Responsable: MARCOS JOSE SOLACHE RIOS

Objetivos:

El objetivo general es aportar conocimientos sobre el comportamiento químico y fisicoquímico de los lantánidos y de los actínidos.

Antecedentes:

En el Departamento de Química del ININ se iniciaron las investigaciones sobre los actínidos y lantánidos en 1983 y entre ese año y 1993 se publicaron varios trabajos en el campo. Ya en 1993 el tema se planteó como proyecto del Departamento de Química y desde entonces, se han desarrollado 14 proyectos institucionales y una actividad gerencial y se ha contado con el apoyo de 4 proyectos CONACYT.
La vinculación con científicos de universidades del país y del extranjero se ha mantenido constantemente. En el país, con investigadores de la UAM, de la UNAM, UAEH y de la UAEM, principalmente. En el extranjero con instituciones de Suiza, de Bulgaria y de Francia, principalmente.
Los objetivos de los proyectos ya desarrollados han sido aportar conocimientos para la comprensión de la química en solución y en el estado sólido de lantánidos y actínidos, sobre su comportamiento en el ambiente y también sobre la química de sus complejos con macromoléculas cíclicas y lineales.
Los resultados de las investigaciones realizadas en los proyectos, que sobre la química de las tierras raras se han realizado en el Departamento de Química, de 2006 a la fecha, se hallan en 16 publicaciones científicas que se encuentran publicadas o en prensa. Los avances del proyecto se han difundido también en 8 foros científicos internacionales y 20 nacionales, además de 3 conferencias impartidas en sendos centros de enseñanza.
En lo que se refiere a la formación de recursos humanos, dentro de esos proyectos se han elaborado numerosos trabajos de tesis a niveles de técnico, licenciatura, maestría y doctorado, que han sentado las bases profesionales y científicas de sus autores.

Logros Obtenidos:

Los estudios de luminiscencia del calixareno bipiridil-bicarboxílico del tetra-tio-pt-butilocalix[4]areno indicaron que es una especie con baja intensidad de luminiscencia; los espectros de fluorescencia y fosforescencia  así como tiempos de vida de sus complejos de terbio, europio y uranilo en el estado sólido y solución congelada de DMF-MeOH confirmaron que estos complejos son altamente estables. Sin embargo, la transferencia de energía del calixareno al catión fue Tb³⁺ (100%) >UO₂²⁺(80%) >>Eu³⁺(50%).

El calixareno p-ter-octilocalix[4]areno tetra-fosfinoilado, B₄boctL⁴, con una concentración de 6.443x10^-4 M tiene una capacidad máxima de carga de 3.66x10^-3 M para torio, por lo que se considera un buen extractante.

Los ácidos fúlvicos provenientes del suelo del bosque de oyamel (Abies religiosa) fueron separados, purificados y caracterizados. Se inició el estudio de formación de complejos con dichos ácidos.

Se determinó la eficiencia de adsorción del difosfato de zirconio para iones uranilo. Se modificó la superficie del difosfato de zirconio con ácido oxálico y ácido salicílico a diferentes temperaturas, y se calcularon las constantes de acidez de superficie.  

Se identificó la presencia de elementos transuránicos, como plutonio y americio en las muestras superficiales de sedimentos por espectroscopia alfa.

Se determinó el comportamiento de hidrólisis de los elementos praseodimio y lutecio cuando se encuentran en la misma solución acuosa, en medio 2M de NaClO₄ a 303 K y en condiciones libres de CO₂. Los valores de las constantes de estabilidad de la primera especie de hidrólisis de la mezcla praseodimio-lutecio fueron similares a los reportados en la literatura determinados de manera individual.

Publicaciones

1. 5f-Element complexes with a p-tert-butylcalix[4]arene bearing phosphinoyl pendant arms: Separation from rare earths and structural studies. Flor de María Ramírez, Sabi Varbanov, Jean-Claude G. Bünzli, Rosario Scopelliti. Inorganica Chimica Acta 378 (2011) 163–168.

2. Uranyl complexes formed with a para-t-Butylcalix[4]arene bearing phosphinoyl pendant arms on the lower rim. Solid and solution studies. F. de M. Ramírez, S. Varbanov, J.-C. G. Bünzli, J. F. Rivas-Silva, M. A. Ocaña-Bribiesca, M.A. Cortés-Jácome and J. A. Toledo-Antonio. Radiochimica Acta, Vol. 100, DOI 10.1524/ract.2012.1925, proofs 1-11..

3. Capítulo de libro en el período: “Stoichiometric Ratio in Calixarene Complexes” in "Stoichiometry and Research - The Importance of Quantity in biomedicine”, ISBN 979-953-307-289-9. Intech Publisher. En prensa noviembre 2011. Flor de María Ramírez e Irma García-Sosa.

4. Analysis of lanthanides and actinides in sea sediments from the Gulf of Tehuantepec. E. Ordóñez-Regi, G. García-Rosales, O. E. Gutiérrez-Muñiz. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 289, 1 (2011) 197-201

5. Characterization of marine sediments using analytical techniques. G. García-Rosales, E. Ordonez-Regil, Ramírez Torres J. J, López Monroy J. M.L. Machain C, L.C. Longoria G. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. 289, 2 (2011) 407-415.

6. Speciation of uranium (VI) sorbed onto zirconium diphosphate surface modified by citric and oxalic acids. E. Ordóñez-Regil, N. García-González, M.G. Almazán-Torres, E. Simoni. Radiochimica Acta, aceptado para su publication septiembre de 2011.

7. Composition and properties of tectosilicate -uranium layers of soil. Duarte Alaniz C., Ordoñez Regil E., Cruz Cruz G. J., Ramírez Torres J., López Monroy J.^. European Journal of Chemistry,  aceptado para su publicación octubre de 2011.

Participaciones en congresos, 2011

1. Uranio y Plutonio en Sedimentos Marinos. E. Ordóñez Regil & M.G. Almazán Torres, A.C. Ruiz Fernández. XXII Congreso Anual de la SNM y LAS/ANS Symposium. Los Cabos, Baja California Sur, México, del 7 al 10 de agosto, 2011

2. Sorción de Uranilo a 20 y 40°C en Difosfato de Circonio Modificado con Ácido Salicílico. N. García González, E. Ordóñez Regil, D. A. Solís Casados. XXII Congreso Anual de la SNM y LAS/ANS Symposium. Los Cabos, Baja California Sur, México, del 7 al 10 de agosto, 2011.

Formación de recursos humanos (terminados), 2011:

1. Examen profesional de licenciatura en Ingeniería Química: Ericka Cristina Serrano Valero. Trabajo de tesis: Investigación sobre la capacidad extractiva del p-ter butilocalix[8]areno octa-fosfinoilado hacia iones uranilo de un medio acuo-ácido salino. ININ, Instituto Tecnológico de Toluca,  Metepec, Edo. de México. Directora: Flor De María Ramírez De La Cruz. Fecha del examen 16 de junio de 2011.

2. Examen profesional de licenciatura en Ingeniería Química: Karen Palomares Castillo. Trabajo de tesis: Síntesis y Caracterización de Complejos de Uranilo con p-ter butilcalix[8]areno octafosfinoilado. Investigación de sus Propiedades Fisicoquímicas. ININ, Instituto Tecnológico de Toluca,  Metepec, Edo. de México. Directora: Flor De María Ramírez De La Cruz. Fecha del examen 16 de noviembre de 2011.

3. Examen Doctoral: Aída Contreras Ramírez. Trabajo de tesis: Sorción de Sm³⁺ y UO₂²⁺ en fosfatos mixtos de Zr. Doctorado en Ciencias Nucleares. UAEM /ININ. Directores: Eduardo Ordóñez Regil y Suilma Marisela Fernández Valverde. Fecha del examen 07/10/2011.

4. La C. María Isabel Valencia Flores, estudiante de la carrera de Técnico Químico Industrial del CONALEP de Lerma, Edo. De México, concluyó en julio, 2011 su estancia de 4 meses en el Departamento de Química, para  Prácticas Profesionales, con el tema: Separación de ácidos húmicos y fúlvicos del suelo, bajo la asesoría de Melania Jiménez Reyes.

Aplicaciones:

Aportar conocimientos científicos sobre el comportamiento químico y fisicoquímico de los lantánidos y de los actínidos, desde los puntos de vista siguientes: formación de complejos con grandes moléculas, tanto naturales como sintéticas, adsorción en diversos tipos de materiales e identificación en sedimentos marinos.

La formación de recursos humanos para su incorporación a la vida productiva del país.

Vinculación:

Instituto Tecnológico de Toluca

Instituto Potosino de Investigación Científica y Tecnológica

Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Iztapalapa.

Instituto de Física Nuclear de Orsay, Francia.