebra i paladijuma kaliksarenima i
njihova elektroredukcija iz organske faze
Solvent extraction/electrowinning of silver and palladium from
effluents
15.00 – 15.30 Goran C. Bošković PPP4 Tehnološki fakultet, Novi
Sad, Srbija
Sinergija strukturalnih i teksturalnih osobina – ključni faktor
aktivnosti sulfonovane cirkonije u reakcijama izomerizacije
parafina
Structure and texture synergy – a key factor determining
activity of sulfated zirconia catalyst for parafine
isomerization
15.30 – 15.45 Pauza / Pause
-
XLV savetovanje Srpskog hemijskog društva
viii
Usmena saopštenja mladih talenata / Oral presentations of young
talents Poljoprivredni fakultet, Amfiteatar / Faculty of
Agriculture, Amphitheater
Predsedavajući / Chairperson: Vukadin Leovac 15.45 – 16.00
Dragana Vasić, Ivana Lj. Validžić
FH 16 - U Fakultet za fizičku hemiju, Beograd, Srbija
Ispitivanje reakcije reverzibilnog formiranja klastera
[Hp-2rMoqO4q-r](2q-p)- u
zavisnosti od pH, koncentracije i temperature Investigations of
reversibile formation of [Hp-2rMoqO4q-r](2q-p)- clusters as a
function
of pH, concentration and temperature
16.00 – 16.15 Vladimir Prokopović BH 12 - U Gimnazija Leskovac,
Leskovac, Srbija
Ispitivanje uticaja različitih liganada na dismutaciju azot
monoksida (NO) posredstvom različitih kompleksa dinitrozil gvožđa
(DNIC)
Examination of the effects of various ligands on dinitrosyl iron
complex (DNIC)-mediated nitric oxide (NO) dismutation
16.15 – 17.15 Posterska sekcija I / Poster Session I
Poljoprivredni fakultet, Hol / Faculty of Agriculture, Lobby AH –
Analitička hemija/Analytical Chemistry, FH – Fizička
hemija/Physical Chemistry, HI – Hemijsko inženjerstvo/Chemical
Engineering; SH – Spektrohemija/Spectroscopy; HTH – Hemija i
tehnologija hrane/Chemistry and Technology of Food; M –
Metalurgija/Metallurgy; NH – Neorganska hemija/Inorganic Chemistry,
ZŽS – Zaštita životne sredine/Environmental Chemistry; TH –
Teorijska hemija/Theoretical Chemistry
17.30 Godišnja skupština Srpskog hemijskog društva Annual
Assembly of the Serbian Chemical Society
Poljoprivredni fakultet, Amfiteatar / Faculty of Agriculture,
Amphitheater Specijalno predavanje / Special Lecture Nikos
Katsaros, NCRS Demokritos, Athens, Greece Oxo biodegradable
plastics
20.00 Zajednička večera / Social Dinner
-
Novi Sad, 25. i 26. januar 2007.
ix
Petak, 26. januar 2007. / Friday, January 26, 2007 09.00 – 12.00
Registracija - Tehnološki fakultet, Sala 12 13.00 – 15.00
Registration - Faculty of Technology, Lecture Room 12
Plenarna predavanja / Plenary Lectures Poljoprivredni fakultet,
Amfiteatar / Faculty of Agriculture, Amphitheater
Predsedavajući / Chairperson: Vesna Miškovic-Stanković 10.00 –
10.45 Costel Sârbu, Ksenija Kuhajda, Slavko Kevrešan
PP3 Babeş-Bolyai University, Cluj-Napoca, Romania Molekularno
modelovanje žučnih kiselina i njihovih derivata
multivarijantnim regresionim metodama Molecular modeling of bile
acids and their derivatives by multivariate regression
methods
10.45 – 11.30 Branislav Ž. Nikolić PP4 Tehnološko-metalurški
fakultet, Beograd, Srbija
Elektrohemijska svojstva titanskih anoda sa prevlakama od oksida
plemenitih metala dobijenim sol-gel postupkom
Electrochemical properties of the titanium anodes with the
coatings of noble metal oxides obtained by the sol-gel
procedure
11.30 – 11.45 Pauza / Pause Predavanja po pozivu / Invited
Lectures
Poljoprivredni fakultet, Amfiteatar / Faculty of Agriculture,
Amphitheater Predsedavajući / Chairperson: Milan Popović 11.45 –
12.15 Slobotka Aleksovska
PPP5 Faculty of Science, Skopje, Republic of Macedonia Od
tradicionalne ka modernoj nastavi hemije: primena nekih metoda,
strategija i tehnologija u unapređivanju nastave hemije From
traditional towards modern chemistry teaching: application of
some
methodologies, strategies and technologies for improvement of
teaching chemistry
12.15 – 12.45 Gordana N. Grubor-Lajšić, Danijela K. Kojić PPP6
Prirodno-matematički fakultet, Novi Sad, Srbija
Mehanizmi adaptacije na nepovoljne uslove – otpornost na
hladnoću i dehidrataciju
Mechanisms of adaption to adverse conditions – cold hardiness
and desiccation
12.45 – 13.45 Posterska sekcija II / Poster Session II
Poljoprivredni fakultet, Hol / Faculty of Agriculture, Lobby BH –
Biohemija/Biochemistry, BT – Biotehnologija/Biotechnology, HTM –
Hemija i tehnologija makromolekula/Chemistry and Technology of
Macromolecules, OH – Organska hemija/Organic Chemistry, EH –
Elektrohemija/Electrochemistry, NS – Nastavna sekcija/Chemistry
Education, K – Keramika/Ceramics; T – Tekstilno
inženjerstvo/Textile Engineering
13.45 – 15.00 Pauza / Pause
-
XLV savetovanje Srpskog hemijskog društva
x
Predavanja po pozivu / Invited Lectures Poljoprivredni fakultet,
Amfiteatar / Faculty of Agriculture, Amphitheater
Predsedavajući / Chairperson: Zorica Knežević 15.00 – 15.30
Petar M. Jovančić, Maja M. Radetić, Dragan M. Jocić
PPP7 Tehnološko-metalurški fakultet, Beograd, Srbija Dobijanje
novih funkcionalnih svojstava vune modifikovanjem površine
vlakana New functionalities in wool by means of fibre surface
modification 15.30 – 16.00 Mirjana Popsavin
PPP8 Prirodno-matematički fakultet, Novi Sad, Srbija De Novo
sinteza i antiproliferativna aktivnost novih analoga tiazofurina De
Novo synthesis and antiproliferative activity of novel tiazofurin
analogues 16.00 – 16.30 Jaroslava Budinski-Simendić
PPP9 Tehnološki fakultet, Novi Sad, Srbija Polimerne mreže –
teorija i strukturiranje materijala Polymer networks – theory and
structuring of materials
16.30 – 17.00 Miroslav M. Vrvić PPP10 Hemijski fakultet,
Beograd, Srbija Bioremedijacija zemljišta: biotehnologija ili
"zemljani radovi" Bioremediation of soil: biotechnology or
"groundworks"
17.00 – 19.00 Okrugli sto / Round Table Poljoprivredni fakultet,
Amfiteatar / Faculty of Agriculture, Amphitheater
Moderator: Slavko Kevrešan Položaj hemijskih i srodnih
strukovnih organizacija u našem društvu Position of chemical and
other similar professional organizations in our society 15.00 –
19.00 Takmičenje mladih istraživača iz oblasti keramike
Competition of young researchers in the field of ceramics
Tehnološki fakultet, Plava sala / Faculty of Technology, Blue
Hall
19.00 Zatvaranje / Closing Ceremony Dodela IUPAC nagrada
najboljim posterima Presentation of the Best Poster IUPAC Awards
Poljoprivredni fakultet, Amfiteatar / Faculty of Agriculture,
Amphitheater
-
KRATKI IZVODI ABSTRACTS
-
3
Plenarna predavanja / Plenary Lectures PP1 TF
Transformacije liganada derivata tiosemikarbazida indukovane
metalom
Mihail D. Revenco Državni univerzitet Moldavije, A. Mateevici
60, Kišinjev, MD 2009, Moldavija
[email protected]
Tiosemikarbazid i njegovi kondenzacioni proizvodi sa karbonilnim
derivatima – tiosemikarbazo-nima – predstavljaju klasu liganada
koji omogućava dobijanje brojnih koordinacionih jedinjenja koja
poseduju korisne magnetne, optičke, katalitičke, medicinske i
biološke osobine. Raznovrsnost kompleksa sintetizovanih sa ovim
ligandima javlja se kao posledica mogućnosti variranja karbonilnog
ostatka, što dovodi do raznovrsnosti koordinacija, krutosti,
diktira elektronske i geometrijske strukture jedinjenja, određuje
njihovu stabilnost. Kao rezultat, ovakav uticaj liganda na metalni
centar dovodi do stabilizacije određenih oksidacionih stanja, do
pojave kompleksa sa specifičnim magnetnim i spektralnim osobinama,
građenja neobičnih koordinacionih poliedara i dr. S druge strane,
postoji takođe i suprotan efekat – uticaj centralnog atoma na
osobine koordinovanog liganda. U ovim, metalom-indukovanim
(metalom-dirigovanim) reakcijama, uloga metala se sastoji u
njegovom doprinosu razvoju i napredovanju datog procesa na način
koji u odsustvu metalnog jona ne bi bio moguć ili je otežan. Znatna
pažnja će biti posvećena metalom-kontrolisanim reakcijama liganada
na bazi tiosemikarbazida koje su praćene:
neobičnom promenom protolitičkih osobina koordinovanih liganada;
promenom reaktivnosti različitih funkcionalnih grupa posle
koordinacije liganada i njihovih
transformacija (ponovna eterifikacija, desulfurizacija, i dr.);
sklapanje organskih ligsona u nove hemijske strukture (temlplatne
reakcije); redoks transformacije organskog reagensa; građenje
nitrozoamida; građenje izomernog oblika; stabilizacija neobičnih
konfiguracija.
Za razliku od katalitičkih reakcija, u transformacijama
indukovanim metalom je moguć utrošak metala kada je ovaj u stanju
da gradi stabilno jedinjenje sa reakcionim proizvodom. U nekim
slučajevima jon metala se može naći na kraju reakcije kao
komponenta novonastalog kompleksa metala neobičnog sastava i
strukture. Prirodno, dominantnu ulogu u ovim metalom-indukovanim
reakcijama pripada metalnom centru, njegovom oksidacionom stanju,
njegovoj težnji da gradi komplekse određene strukture itd. Detaljna
ispitivanja sličnih reakcija na primeru tiosemikarbazidnog
fragmenta sugerišu da postoji niz faktora koji kontrolišu ove
procese. Od njih treba navesti ulogu rastvarača i sredine, prirodu
zamene, topologiju i prirodu koordinovanih atoma, uzajamni uticaj i
kompatibilnost liganada u koordinacionoj sferi. Određivanje sastava
i strukture krajnjeg proizvoda samo hemijskim metodama ponekad nije
moguće zbog neočekivanog razvoja procesa i odstupanja od opštih
hemijskih standarda i pravila. U ovakvim slučajevima uobičajeni
logički zaključci mogu odvesti u lavirint iz kojega je teško izaći.
Pouzdane podatke je moguće dobiti jedino primenom brojnih fizičkih
i fizičko-hemijskih metoda zasnovanih na različitim fenomenima, a
koje su u stanju da obezbede pouzdane eksperimentalne podatke.
Prioritet u ovom smislu pripada metodama rentgenske difrakcije u
slučajevima kada stoje na raspolaganju za to pogodni kristali.
Ipak, lokalizacija atoma u molekulskoj strukturi je u nekim
slučajevima nedovoljna da bi se sudilo o oksidacionom stanju
centralnog atoma ili organskog liganda. U ovu svrhu su pogodnije
spektralne metode. Ulogu fizičkih metoda (magnetohemija,
termogravimetrija, IR, UV, VIS, NMR, ESR, masena spektrometrija,
rentgenska difrakcija i dr.) u ispitivanjima metalom-indukovanih
reakcija će biti diskutovana sa akcentom na određivanju sastava i
strukture krajnjeg proizvoda i razjašnjenju transformacija kojima
podležu polazni reaktanti. Razmatranje će obuhvatiti moguće
mehanizme reakcija, uključujući i transformacije
tiosemikar-bazidnog fragmenta. Biće predstavljeni brojni primeri
koji omogućavaju primenu metalom-indukovanih reakcija za sintezu
novih organskih sistema koji sadrže derivate tiosemikarbazida,
mono- i poli-nuklearna makrociklička jedinjenja sa nepoznatim
sledom atoma i hemijskih veza, kao i originalne metode izgradnje
novih supermolekulskih agregata. Takođe će biti razmatrani
različiti aspekti praktične primene nagrađenih jedinjenja.
-
XLV savetovanje Srpskog hemijskog društva
4
Metal-promoted transformations of the ligands derived from
thiosemicarbazide
Mihail D. Revenco State University of Moldova, A. Mateevici
street, 60, Chisinau, MD 2009, Moldova
[email protected]
Thiosemicarbazide and its condensation products with carbonyl
derivatives – thiosemicarbazones - represent a class of ligands
which allows preparing a various number of coordination compounds
possessing useful magnetic, optical, catalytic, medical and
biological properties. The diversity of complexes prepared from
these ligands is caused by the possibility to vary the carbonylic
moiety which one gives rise to the various coordination
potentialities, rigidity, dictate electronic and geometrical
structure of the compounds, and determine their stability and
lability. As a result, such influence of the ligand on the metal
center leads to stabilization of the certain oxidation states, to
the occurrence by complexes of specific magnetic and spectral
properties, formation of unusual coordination polyhedrons, etc. At
the same time the inverse effect - influence of the central atom on
the properties of coordinated ligands- has been also observed. In
these so-called metal-promoted (or metal directed) reactions the
role of the metal consist in its contribution to the progress and
development of the given process, on the way, which was not being
possible, or hindered, in the absence of the metal ion. More
attention will be paid to the metal controlled reactions of the
thiosemicarbazide containing ligands accompanied by:
unusual change of the protolytic properties of the coordinated
ligands; change of the reactivity of different functional groups
after coordination of the ligands and their
transformations (re etherification, desulfurisation, etc.;
assemblage of the organic ligsons into new chemical edifice
(template reactions); redox transformations of the organic reagent;
formation of nitrosoamides; building of the isomeric form;
stabilization of unusual configurations.
Unlike the catalytic reactions, in the metal-promoted
transformations, consumption of the metal is possible, when it is
able to form a stable compound with the reaction product. Sometimes
the metal ion can be found at the end of the reaction as a
component of a newly formed metal complex with an unusual
composition and structure. It is natural, that the predominating
role in these metal-promoted reactions should belong to the metal
center, to its oxidation state, its tendency to form complexes of
definite configuration etc. Detailed research of similar reaction
on the example of the thiosemi-carbazide fragment suggests a number
of factors, controlling these processes. Among them we note the
role of solvent and medium, nature of the substitute, topology and
the nature of the coordinated atoms, mutual influence and
compatibility of the ligands in the coordination sphere.
Determination of the composition and structure of the final product
using only chemical methods is sometimes impossible, because of
unexpected development of the process and deviation from the
general chemical standards and rules. In these cases the usual
logical conclusions can leads into labyrinth, whence is difficult
to go out. The credible results can be obtain only using a large
set of physical and physico-chemical methods based on different
phenomena, and able to supply undoubted experimental data. The
priority in this sense belongs to the X-ray methods for the cases
when the suitable crystals are available. Nevertheless the
localization de facto of the atoms in molecular structure is
sometimes insufficient to judge about oxidation state of the
central atom or organic ligand. The spectral methods are more
suitable for this purpose. The role of the physical methods
(magnetochemistry, thermogravimetry, IR, UV,VIS, NMR, ESR,
mass-spectrometry, X-ray etc.) in the investigation of the
metal-promoted reactions will be discussed with emphasis on the
determination of composition and structure of the final products,
elucidation of the transformations undergone by initial reagents.
The possible mechanisms of the reactions, involving the
transformation of the thiosemicarbazide moiety will be discussed. A
number of examples, allowing to use metal-promoted reactions to
prepare new organic systems, containing thiosemicarbazide
derivatives, mono- and poly- nuclear macrocyclic coordination
compounds, with an unknown succession of atoms and chemical bonds,
as well as original methods to build new supermolecular aggregates
will be presented. Different aspects of practical application of
the prepared compounds will be examined.
-
Novi Sad, 25. i 26. januar 2007.
5
PP2 TF Osvrt na neka novija dostignuća analitičke hemije
Ferenc F. Gaál
Departman za hemiju, Prirodno-matematički fakultet, Univerzitet
u Novom Sadu Trg D. Obradovića 3, 21000 Novi Sad, Srbija,
[email protected]
Imajući u vidu da je analitička hemija naučna disciplina koja
razvija i primenjuje metode, instrumente i strategije sa ciljem
dobijanja informacija o sastavu i prirodi materije u prostoru i
vremenu, stepen njene razvijenosti u jednoj zemlji i njeno mesto u
svetu je od izuzetnog značaja. Analitička hemija je u svojoj biti
visoko interdisciplinarna. Nigde to nije evidentnije nego na primer
u sadašnjim istraživanjima hemijskih i bioloških senzora i u novim
granicama bioanalitičke hemije. Ovo je nastavak duge tradicije, jer
je čak i nastanak hemije kao naučne discipline bio usko vezan sa
hemijskom analizom kroz radove Boyle-a, Lavoisier-a i mnoštva
drugih širom sveta. Tu treba navesti da su i u našoj užoj sredini
značajni radovi prvih poznatih hemičara Raškovića i Thán-a bili
analitičkog karaktera. Posmatrajući više nego 200-godišnji razvoj
analitičkih metoda, može se zaključiti da su one uvek bile u tesnoj
vezi sa granicama širenja naučnih saznanja. Analitički proces se
sastoji iz više faza i to: uzimanje i priprema uzoraka, generisanje
i obrada signala i dr. Spisak mogućih mernih tehnika i metoda za
rešavanje analitičkih problema iz dana u dan je sve širi, što se za
neupućene često čini nepreglednim. Složenosti situacije doprinosi i
kontinualni i ubrzani razvoj, koji teško mogu da prate čak i visoko
obrazovani specijalisti. Naime, može se reći da, slično računarima,
novi merni instrumenti zastarevaju danas neretko već za godinu
dana. Pravce razvoja instrumentalnih metoda hemijske analize danas
karakterišu sledeće tendencije: 1) S jedne strane, se snižavaju
granice detekcije i granice određivanja primenom spojenih
tehnika, a sa druge strane se povećavaju (u prostoru i vremenu)
rezolucije metoda. 2) Drugi pravac se odnosi na minijaturizaciju,
pri čemu se razvijaju i primenjuju minijaturni
senzori, kao i totalni mikroanalitički sistemi. 3) Za pripremu
uzoraka i danas se intenzivno razvijaju ekstrakcione metode i druge
metode
prečišćavanja. 4) Mobilnost mernih uređaja je od izuzetnog
značaja i razumljivo je da je razvoj prenosnih
aparata naročito u usponu, pre svega za potrebe zaštite životne
sredine i bezbednosti čovekove okoline.
5) Dalje su u razvoju oblasti primene rezultata informacionih
tehnologija, posebno izgradnja bežičnih komunikacija u analitičkom
procesu.
Pored osvrta na najnovije svetske rezultate analitike, u radu će
biti ukratko ukazano i na današnji položaj domaćih istraživanja,
kao i na potrebe društva i na moguće pravce razvoja u našoj
sredini. Pošto smo svedoci i učesnici u usaglašavanju i reformi
visokoškolske nastave u Evropi, predavanje će razmatrati i aspekte
univerzitetske nastave analitičke hemije.
-
XLV savetovanje Srpskog hemijskog društva
6
Survey of some new achievements in analytical chemistry
Ferenc F. Gaál Department of Chemistry, Faculty of Sciences,
University of Novi Sad, Trg D. Obradovića 3
21000 Novi Sad, Serbia, [email protected] Bearing in mind that
Analytical Chemistry as a scientific discipline which develops and
applies methods, instruments and strategies to obtained information
about the composition and nature of matter in space and time, the
degree of its development in a country and its place in the world
is of crucial importance. Analytical Chemistry in its essence is
highly interdisciplinary. It is best evideent on the example of the
current research in the domain of chemical and biological sensors
and new boundaries of bioanalytical chemistry. This is a
continuation of a long tradition, as the beginning of chemistry as
a scientific discipline was closely related to chemical analysis,
through the works of Boyle, Lavoisier and many other chemists
worldwide. It is also appropiate to mention here that the important
works of the first chemists in our closer region, Rašković and
Thán, were of analytical character. By looking back at the more
than 200-year long period of the development of analytical methods
it can be concluded that it has always been closely related to the
border lines of expanding scientific knowledge. Analytical process
consists of several phases: taking and preparation of the sample,
generating and treatment of the analytical signals, etc. The list
of possible measuring techniques for solving analytical problems
grows constanly fom day to day, which may often seem formidable to
the uninitiated. The complexity of the situation is amplified by
the continual and accelerated development of instruments, which is
rather hard to follow even to highly-trained specialists. Namely,
it can be said that, like computers, many analytical instruments
become obsolete even in the course of one year. The current
directions of development of methods of chemical analysis
characterize the following tendencies: 1) On the one hand, the
detection limits are lowered, as well as the limits of
determination of the
methods by applying hyphenated techniques, and, on the other,
enhanced resolution of the methods (both in space and time).
2) A second direction is concerned with miniaturization, whereby
miniature sensors are developed and applied, as well as total
microanalytical systems.
3) For sample pereparation, extraction methods are also
intensively explored as well as other methods of sample
purification.
4) Mobility of measuring equipment is of extreme importance, and
it is understandable that the development of field instruments is
especially intense, first of all for the needs concerning the
safety of the environment and its protection.
5) Further, the domains of the application of the results of
information technologies are also in their expansion, especially
construction of means of wireless communication in the analytical
process.
Apart from reviewing results of modern analytical chemistry in
the world, the lecture will give a brief overview of the state of
the current domestic research, as well as the needs of the society
and potential directions of the development in our region. As we
have been the witnesses and participants of the reform of the
university education in Europe, the lecture will also deal with the
aspects of teaching Analytical Chemistry at the university
level.
-
Novi Sad, 25. i 26. januar 2007.
7
PP3 TF
Molekularno modelovanje žučnih kiselina i njihovih derivata
multivarijantnim regresionim metodama
Costel Sârbu, Ksenija Kuhajda*, Slavko Kevrešan**
Babeş-Bolyai Univerzitet, Fakultet za hemiju i hemijsko
inženjerstvo Arany Janos 11, 400028 Kluž-Napoka, Rumunija
*Univerzitet u Novom Sadu, Prirodno-matematički fakultet,
Departman za hemiju, Trg D. Obradovića 3, 21000 Novi Sad,
Srbija
**Univerzitet u Novom Sadu, Poljoprivredni fakultet, Trg D.
Obradovića 3, 21000 Novi Sad, Srbija
Retencioni podaci za žučne kiseline i njihove derivate određeni
su visoko efektivnom tankoslojnom hromatografijom na reversnoj fazi
pomoću C18 ploča sa smešom metanol−voda u različitim odnosima kao
pokretnoj fazi. Upoređivanja zasnovana na višestrukim regresionim
metodama koja uključuju višestruku linearnu regresiju (MLR),
regresiju glavnih komponenti (PCR) i delimične najmanje kvadrate
(PLS) su primenjena na modelovanje lipofilnosti (log P) putem 17
različitih deskriptora (podeoni koeficijent (log P), indeks
povezivanja prvog (1χ) i trećeg reda (3χ), valentni indeks
povezivanja nultog (0χv) i prvog reda (1χv), indeks oblika za
molekule trećeg reda (3Kα), Wiener-ov indeks (W) baziran na grafu
molekula, zapremina (V), molska masa (M), dipolni moment (DM),
molekulska polarizabilnost (MP), specifična molarna polarizabilnost
(SP), najveći pozitivni naboj u atomima u okviru molekula, u
elektronima (Q+), zbir apsolutnih vrednosti naboja na svakom atomu
u molekulu, u elektronima (SQ) i zbir apsolutnih vrednosti naboja
na atomima azota i kiseonika u molekulu, u elektronima (SQNO)) su
dobijeni programom Alchemy. U pogledu predviđanja lipofilnosti
dobijeni rezultati su visoko signifikantni a takođe su u veoma
dobroj saglasnosti sa molekulskim strukturama ispitivanih
jedinjenja. Apsolutne vrednosti naboja na svakom atomu u molekulu
(ABSQ), molekulska lipofilnost (RMo), specifična polarizabilnost
molekula (SP) i logaritam particionog koeficijenta oktanol−voda su
dominantni u mehanizmu particije. Multivarijantna regresiona
analiza je primenjena radi utvrđivanja odnosa između log P
vrednosti protonovanih (log PHA) i disociranih (log PA-) žučnih
kiselina i izračunatih strukturnih parametara uključujući
retencione podatke. Na primer, regresionom analizom dobijene su
sledeće regresione jednačine:
log PHA = -2,488 -1,380 ABSQ – 0,217 RMo + 0,951 3χ (R2 =
0,9947, n = 8, F = 315, p < 0,0000, s = 0,055)
log PA- = 13,691 -0,096 M + 0,251 V – 0,008 W + 0,139 RMo
-516,244 SP -0,123 log P
(R2 = 0,9999, n = 8, F = 3331, p < 0,0000, s = 0,020)
gde je n broj jedinjenja, R2 determinacioni koeficijent, F
vrednost F-testa, p nivo signifikantnosti za sve jednačine i s je
standardna greška određivanja. F i p vrednosti u obe jednačine
ukazuju da su one veoma signifikantne sa visokim koeficijentima
determinacije i malim s vrednostima. Dobijeni rezultati ukazuju da
su najznačajniji deskriptori SP i ABSQ, to jest elektronski
parametri i oblik (zapremina, W, 3χ) molekula. Značajan doprinos
ima i hromatografski retencioni indeks RMo. U niže navedenoj tabeli
prikazane su vrednosti log PHA i log PA- za neke žučne kiseline i
njihove derivate (bold) dobijene primenom PCR i PLS.
-
XLV savetovanje Srpskog hemijskog društva
8
Tabela. Eksperimentalne i izračunate vrednosti particionog
koeficijenta žučnih kiselina i njihovih derivata
Eksperimentalna vrednost Izračunato PCR Izračunato PLS Žučne
kiseline log PHA log PA-
Žučne kiseline log PHA log PA- log PHA log PA-
DC 3,5 2,65 TLC 0,49 -3,27 0,51 -3,13 CDC 3,28 2,25 TCDC 0,10
-3,88 0,12 -3,74 UDC 3 2,2 GLC 2,61 0,99 2,61 0,98 HC 2,8 1,84 TC
0,02 -4,25 0,04 -4,14
HDC 3,08 2,28 12-keto 2,27 1,01 2,27 1,05 GCDC 2,12 0,45 7-keto
2,29 1,08 2,29 1,12
GC 1,65 -0,4 7,12-diketo 2,43 1,13 2,43 1,18 GDC 2,25 0,8
3,12-diketo 2,14 0,53 2,15 0,60
3,7,12-triketo 1,42 -0,53 1,43 -0,45 LC 3,42 2,43 3,42 2,39 TDC
0,38 -3,41 0,39 -3,27
C 2,02 (?) 1,10 (?) C 2,93 2,01 2,93 2,00 Literatura: 1. Sârbu,
C., Kuhajda, K., Kevresan, S., J. Chromatogr. A 917 (2001) 361 2.
Đaković-Sekulić, T., Sârbu, C., Perišić-Janjić, N., J. Planar
Chromatogr. 18 (2005) 432 3. Sârbu C., Tiperciuc, B., J. Planar
Chromatogr. 19 (2006) 342.
Molecular modeling of bile acids and their derivatives by
multivariate regression methods
Costel Sârbu, Ksenija Kuhajda*, Slavko Kevresan**
Babeş-Bolyai University, Faculty of Chemistry and Chemical
Engineering, Arany Janos 11 400028 Cluj-Napoca, Romania
*University of Novi Sad, Faculty of Sciences, Department of
Chemistry Trg D. Obradovica 3, 21000 Novi Sad, Serbia
**University of Novi Sad, Faculty of Agriculture, Trg D.
Obradovica 3 21000 Novi Sad, Serbia
Retention indices for bile acids and their derivatives were
determined by reversed phase high-performance thin layer
chromatography on C18 plates with methanol-water in different
volume proportions as mobile phase. Comparisons based on the
multiple regression methods including multiple linear regression
(MLR), principal component regression (PCR) and partial least
squares (PLS) have been applied to the modeling of lipophilicity
(log P) by means of 17 different descriptors (the partition
coefficient (log P), the first-order (1χ) and the third-order (3χ)
connectivity index, the zero-order (0χv) and the first-order (1χv)
valence order connectivity index, the third-order shape index for
molecule (3Kα), the Wiener (W) index based on the graph of the
molecule, volume (V), molar mass (M), dipole moment (DM), molecular
polarizability (MP), specific molar polarizability (SP), the
largest positive charge over the atoms in a molecule, in electrons
(Q+), the sum of absolute values of the charges on each atom of the
molecule, in electrons (SQ) and the sum of absolute values of the
charges on the nitrogens and oxygens in the molecule, in electrons
(SQNO)) obtained by using Alchemy package software. The results
achieved concerning the prediction of lipohilicity are highly
significant and are in a very good agreement with the molecular
structure of the compounds investigated. The absolute values of the
charges on
-
Novi Sad, 25. i 26. januar 2007.
9
each atom of the molecule (ABSQ), molecular lipophilicity (RMo),
specific polarizability of a molecule (SP) and logarithm of the
octanol−water partition coefficient (log P) seem to be dominant in
the partition mechanism. In order to describe the relationship
between log P values of protonated (log PHA) and ionized (log PA-)
bile acids and the calculated structural parameters, including
retention indices, a multivariate regression analysis was
performed. By forward stepwise regression analysis, for example,
the following high-quality regression equations were obtained:
log PHA = -2.488 -1.380 ABSQ - 0.217 RMo + 0.951 3χ (R2 =
0.9947, n = 8, F = 315, p < 0.0000, s = 0.055)
log PA- = 13.691 -0.096 M + 0.251 V – 0.008 W + 0.139 RMo
-516.244 SP -0.123 log P
(R2 = 0.9999, n = 8, F = 3331, p < 0.0000, s = 0.020) where n
is the number of compounds, R2 the determination coefficient, F the
F-test value, p is the significance level of the all equation and s
is standard error of estimates. The F and p values that the both
two equations are very significant having high determination
coefficient and small s values. The results suggest also that the
most significant descriptors are SP and ABSQ, i.e. the electronic
parameter and the shape (volume, W, 3χ) of the molecules.
Chromatographic retention index RMo has also a significant
contribution. Table depicted below present the estimated values of
log PHA and log PA- for some bile acids derivatives (bold) by
applying PCR and PLS.
Table. Experimental and estimated partition coefficients of bile
acids and their derivatives
Experimental value Estimated by PCR Estimated by PLS Bile acid
log PHA log PA-
Bile acid log PHA log PA- log PHA log PA-
DC 3.5 2.65 TLC 0.49 -3.27 0.51 -3.13 CDC 3.28 2.25 TCDC 0.10
-3.88 0.12 -3.74 UDC 3 2.2 GLC 2.61 0.99 2.61 0.98 HC 2.8 1.84 TC
0.02 -4.25 0.04 -4.14
HDC 3.08 2.28 12-oxo 2.27 1.01 2.27 1.05 GCDC 2.12 0.45 7-oxo
2.29 1.08 2.29 1.12
GC 1.65 -0.4 7,12-dioxo 2.43 1.13 2.43 1.18 GDC 2.25 0.8
3,12-dioxo 2.14 0.53 2.15 0.60
3,7,12-trioxo 1.42 -0.53 1.43 -0.45 LC 3.42 2.43 3.42 2.39 TDC
0.38 -3.41 0.39 -3.27
C 2.02 (?) 1.10 (?) C 2.93 2.01 2.93 2.00
References: 1. Sârbu, C., Kuhajda, K., Kevresan, S., J.
Chromatogr. A, 917 (2001) 361 2. Đaković-Sekulić, T., Sârbu, C.,
Perišić-Janjić, N., J. Planar Chromatogr., 18 (2005) 432 3. Sârbu
C., Tiperciuc, B., J. Planar Chromatogr., 19 (2006) 342.
-
XLV savetovanje Srpskog hemijskog društva
10
PP4 TF
Elektrohemijska svojstva titanskih anoda sa prevlakama od oksida
plemenitih metala dobijenim sol-gel postupkom
Branislav Ž. Nikolić
Tehnološko-metalurški fakultet Univerziteta u Beogradu, P.P.
3503 Karnegijeva 4, 11120 Beograd, Srbija ([email protected])
Aktivne prevlake od oksida plemenitih metala na titanskoj
podlozi koriste se već četiri decenije u proizvodnji hlora i
hlorata.1 One se takođe primenjuju kao anode u katodnoj zaštiti od
korozije.1 Aktivnost RuO2 je isto tako dobra i u nekim drugim
elektrohemijskim procesima, prvenstveno u elektrooksidaciji
organskih jedinjenja i reakciji izdvajanja kiseonika u
elektrolitičkom dobijanju metala.1 Pored toga, RuO2 pokazuje visoku
vrednost kapacitivnosti u kiseloj sredini, što ga potencijalno
svrstava u dobar materijal za kondenzatore visokih kapacitivnosti,
odnosno za primenu u hemijskim izvorima električne energije.2
Aktivnost i pseudokapacitivna svojstva RuO2 potiču od nekoliko
redoks reakcija rutenijuma, u kojima učestvuje i proton iz
elektrolita i koje se reverzibilno odigravaju u celoj oblasti
potencijala u kojoj je elektrolit stabilan:
RuOx + δH+ + δe– RuOx–δ(OH)δ, 0 ≤ δ ≤ x
Primena takvog elektrohemijski aktivnog materijala na titanskoj
podlozi, omogućena sličnošću kristalne strukture TiO2 i RuO2
(uglavnom rutilne forme) kao binarnog nestehiometrijskog RuO2/TiO2
oksida, daje izvanrednu anodu za pomenute procese. Kontrolisano
formiranje oksidne faze na površini podloge bitno je za ukupno
elektrohemijsko ponašane anode. Sol-gel postupkom formiranja od
solova dobijenih iz kisele neorganske,4 ili organske faze,5
dobijaju se anode boljih karakteristika od onih dobijenih
konverzijom hlorida metala u okside na samoj površini podloge.4 U
ovom predavanju će biti razmotreni rezultati ispitivanja uslova
sinteze solova i njihove karakterizacije, kao i rezultati vezani za
parametre formiranja anoda. Takođe će biti obuhvaćena morfološka
analiza aktivnih prevlaka i njihova elektrokatalitička aktivnost za
reakcije izdvajanja hlora i kiseonika, kao i za reakciju oksidacije
fenola. Posebna pažnja posvećena je ispitivanju veka trajanja anoda
i mehanizmu gubitka aktivnosti, što je izuzetno značajno sa aspekta
primene u elektrolitičkim procesima i zaštiti od korozije. Imajući
u vidu kapacitivne karakteristike RuO2 biće prikazani i rezultati
dobijeni sa C/RuO2 kompozitnim materijalom. Literatura: 1. S.
Trasatti, W. O’Grady, in Advances in Electrochemistry and
Electrochemical Engineering.
H. Gerisher, C. W. Tobias, eds., Wiley, New York, 1981, p. 177
2. B. E. Conway, Electrochemical Supercapacitors: Scientific
Fundamentals and Technological
Applications, Kluwer Academic/Plenum Publ., New York, 1999, p.
211 3. S. Trasatti, in Interfacial Electrochemistry – Theory,
Experiment and Applications.
A. Wieckowski, ed., Marcel Dekker Inc., New York, 1999, p. 769
4. V. Panić, A. Dekanski, S. Milonjić, R. Atanasoski, B. Nikolić,
Colloids Surfaces A 157 (1999)
259 5. V. Panić, A. Dekanski, S. Milonjić, V.B.
Mišković-Stanković, B. Nikolić, J. Serb.Chem. Soc.
71 (2006) 1173.
-
Novi Sad, 25. i 26. januar 2007.
11
Electrochemical properties of the titanium anodes with the
coatings of noble metal oxides obtained by the sol-gel
procedure
Branislav Ž. Nikolić
Faculty of Technology and Metallurgy, University of Belgrade,
POB 3503 Karnegijeva 4, 11120 Belgrade, Serbia
([email protected])
Titanium-supported electroactive oxide coatings based on noble
metal oxides, mainly RuO2 and IrO2, are used in last four decades
for industrial production of chlorine and chlorate.1 They are
applied in corrosion protection as the anodes in the cathodic
protection as well.1 The activity of ruthenium-oxide was also found
to be good for many other electrochemical processes, especially for
electrooxidation of organics and oxygen evolution as anodic process
in metal electrowinning.1 Besides, ruthenium-oxide has large
capacitance in acid solutions due to its pseudocapacitive behavior,
which makes it a promising candidate for the application in
electrochemical supercapacitors and generally in the power sources
field.2 Activity and pseudocapacitive behavior of ruthenium–oxide
is due to several solid-state surface redox transitions of
ruthenium species, involving protons from the electrolyte, which
proceeds reversibly in a whole potential region of electrolyte
stability:3
RuOx + δH+ + δe– RuOx–δ(OH)δ, 0 ≤ δ ≤ x
Application of such an electroactive oxide material on titanium
substrate, enabled by the similarity of the crystal structure of
TiO2 and RuO2 (mainly rutile form), through nonstoichiometric
binary oxide RuO2/TiO2, provides excellent anode for mentioned
electrochemical processes. Controlled binary oxide coating
preparation on the substrate surface, is key factor for the
electrochemical behaviour of the anode. The sol-gel procedure for
anode formation, either from acid inorganic,4 or alkoxide oxide
sols,5 seems to give the anode of better characteristics as
compared to the anodes obtained by thermal procedure, in which the
binary oxide is formed during the conversion of metal chlorides to
oxides on the substrate surface.4 The results of the investigation
of oxide sols synthesis and characterization, as well as the
results important for anode formation, will be discussed. The
morphology of active anode coating and electrocatalytic activity
towards chlorine and oxygen evolution and phenol oxidation reaction
is also the topics of interest. Particular attention is paid to the
anode stability and mechanism of the loss of the activity, which is
important information from the standpoint of anode application in
electrolytic processes and corrosion protection too. Bearing in
mind supercapacitive behaviour of RuO2 additional report on the
behavior of C/RuO2 composite material will be given.
References: 1. S. Trasatti, W. O’Grady, in Advances in
Electrochemistry and Electrochemical Engineering.
H. Gerisher, C. W. Tobias, eds., Wiley, New York, 1981, p. 177
2. B. E. Conway, Electrochemical Supercapacitors: Scientific
Fundamentals and Technological
Applications, Kluwer Academic/Plenum Publ., New York, 1999, p.
211 3. S. Trasatti, in Interfacial Electrochemistry – Theory,
Experiment and Applications.
A. Wieckowski, ed., Marcel Dekker Inc., New York, 1999, p. 769
4. V. Panić, A. Dekanski, S. Milonjić, R. Atanasoski, B. Nikolić,
Colloids Surfaces A, 157
(1999) 259 5. V. Panić, A. Dekanski, S. Milonjić, V.B.
Mišković-Stanković, B. Nikolić, J. Serb. Chem.
Soc., 71 (2006) 1173.
-
Novi Sad, 25. i 26. januar 2007.
13
Predavanja po pozivu / Invited Lectures
PPP1 TF Anaerobna digestija u obradi otpada iz
agroindustrije
Božo Dalmacija
Prirodno-matematički fakultet, Departman za hemiju, Novi Sad,
Srbija
Problem otpadnih voda i čvrstog otpada, posebno onih iz
agroindustrije koji su visoko opterećeni organskim materijama,
prisutan je svuda u svetu. U cilju poboljšanja procesa upravljanja
vodama, tokom poslednjih dekada u zapadno-evropskim poljoprivrednim
industrijama znatno je smanjena potrošnja vode uz istovremeno
povećanje upotrebe tretiranih efluenata u posebnim delovima procesa
proizvodnje odn., gde efluent nije u dodiru sa krajnjim proizvodom
(npr. za pranje, transport, čišćenje i dr). Međutim, za tretman
otpadnih voda u cilju dobijanja efluenta odgovarajućeg kvaliteta s
aspekta njegove ponovne upotrebe, u velikom broju slučajeva
primenjuje se skupa tehnologija iz čega proizilazi potreba za
razvojem isplativijih sistema. Anaerobna digestija, kao jedno od
biotehnoloških rešenja, iako je dobro poznata već više od 100
godina, danas postaje imperativ u tretmanu agroindustrijskog
otpada, sa nizom prednosti u odnosu na široko rasprostranjen, kada
su otpadne vode u pitanju, aerobni tretman. Anaerobnu digestiju,
kao prirodan proces tokom kojeg se kompleksni organski sadržaj
mikrobiološki transformiše u odsustvu kiseonika, preko niza
intermedijera, do metana i ugljen-dioksida (biogas) kao krajnjih
produkata, karakteriše relativno nizak utrošak energije. Potrebno
je istaći da upravo izdvojeni biogas, koji može da sadrži i do 90%
metana, daje pozitivan bilans anaerobnog procesa, jer se nastali
metan kao značajni energetski izvor, dalje može primenjivati za
proizvodnju toplotne (npr. za održavanje radne temperature
digestora) ili električne energije. Obrada, korišćenje i odlaganje
mulja nastalog tokom anaerobne digestije, povećava ekonomičnost
samog procesa. Laboratorijskim ispitivanjima anaerobne digestije
čvrstog otpada pivare, definisani su optimalni uslovi predtretmana,
s ciljem povećanja efikasnosti hidrolize organskog sadržaja čvrstog
otpada. Utvrđeno je da se predtretmanom čvrstog otpada pivare sa
10% rastvora NaOH koji reaguje tokom 24 h, postižu najbolji
rezultati ne samo u pogledu povećanja brzine hidrolize, već i
anaerobni mulj najboljih nutritivnih karakteristika. Ovaj podatak
poslužio je kao osnova za ispitivanje procesa anaerobne digestije
pri poluindustrijskim uslovima u sekvencijalnom diskontinualnom
reaktoru (SBR). Poluindustrijska ispitivanja su obuhvatila
optimizaciju procesa anaerobne digestije čvrstog otpada (pivare,
šećerane i uljare), u pogledu vrste supstrata i sastava inicijalne
smeše koji će rezultovati izdvajanjem biogasa i dobijanjem mulja s
povećanim sadržajem korisnih materijala. Izbor grana
agroindustrije, kao i sastava inicijalnih smeša baziran je na
njihovom doprinosu ukupnoj količini otpada koji nastaje tokom
agroindustrijske proizvodnje na području Vojvodine. Kako je krajnji
cilj primenjenih tretmana bio dobijanje mulja sa povećanim
sadržajem azotnih jedinjenja, kao nutrijenata, kao ključni
parametar za ocenu kvaliteta dobijenog mulja uzet je C/N odnos,
odnosno količnik sadržaja organskih materija i ukupnog azota. Pad
vrednosti C/N odnosa nakon anaerobne digestije ispitivanih muljeva
ukazao je na intenzivnu degradaciju prisutnih organskih materija.
Ovo je veoma značajno s aspekta dalje primene anaerobnog mulja kao
đubriva, jer se sa jedne strane, povećava udeo azota kao
nutrijenta, a sa druge, smanjuje udeo biodegradabilne organske
frakcije, a tim i rizik od nekontrolisane potrošnje kiseonika u
zemljištu i njegovog zakišeljavanja. Na osnovu sprovedenih
istraživanja zaključeno je da se u pogledu sadržaja azotnih
materija mulj najboljeg kvaliteta dobija digestijom čvrstog otpada
pivare (C/N odnos 5,39 i 10,85).
-
XLV savetovanje Srpskog hemijskog društva
14
Anaerobic digestion in agroindustry waste treatment
Božo Dalmacija Faculty of Sciences, Department of Chemistry,
Novi Sad, Serbia
The issues of wastewater and solid wastes, especially those from
the agro-industry which are high in organic load, are problematic
the world over. With the aim of improving water monitoring
processes, over the last few decades, western-european
agro-industries have significantly decreased their water
consumption, and at the same time, the use of treated effluents has
increased in special parts of the production process, e.g., when
the effluent is not in contact with the final products (for
washing, transport, cleaning etc.). However, for wastewater
treatment aiming to obtain effluent of a certain quality from a
re-usability aspect, in most cases expensive technology is
required, from which it can be concluded that more cost-effective
systems must be developed. Anaerobic digestion, as a
biotechnological solution which has been well known for more than
100 years, is today imperative in the treatment of agro-industry
waste, as it has many benefits compared to aerobic treatment, which
is ubiquitous in the treatment of wastewater. Anaerobic digestion,
a natural process in which complex organic content is
microbiologically transformed via many intermediates into the final
products, methane and carbon dioxide (biogas), is characterised by
relatively low energy consumption. It must be underlined that the
obtained biogas, which can consist of 90% methane, means the
anaerobic process can have a positive energy balance, because the
methane, as an important energy resource, may be used for heat or
energy production. The treatment, utilization and disposal of the
sludge obtained in the anaerobic digestion process increases the
cost-effectiveness of the process. Laboratory investigations of the
anaerobic digestion of solid brewery waste defined the optimal
conditions for pre-treatment, aiming to increase the efficiency of
the hydrolysis of organic solid waste. It is concluded that the
best results, from rate of hydrolysis and obtaining anaerobic
sludge with the best nutrient characteristics standpoints, are
obtained with pre-treatment of brewery solid waste with a 10% NaOH
solution over 24 hours. This data was used as the basis of an
investigation of the anaerobic digestion process under
semi-industrial conditions in a sequential batch reactor (SBR). The
semi-industrial scale investigation included the optimisation of
the anaerobic digestion of solid waste (from a brewery and sugar
and oil refineries), from the aspect of type of substrate and the
composition of the initial mixture which results in biogas
production and sludge production with an increased content of
useful material. The selection of the types of agro-industry, and
the composition of the initial mixture, was based on the
contribution of each type to the total amount of waste which is
made during agro-industry production within Vojvodina. The final
aim of this treatment was to obtain sludge with the highest content
of nitrogen compounds as nutrients; hence the key parameter used
for judging the quality of the obtained sludge was the C/N ratio,
the ratio of organic matter content and total nitrogen content. A
fall in the C/N ratio during anaerobic digestion of the
investigated sludge showed an intense degradation of organic
matter. This is very important for using anaerobic sludge as a
fertilizer, because whilst on the one hand the nitrogen nutrients
content was increased, on the other hand, the content of the
biodegradable organic fraction was decreased, and as a result of
this, the risk of uncontrolled oxygen consumption and its
acidification was reduced. On this basis, it is concluded that from
the aspect of nitrogen containing material, the sludge of best
quality was obtained during the digestion of brewery solid waste
(C/N ratios of 5.39 and 10.85).
-
Novi Sad, 25. i 26. januar 2007.
15
PPP2 TF
Savremeni postupci termomehaničke prerade Al-Mg legura
Miljana M. Popović, Bert Verlinden* Tehnološko-metalurški
fakultet, Univerzitet u Beogradu, Karnegijeva 4
POB 35-03, 11120 Beograd, Srbija *KU Leuven, Dept. of Metall.
Mat. Eng., Kasteelpark Arenberg 44, B-3001 Heverlee, Belgija
Osnovni mehanizmi ojačavanja Al-Mg legura su: (i) rastvarajuće
ojačavanje, koje je proporcionalno sadržaju atoma Mg u čvrstom
rastvoru Al, i (ii) ojačavanje deformacijom, koje nastaje zbog
reakcije dislokacija sa rastvorenim atomima Mg u toku deformacije.
Neznatno povećanje čvrstoće nastaje i zbog prisustva čestica taloga
na bazi Mn, Zr, Cr, Sc, itd., zahvaljujući efektu disperznog
ojačavanja. Međutim, zapaženo je da se značajno povećanje čvrstoće
Al-Mg legura u žarenom stanju, može postići rafinacijom zrna,
odnosno smanjenjem veličine zrna. Efekat ojačavanja granicama zrna
moguće je odrediti na osnovu Hall-Petchove jednačine, σ =
σ0+k·d-1/2, koja opisuje zavisnost čvrstoće (σ) od veličine zrna
(d). Osim povećanja čvrstoće, smanjenje veličine zrna u opsegu
0,1÷5µm pruža mogućnost superplastičnog ponašanja Al-legura na
povišenim temperaturama, ukoliko sitnozrna struktura ostane
stabilna, odnosno ukoliko ne dođe do rasta zrna u toku deformacije.
Poznato je da uobičajenim postupcima termomehaničke prerade
Al-legura, kao što su valjanje, presovanje, kovanje, itd., nije
moguće postizanje strukture sa veličinom zrna manjom od 10 µm. Zbog
toga je veliki broj istraživanja u poslednjih 15 godina bio
posvećen razvoju različitih metoda i procesa termomehaničke
prerade,1-3 koji omogućavaju rafinaciju zrna u Al-legurama u
intervalu 0,1÷5µm. Osim specijalne metode presovanja kroz matricu
sa dva ista otvora, pod određenim uglom, odnosno ECAP-a, koju je
patentirao Segal,2 razvijene su i metoda deformacije uvijanjem pod
velikim pritiskom (HTP), zatim metoda akumulativnog spajanja
valjanjem (ARB) i asimetričnog valjanja (AR). Najveći broj
dosadašnjih istraživanja posvećen je metodi ECAP presovanja.4-6
ECAP je postupak presovanja kojim se uzorak istiskuje kroz
specijalno konstruisanu matricu, koju čine dva otvora sa istim
poprečnim presekom, pod određenim uglom Φ, koji je najčešće jednak
90° (60°< Φ
-
XLV savetovanje Srpskog hemijskog društva
16
Literatura: 1. R. Z. Valiev, R. K. Islamgaliev, I. V.
Alexandrov, Progr. Mat.Sci., 45 (2000) 103 2. V. M. Segal, Mat.
Sci. Eng., A 197 (1995) 157 3. B. Verlinden, Proc. of the 2nd Int.
Conf. on "Deformation Processing and Structure of
Materials", (Eds. E. Romhanji, M.T. Jovanović, N. Radović),
26-28 May 2005, Belgrade, Serbia, p.3
4. Z. Horita, T. Fujinami, M. Nemoto, T. G. Langdon, Metall.
Mat. Trans., 31A (2000) 691 5. M. Furukawa, Z. Horita, M. Nemoto,
T. G. Langdon, J. Mat. Sci., 36 (2001) 2835 6. T. G. Langdon, M.
Furukawa, Z. Horita, M. Nemoto, JOM, June (1998) 41 7. M. Popović,
B. Verlinden, Mat. Sci. Techn., 21 (2005) 606 8. B. Verlinden, M.
Popović, Mater. Sci. Forum, 503-504 (2006) 107
Processing of Al-Mg alloys by equal channel angular pressing
(ECAP)
Miljana M. Popović, Bert Verlinden* Faculty of Technology and
Metallurgy, University of Belgrade, Karnegijeva 4
POB 35-03, 11120 Belgrade, Serbia *KU Leuven, Dept. of Metall.
Mat. Eng., Kasteelpark Arenberg 44
B-3001 Heverlee, Belgium
The strength of non-heat treatable Al-Mg alloys depends mainly
on the solid solution hardening, due to Mg solute atoms retained in
Al-solid solution, and strain hardening effects. The strength level
can be additionally improved by dispersion hardening, due to the
presence of different precipitates, and by the grain size
refinement and producing an ultra-fine grained (UFG) structure. A
significant reduction in grain size brings several important
advantages for Al-Mg alloys: (i) the strength level (σ) markedly
increases with decreasing the grain size (d), as it has been well
described by the Hall-Petch relationship (σ = σ0+k·d-1/2); (ii) it
offers a possibility for superplastic deformation at high
temperatures and high strain rates, if an ultrafine grained
structure remains stable and unchanged at high temperatures, and
(iii) it improves a fracture toughness of Al-Mg alloys. However, in
Al-based alloys it is generally difficult to reduce the grain size
below 10 µm, through the conventional thermo-mechanical processing
such as rolling, extrusion and forging. In the last decade there
was a considerable interest in developing different methods and
techniques1-3 for processing of Al-alloys in order to produce an
ultrafine grained structure with the grain size in the range
0.1÷5µm. Several techniques have been developed including high
torsion pressure (HTP), accumulative roll bonding (ARB), asymmetric
rolling (AR), and equal channel angular pressing (ECAP), as the
most investigated4-6 and promising technique for the industrial
applications. Equal channel angular pressing (ECAP) is a processing
procedure in which a billet of tested material is subjected to an
intense plastic straining without any change in the cross-sectional
dimension of the sample. Intense straining is achieved by simple
shear by pressing the sample through an L-shaped die containing two
channels, equal in cross section, intersecting at an angle Φ
(60°< Φ
-
Novi Sad, 25. i 26. januar 2007.
17
commercial AA5182 alloy, in as-cast condition with initial grain
size of 250 µm, have been used for ECA pressing at 200°C up to 8
passes, and at 400°C up to 12 passes. The results have shown that
ECAP at 200°C produces a good combination of strength and work
hardening, while the strength after ECAP at 400°C remains low and
constant even after 12 passes. The grain size was refined from 250
µm up to 1.5 µm, after ECAP at 200°C, and up to 5 µm, after ECAP at
400°C.7 In order to investigate a possible precipitation hardening
which occurs during ECAP deformation, a modified commercial AA5182
alloy, with 1.2 wt. % Cu has been used for ECA pressing at 200°C.
Both Al-Mg alloys have been 'pre-treated' by 4 ECAP passes at
400°C, and re-annealed at 530°C/30 min, and then deformed by ECAP
procedure at 200°C for 4 and 8 passes. After 8 ECAP passes at 200°C
the grain size was refined up to 1.2 µm in AA5182 alloy, and up to
1.4 µm in a modified AA5182+1.2wt.%Cu alloy.8 A fair combination of
strength and strain hardening was observed for both alloys. An
increase in strength of about 20% for AA5182+1.2 wt. % Cu alloy
after 8 passes at 200°C, compared to AA5182 alloy, was attributed
to the effect of precipitates which slow down the recovery process.
References: 1. R. Z. Valiev, R. K. Islamgaliev, I. V. Alexandrov,
Progr. Mat.Sci., 45 (2000) 103 2. V. M. Segal, Mat. Sci. Eng., A
197 (1995) 157 3. B. Verlinden, Proc. of the 2nd Int. Conf. on
"Deformation Processing and Structure of
Materials", (Eds. E. Romhanji, M.T. Jovanović, N. Radović),
26-28 May 2005, Belgrade, Serbia, p.3
4. Z. Horita, T. Fujinami, M. Nemoto, T. G. Langdon, Metall.
Mat. Trans., 31A (2000) 691 5. M. Furukawa, Z. Horita, M. Nemoto,
T. G. Langdon, J. Mat. Sci., 36 (2001) 2835 6. T. G. Langdon, M.
Furukawa, Z. Horita, M. Nemoto, JOM, June (1998) 41 7. M. Popović,
B. Verlinden, Mat. Sci. Techn., 21 (2005) 606 8. B. Verlinden, M.
Popović, Mater. Sci. Forum, 503-504 (2006) 107
-
XLV savetovanje Srpskog hemijskog društva
18
PPP3 TF
Solventna ekstrakcija srebra i paladijuma kaliksarenima i
njihova elektroredukcija iz organske faze
Velizar D. Stanković
Tehnički fakultet Bor, Univerzitet u Beogradu; VJ 12, 19210 Bor,
Srbija
Brojni tehnološki postupci za uklanjanje jona metala iz
efluenata su razvijeni tokom poslednje trećine prošlog veka, a neki
od njih su našli svoju primenu i na industrijskom nivou. Tretman
otpadnih voda koje sadrže jone plemenitih metala bio je posebno
predmet interesovanja istraživača, kako zbog vrednosti samih
metala, tako i zbog njihove toksičnosti. Uklanjanje jona obojenih
metala iz otpadnih voda, posebno Pb, Cu, Hg i Cd, bilo je takođe
predmet istraživanja, zbog njihove ekstremno visoke toksičnosti i
opasnosti da budu ispušteni u prirodne vodotokove. U ovom radu biće
prikazani rezultati ispitivanja solventne ekstrakcije jona srebra i
paladijuma iz razblaženih nitratnih rastvora novim ekstragensima:
kaliksaren-tetramidom i njegovim tio- oblikom, rastvorenim u
metilenhloridu kao solventu. Detaljno je ispitan uticaj vrste i
koncentracije ekstragensa, pH vrednosti vodene faze i drugih
parametara, na stepen ekstrakcije metala iz vodene faze.
Ustanovljena je stehiometrija i mehanizam procesa kompleksiranja
ovih metala kaliksarenima, te koeficijent raspodele; određene su
izoterme ekstrakcije i selektivnost korišćenih ekstragenasa. S
obzirom da se re-ekstrakcija metala nije mogla da izvede na
konvencionalni način, vršena je elektrohemijska redukcija
metal-organskog kompleksa direktno iz organske faze, pri različitim
eksperimentalnim uslovima. Anodna reakcija bila je elektroliza
vode, čime je izbegnuta eventualna anodna oksidacija kaliksarena.
Postignut je visok stepen redukcije metala, uz prihvatljivo dobro
strujno iskorišćenje i zadovoljavajuće nizak utrošak energije.
Predložen je postupak za elektrohemijsko dobijanje metala
redukcijom metal-organskog kompleksa iz dvofaznog sistema
kaliksaren- nitratni rastvor i ukazano na moguće inženjerske
implikacije primene predloženog postupka. Literatura 1. A. F. Danil
de Namur, M. T. Goitia, A. R. Casal, J. A. Villanueva-Salas;
“Extraction of silver
(I) by calixarene amine derivatives: The medium effect on the
stoichiometry of the phase transfer extraction process”; PCCP, 3
(2001) 5242
2. A. T. Yordanov, D. M. Roundhill and J. T. Mague; “Solvent
extraction of divalent palladium and platinum from aqueous
solutions of their chloro complexes using an
N,N-dimethyl-dithiocarbamoylethoxy substituted calix[4]arene”;
Inorganica chimica Acta, 240 (1995) 441.
3. V. Stankovic, C. Comninellis and F. Zonnevijlle; “A new
process for metal removal from effluents, based on the solvent
extraction / electrowinning”; 7th European Symposium on
Electrochemical Engineering; 3 - 5 October 2005; Toulouse, France;
Proceedings 411- 417
-
Novi Sad, 25. i 26. januar 2007.
19
Solvent extraction/ electrowinning of silver and palladium from
effluents
Velizar D. Stanković Technical Faculty Bor, University of
Belgrade; VJ 12; 19210 Bor, Serbia
([email protected]) Numerous processes for metal
reclaiming from various effluents are developed during the last
third of the past century and offered, more or less successfully,
on the world market. However, treatment of mine- or wastewaters,
containing different hazardous metals, still actuates considerable
high interest of scientists throughout the world. Noble metals have
often been targeted in these investigations, because of their high
price and toxicity at the same time, while heavy metals
(particularly Pb, Hg, Cd, Cu,…) are treated mainly as extremely
dangerous contaminants of surface- and/or ground waters. In this
work a new process for metal recovery from acidic aqueous solutions
will be presented. The approach, in establishing of the new
process, is in the integration of the solvent extraction and the
electrowinning in one step, making the whole process shorter - thus
simpler than the conventional SX-EW technology is. The newest
generation of extractants is used for the extraction of metal ions
from aqueous phase. The electrowinning is carried out using both
two- or three-dimensional cathode. Different extractants of various
concentrations were employed in the solvent extraction step. pH
value of aqueous phase as well as the presence of some strange ions
on the extraction of targeted metal were also investigated widely.
The effect of current density or electrode potential as well as the
nature of electrode material on the current efficiency and the cell
voltage and their change during the electrowinning process is
investigated, too. The established process has shown, besides a
high extraction degree of targeted ion from the aqueous phase (due
to good features of applied extractants), a high electrowinning
degree of complexed metal, too. High current efficiency and
reasonably low specific energy consumption are achieved in this
process, as well. Choosing proper electrowinning conditions and
keeping them at constant values, it is possible to use the
extractant as long as you wish without changing its extraction
abilities.
-
XLV savetovanje Srpskog hemijskog društva
20
PPP4 TF
Sinergija strukturalnih i teksturalnih osobina – ključni faktor
aktivnosti sulfonovane cirkonije u reakcijama izomerizacije
parafina
Goran C. Bošković
Tehnološki fakultet Univerziteta u Novom Sadu, Cara Lazara 1,
21000 Novi Sad, Srbija
Oštra regulativa zaštite okoline u zemljama Evropske Unije
nametnula je problem obezbeđivanja komponenata sa visokim oktanskim
brojem (OB) za namešavanje motornog benzina. Naime, smanjivanje
dozvoljenog udela štetnih, ali istovremeno energetski kvalitetnih
naftnih komponenata olefinskih i aromatskih struktura, kao i
eliminisanje aditiva kao što su tetraetil-olovo i MTBE, donose
probleme u zadovoljavanju kvaliteta motornih goriva. Rešenje se
nudi u reakcijama alkilacije ili izomerizacije normalnih alkana,
kada se uvođenjem alkil-grupa u osnovnu strukturu, ili
reorganizacijom strukture linearnog ugljovodoničnog niza, OB
proizvoda može značajno povećati u odnosu na isti za polazni
parafin. Izomerizacija je katalitički proces koji zahteva
bifunkcionalni katalizator: metal na kiselom nosaču. Trenutno su u
komercijalnoj upotrebi tradicionalni Pt/Cl-Al2O3 katalizatori, kao
i katalizatori na bazi zeolita. Prvi su, mada veoma aktivni,
neotporni na otrove i vodu iz sirovine, a prisutni Cl- promotor je
ekološki neprihvatljiv. S druge strane, robustnost katalizatora na
bazi zeolita plaća se niskom aktivnošću te zahtevom za višim radnim
temperaturama. Trenutno ne postoji komercijalni, visoko aktivni i
selektivni, a istovremeno ekološki prihvatljiv, katalizator za
procese izomerizacije ugljovodonika srednje dužine lanaca (C5-C7).
Čvrste kiseline kao što je sulfonovana cirkonija (SC) su
potencijalni katalizatori za izomerizaciju lineranih parafina.
Modifikovana sulfatima cirkonija često pokazuje katalitičku
aktivnost u mnogim reakcijama koje zahtevaju kisele ili superkisele
osobine. Njeno ponašanje zavisi od metoda pripreme i procedure
aktivacije, ali u literaturi ne postoji konsenzus o korelaciji
aktivnosti sa teksturalnim i strukturalnim osobinama. U ovom radu
uzorci prekursora SC sintetisani su iz nitratnog, hidroksidnog i
alkoksidnog polaznog materijala odgovarajućim metodama
precipitacije/impregnacije, kao i modifikovanom sol-gel metodom.
Osušeni uzorci prekursora katalizatora sulfidovani su H2SO4 (0,5M)
do projektovanog sadržaja S od 3 mas.%, a zatim su kalcinisani u
opsegu temperatura 500-700 oC. Uspešnost sulfidovanja, kao i
stabilnost ugrađenih sulfata provereni su termogravimetrijski (TG)
u rasponu 20-1000 oC, a teksturalne karakteristike ispitane su
metodom niskotemperaturne adsorpcije azota uz primenu BET
jednačine. Strukturne karakteristike i veličina zrna određene su
difrakcijom X-zraka, a morfološke karakteristike skenirajućom
elektronskom mikroskopijom. Površinske karakteristike ispitane su
probom na jačinu kiselih centara koristeći Hammett-ove indikatore.
Kao test treakcija korišćena je izomerizacije n-heksana, a probe su
vršene u protočnom mikroreaktoru sa nepokretnim slojem
katalizatora, u opsegu temperatura 200-350 oC, na atmosferskom
pritisku i pri pracijalnom pritisku n-C6 od 60,5 mbar. Odnos
nosećeg gasa i heksana bio je 15, a zapreminska brzina u intervalu
6-8⋅10-2 mol n-C6/gcat⋅min. Ispitivanja strukture dufrakcijom
X-zraka ukazuje na transformaciju tetragonalne u monokliničnu fazu
cirkonije sa povićenjem temperature kalcinacije. Paralelno sa ovim
dolazi i do procesa sinterovanja i povećanja veličine zrna
cirkonije, a ovo je praćeno narušavanjem teksturalnih osobina:
snižejem specifične površine i povećanjem srednjeg prečnika pora.
Termogravimetrijska ispitivanja ukazuju na gubitak mase u dva
stepena, od kojih prvi odgovara oslobađanju vode, a drugi gubitku
sulfata. Razlika u temperaturama na kojoj dolazi do gubitka sulfata
upućuje na zaključak o postojanju dva tipa sulfatnih grupa, onih
manje stabilnih koji se uklanjaju do 600 oC i onih čija stabilnost
zavisi od temperature prethodne kalcinacije. Korelacija aktivnosti
sa prirodom i količinom sulfata ukazuje na pozitivan uticaj sulfata
na nivo aktivnosti i život katalizatora, a ovo je u direktnoj vezi
sa intenzitetom tertragonalne faze cirkonije i brzinom njene
transformacije u monokliničnu fazu. Čak šta više, izgleda da
postoji kritičan minimalni sadržaj sulfata ispod kojeg ni jedan
uzorak ne pokazuje aktivnost. Nezavisno od porekla SC aktivnost
proporcionalno opada
-
Novi Sad, 25. i 26. januar 2007.
21
sa povišenjem temperature kalcinacije, a unutar iste temperature
kalcinacije maksimalna aktivnost postiže se za radnu temperaturu od
300 oC. Selektivnost svih uzoraka je relativno niska za račun
dominantnog prisustva produkata krekinga u proizvodu, kao i veoma
malog udela poželjnih C6-izomera sa jednom i dve CH3-grupe. Ovo je
verovatno rezultat odsustva metalne i prisustva kisele funkcije
nedovoljnog intenziteta za ostvarivanje klasičnog bifunkcionalnog
mehanizma. Ispitivanja aktivnosti ukazuju na obavezno prisustvo He
kao nosećeg gasa, što je u saglasnosti sa ranijim literaturnim
navodima o veoma niskoj aktivnosti SC u prisustvu vodonika,
uobičajenog nosećeg gasa u reakcijama izomerizacije alkana u
prisustvu standardnih katalizatora. Ovakvi uslovi, međutim,
rezultiraju brzom deaktivacijom katalizatora koksom, a kao rezultat
nemogućnosti samoregeneracije katalizatora u odsustvu H2,. Nešto
veća stabilnost SC iz alkoksidnog prekursora ukazuje na povoljan
uticaj mezopora u smislu mogućnosti akumulacije veće količine koksa
i odsustva deaktivacije mehanizmom trovanja otvora pora koji vodi
ubrzanoj deaktivaciji katalizatora.
Structure and texture synergy – a key factor determining
activity of sulfated zirconia catalyst for parafine
isomerization
Goran C. Bošković
Faculty of Technology, University of Novi Sad, Cara Lazara 1,
21000 Novi Sad, Serbia
The tight regulation in terms of environmental protection in EU
countries imposed problems of supply of high octane number (ON)
components for gasoline blending. That is to say, by decreasing the
fraction of harmful but at the same time high ON components like
olefins and aromatic compounds, as well as by elimination ON
busters based on lead and MTBE, problems on gasoline quality have
been developed. The solution is offered in alkylation and
isomerization reactions, when introduction of an alkyl group in a
linear paraffin structure, or reorganization of this normal
structure, brings products with higher ON in comparison to that of
the original paraffin. Isomerization is a catalytic process
requiring a byfunctional catalyst: metal on an acidic support. So
far both traditional Pt/Cl-Al2O3 catalysts and zeolite based
catalysts have been commercially used. The first are active but
sensitive towards poisons and water from the feed, and with the
environmental drawback in terms of the presence of Cl- ions.
Zeolite catalysts are, however, robust but with low activity. At
the moment there is no active, selective and environmentally
acceptable commercial catalyst for isomerization of straight
alkanes (C5-C7). Solid acids as sulfated zirconia (SZ) are
potential catalysts for isomerizationn of paraffins with linear
chains. Modified with sulfates zirconia performs catalytic
activities in many reaction requiring acidic or superacidic
properties. Its behavior depends on preparation method and
activation procedure, but there is no consensus in the literature
on activity-structure-texture correlations. In this work SZ
precursor samples were synthesized from different zirconium
materials based on nitrate, hydroxide and alkoxide, by appropriate
methods of precipitation/impregnation, as well as a modified
sol-gel method. Dried precursor samples were sulfided by H2SO4
(0,5M) for the final amount of S of 3 mas.%, and than calcined in
the temperature range 500-700 oC. The accomplishment of the process
and stability of incorporated sulfates were checked by TG in the
temperature range 20-1000 oC, and textural characteristics were
examined by low temperature N2 adsorption using BET equation. The
samples structure and the grain size were examined by XRD, and
morphological characteristics were proved by SEM. Surface
properties, i.e. acidity, were confirmed by means of probes with
Hammett indicators. Isomerization of n-C6 in fixed-bed micro
reactor was used as a test reaction to probe catalyst activity and
selectivity at the temperature range 200-350 oC, at atmospheric
pressure and partial pressure of n-C6 of 60.5 mbar. The reaction
was performed at constant ratio carrier gas/ n-C6=15 and space
velocity in the interval 6-8⋅10-2 mol n-C6/gcat⋅min. XRD lines
indicate transformation of tetragonal to monoclinic phase of
zirconia in line with temperature of calcination increase.
Similarly to that the process of sintering occurs followed with
-
XLV savetovanje Srpskog hemijskog društva
22
grain size increase, surface area decrease and mean pore
diameter increase. TG results show the weight loss in two steps,
the first corresponding to water removal and the second matching
sulfates loss. Temperature difference in the case of previous
indicates existence of two types of sulfates: less stable sulfates
removable up to 600 oC, and sulfates with stability depending on
temperature of the previous calcinations. Correlation of activity
with nature and amount of sulfate shows a positive influence of
sulfates onto activity and the catalyst life. On another hand
activity and stability are directly proportional to the intensity
of the tetragonal phase and to the rate of transformation of the
former to the inactive monoclinic phase. It seems that there is a
critical minimal amount of sulfate present in SZ for activity to be
performed. Regardless of SZ origin its activity proportionally
decline with calcinations temperature increase. Within the same
calcinations temperature maximal activity is achieved at 300 oC.
Selectivity for all samples is rather low due to dominant presence
of cracked products, as well as for very low fraction in products
of desirable isomers with one or two CH3-groups. The former is
probably the result of a metal function absence from SZ and the
presence of an acidic function of low acid strength. Activity tests
prove the mandatory presence of He as a carrier gas, what is in
accord with earlier claims in literature of very low activity of SZ
when H2 has been used. This situation results, however, in fast
catalyst deactivation by coking due to unachievable self
regeneration in the absence of H2. Higher stability of SC prepared
from alkoxide precursor indicates beneficial influence of meso-size
pores, most probably due to better accommodation of coke deposits
and absence of deactivation by the pore plugging mechanism leading
to fast deactivation.
-
Novi Sad, 25. i 26. januar 2007.
23
PPP5 TF
Од традиционалне ка модерној настави хемије: примена неких
метода, стратегија и технологија у унапређивању наставе хемије
Слоботка Алексовска Институт за хемију, Природно-математички
факултет, Aрхимедова 5, П. фах 162
1000 Skopje, Република Македонија
Током последњих неколико деценија, на научном, технолошком,
економском и друштвеном плану у свету се дешавају веома драстичне
промене. Развој информатичке науке и техонологије, као и науке о
новим материјалима, дају посебно обележје данашњици. Све ове
промене утичу на систем и начин образовања, нарочито у природним и
техничким наукама, међу којима хемија заузима једно од најважнијих
места. Од данашњих ученика тражи се да уче брзо, да буду креативни
и критички мислиоци, да решавају проблеме на које наилазе, да буду
информатички описмењени, да умеју да сарађују итд. Међутим,
ипитивања показују да ученици основне и средње школе сматрају да је
хемија један од најтежих и најнепопуларнијих наставних предмета.
Зато се поставља питање како да се ово стање превазиђе и како да
настава хемије одговори савременим прохтевима. Очито је да се
морају уводити промене и то: у организацији наставе, у примењеним
методама на часу хемије и у техникама и технологијама учења. Главни
циљ свих ових промена је да ученици буду активно укључени у
наставни процес т.ј. да од пасивних слуша-оца пређу у директне
креаторе, наставног процеса чиме би се постигао позитивни став
према хемији, науци и образовању. Хемија као наставни предмет нуди
велике могуђности за примену такозваних стратегија усмерених на
ученике и њихову креативност. У овом раду ће бити укратко критички
размотрено неколико савремених метода и стратегија учења хемије:
примена методе истраживања, израда ученичких пројеката, различитих
графичких техника, увођење информатике у наставу хемије, примењено
на индивидуални рад и рад у малим групама.
From traditional towards modern chemistry teaching: application
of some methodologies, strategies and technologies for improvement
of teaching chemistry
Slobotka Aleksovska Institute of Chemistry, Faculty of Science,
Arhimedova 5, POB 162, 1000 Skopje
Republic of Macedonia
During the last few decades, rapid changes are occurring in
science, technology, economy and sociology all over the world. The
development of informatic sciences and technologies, as well as the
material science are giving special characteristic to nowadays. All
these changes strongly influence to the educational system,
especially in natural and technical sciences, among which chemistry
takes a significant place. Our students have to be quick learners,
creative and critical thinkers, problem solvers, computer literate
and skillful in communicating and teamwork. However, the
investigations show that the students in primary and secondary
school consider chemistry as one of the most difficult and
unattractive subjects. Therefore, a question is how to overcome
this situation and how teaching chemistry to respond to modern
requests. Obviously some new approaches and innovations of teaching
chemistry must be developed: in organisation of the lessons,
methodology, and techniques and technologies of learning. The main
purpose of the novel approaches involves active learning at the
forefront, students’ participation and their active and
constructive role in teaching process, instead of the role of
passive listeners. This will promote positive attitudes towards
chemistry, science, and learning. Chemistry, as a subject, gives a
lot of opportunities for application of so called student-centered
teaching. An advantages and disadvantages of several modern
methodologies and strategies in teaching chemistry, such as:
problem solving method by students’ investigation, project
activities, graphic organizers, computer based learning applied in
individual and small-group learning, will be discussed.
-
XLV savetovanje Srpskog hemijskog društva
24
PPP6 TF
Mehanizmi adaptacije na nepovoljne uslove – otpornost na
hladnoću i dehidrataciju
Gordana N. Grubor-Lajšić, Danijela K. Kojić Departman za
biologiju i ekologiju, Prirodno-matematički fakultet
Univerzitet u Novom Sadu, Srbija
Insekti i drugi ektodermi preživljavaju niske temperature
snižavanjem tačke mržnjenja telesnih tečnosti (izbegavanje
zamrzavanja), sprečavanjem ekstracelularnog formiranja leda
(tolerantnost na zamrzavanje) ili snižavanjem tačke mržnjenja
telesnih tečnosti postizanjem ekvilibriuma pritiska vodene pare sa
ledom u okruženju (krioprotektivna dehidratacija). Sve ove
adaptacije sa njihovom fizičkom, eko-fiziološkom,
biohemijsko/fiziološkom i genetskom osnovom su u poslednjih 60
godina proučene kod mnogih vrsta.. Opšta adaptacija na niske
temperature je akumulacija niskomolekulskih organskih jedinjenja
kao što su polioli (glicerol i sorbitol), šećeri (trehaloza) i
aminokiseline (alanin i prolin). Ova jedinjenja štite organizam
koligativno, povećanjem osmolarnosti i snižavanjem tačke mržnjenja.
Kako su zamrzavanje i dehidratacija uslovljeni procesi,
ne-koligativan efekat ovih jedinjenja je i u stabilizaciji
membrana, proteina i drugih molekulskih struktura u ćeliji
(hipoteza zamene vode). Važnu ulogu u mehanizmima otpornosti na
niske temperature je i nekoliko dobro proučenih proteina. Tako,
antifriz proteini nekoligativno snižavaju tačku mržnjenja sa
efektima termalne histerezis (sniženje tačke mržnjenja rastvora
ispod temperature topljenja) i inhibicijom rekristalizacije leda. U
oba mehanizma je uključena direktna interakcija antifriz proteina i
kristala leda. Proteini nukleatori kristalizacije su klasa proteina
koja doprinosi otpornosti na hladnoću kod nekih vrsta. Oni
iniciraju formiranje kristala leda pri relativno visokim
temperaturama (ispod nule), ali u vanćelijskom prostoru.
Akvaporini, hit šok proteini i proteini karakteristični za kasnu
embriogenezu (LEA) su takođe uključeni u adaptacije na niske
temperature i dehidrataciju. LEA (late embryogenesis abundant)
proteini sprečavaju agregaciju proteina i javljaju se kod
organizama otpornih na dehidrataciju. Pored toga, opšti biohemijski
regulatorni mehanizmi su takođe deo dobro adaptiranog metabolizma
na nepovoljne uslove. To su adaptivne promene prisustva enzima
(moguće identifikovati analizom transkriptoma i proteoma), kao i
delovanje alosternih efektora i kovalentne modifikacije već
prisutnih enzima (regulacija enzima
fosforilacijom/defosforilacijom). Najnovija istraživanja ukazuju da
je i antiokidacioni sistem uključen u metabolizam otpornosti na
uslove nepovoljne za život. Proučavanjem otpornosti na hladnoću
kukuruznog plamenca Ostrinia nubilalis, pratili smo neke od enzima
pentozofosfatnog puta odgovornog za značajno povećanje
koncentracije glicerola pri izlaganju insekata niskim
temperaturama. Pretpostavili smo da favorizovanje pentozofosfatnog
puta i nastanak NADPH ima i dodatne implikacije na redoks status
organizma. Važna karakteristika antioksidacionog sistema insekata
je nedostatak selen-zavisne glutation peroksidaze i postojanje
enzimskog sistema za recikliranje askorbata. Ovaj sistem se sastoji
od askorbat peroksidaze (prisutna kod biljaka) koja u prisustvu
askorbinske kiseline eliminiše H2O2. Nastali dehidroaskorbat se
ponovo prevodi u askorbat delovanjem dehidroaskorbat reduktaze uz
istovremenu oksidaciju glutationa. Oksidovani glutation se redukuje
delovanjem glutation reduktaze u prisustvu NADPH. Ovo naglašava
ključnu ulogu glutationa u povezivanju NADPH (pentozofosfatnog
puta) i antioksidacionog sistema odbrane. Utvrđeno je bi redoks
status, pored hormona i faktora rasta, ima značajan uticaj u redoks
regulaciji signalnih puteva. Novija istraživanja su pokazala da je
nekoliko komponenti signalnog puta kinaza kao i neki transkripcioni
faktori (AP-1 i NF-kB), regulisani reaktivnim česticama kiseonika i
azota. Oksidanti imaju glavnu ulogu i u procesima regulacije
ekspresije gena. Sagledavanje samo nekih od navedenih aspekata
kompleksnog mehanizma koji je u osnovi otpornosti na hladnoću,
dehidrataciju i stanje mirovanja, kao i njihovih međusobnih odnosa,
dovelo je do identifikacije paterna genske ekspresije odgovorne za
ove procese kao i kontrolne mehanizme regulacije.
-
Novi Sad, 25. i 26. januar 2007.
25
Mechanisms of adaption to adverse conditions – cold hardiness
and desiccation
Gordana N. Grubor-Lajšić, Danijela K. Kojić Department of
Biology and Ecology, Faculty of Sciences, University of Novi Sad,
Serbia
Insects (and other ectoderms) survive low temperatures by
keeping their body fluids in a liquid phase below their normal
freezing points (freeze avoidance) or avoiding intracellular
formation of ice in their tissues (freeze tolerance) or depressing
their freezing point by keeping their body fluids in vapor pressure
equilibrium with the surrounding ice (cryoprotective dehydration).
All these adaptations have their physical, eco-physiological,
biochemical/physiological and genetic backgrounds, examined in many
species during the last 60 years The most common adaptation to low
temperatures is the accumulation of a limited number of
low-molecular weight organic solutes like polyols (glycerol and
sorbitol), sugars (trehalose) and amino acids (alanine and
proline). These compounds colligatively protect the entire body
from low temperature damage by increasing the osmolarity of body
fluids and reducing the freezing point. Desiccation and freezing
are closely related processes and non-colligative effects of these
compounds include stabilisa-tion of membranes, proteins and other
molecular structures of cells (the water replacement hypothesis).
There are also a few well-known proteins