Responsable: MARCOS JOSE SOLACHE RIOS

Objetivos:

1. Aportar conocimientos sobre el comportamiento químico y fisicoquímico de los lantánidos y de los actínidos.

2. Estudio fisicoquímico de calixarenos funcionalizados de sus complejos con actínidos y lantánidos. Separación calixarénica de fármacos con degradación fotocatalítica asistida con lantánidos.

3. Estudios en solución del europio en presencia de ácidos fúlvicos.

4. Determinación de las propiedades de sorción de fosfatos, silicatos y óxidos de circonio para la fijación del uranilo y lantánidos.

5. Estudio de actínidos y lantánidos en sedimentos marinos y lacustres.

6. Determinación de la primera constante de hidrólisis del holmio en solución acuosa por espectrofotometría.

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 15 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 se hallan en publicaciones científicas. Los avances del proyecto se han difundido también en foros científicos internacionales y nacionales, además de 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.

Beneficios:

Aportar conocimientos científicos sobre el comportamiento químico y fisicoquímico de los actínidos y los lantánidos desde los siguientes puntos de vista: síntesis y comportamiento fisicoquímico de calixarenos funcionalizados con actínidos y lantánidos; Separación calixarénica de fármacos con degradación fotocatalítica asistida con lantánidos; comportamiento del europio en presencia de ácidos fúlvicos; propiedades de sorción de fosfatos, silicatos y óxidos de circonio para la fijación del uranilo y lantánidos; determinación de actínidos y lantánidos en sedimentos marinos y lacustres; comportamiento hidrolítico del holmio en solución acuosa.

Logros Obtenidos:

Se demostró la interacción calixareno (C₄ACEbL⁴) – tirosina y se modeló la molécula, la estructura más estable energéticamente resultó tener una estequiometría: C₄ACEbL⁴: 4 tirosina. Se encontró que la tirosina puede degradarse hasta un 40% por el óxido de titanio.

Las constantes de estabilidad para las especies formadas de Eu³⁺ y ácido fúlvico son mayores que las equivalente a las de los ácidos húmicos. Se determinaron las propiedades de sorción de fosfatos y circonatos para la fijación de uranilo, se identificaron las especies químicas en cada fase del proceso y se determinaron las constantes de estabilidad de los complejos formados. Por espectroscopia alfa, se encontró que una fracción de los sedimentos marinos contiene plutonio. Se determinó la primera constante de hidrólisis del holmio en 2M de NaCl por los métodos potenciométrico y espectrofotométrico.

Publicaciones:

1. "Chapter 1. Stoichiometric Ratio in Calixarene Complexes” in Stoichiometry and Research - The Importance of Quantity in Biomedicine, book. Autoras: Flor de María Ramírez e Irma García-Sosa. Editor Alessio Innocenti. Publisher InTech, Marzo, 2012. ISBN 978-953-51-0198-7, free access on line. Hard cover, 376 páginas.

2. The Influence of pH on the Stability Constants of Lanthanum and Europium Complexes with Humic Acids. M. Jiménez-Reyes, M. Solache-Ríos J. Radioanal. Nucl. Chem., 293, 273-278 (2012) [DOI 10.1007/s10967-012-1730-1].

3. Mistake in the Considerations of Hydrolysis Constants and Chloride-ion Complex Formation on the Solubility of Rare Earth Elements. Hilario López-González, Alberto Rojas-Hernández Chem. Educator, 17 (2012), 038-041.

4. 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, 359-369, (2012)

5. Speciation of uranium (VI) sorbed onto zirconium diphosphate surface modified by citric and oxalic acids. N. García-González, E. Ordóñez-Regil, M.G. Almazán-Torres, D.Solís., E. Simoni. Radiochimica Acta. (ISSN: 0033-8230). 100(2012) 305-309. (Reportado en prensa en el informe de 2011).

6. Capítulo de libro: Analysis of structural properties of complex multiphase fluids with surfactants by mesoscopic simulation.  E. Mayoral, I. Soto, E. Nahmad, J.M. Martinez-Magadan, A. Ortega. In “Fluid dynamics in physics, engineering and environmental applications” Environmental Science and Engineering, Environmental Science subseries, Springer Verlag, (2012).

7. Study of Interfacial Tension between an Organic Solvent and Aqueous Electrolyte Solutions using Electrostatic Dissipative Particle Dynamics Simulations. Estela Mayoral and Eduardo Nahmad-Achar. J. Chem. Phys. 137, 194-701 (2012).

8. Diameter rules demand: Nanoparticle dispersant adsorption and effects evaluated. E. Mayoral, E. Nahmad-Achar and J. Rodriguez European Coatings Journal 12, 84 (2012).

9. Synthesis and characterization of KFeP₂O₇ nanoparticles implanted in silica. Eduardo Ordonez-Regil, Enrique Ordóñez Regil, Nidia García González & Samuel R. Barocio. American Journal of Analytical Chemistry, ID: 2200383, 3(2012)347-363

10. 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 (ISSN: 2153]2249). 3, 1 (2012) 32-36. (Reportado como aceptado en el informe de 2011).

11. Low temperature synthesis of τ- zirconium hydrogenophosphate [τ-Zr(HPO4)2] and a new sodic form obtained by sodium Exchange. Suilma M. Fernández Valverde, Aida Contreras Ramírez, Eduardo Ordoñez-Regil, M. Eufemia Fernández García and Mario Perez-Alvarez. Journal of Solid State Chemistry (ISSN: 0022-4596), 198 (2013)238-245

Formación de recursos humanos:

1. Trabajo terminal (equivalente de tesis de Licenciatura en Química) del C. Miguel Angel Hernández García. Con el tema “Determinación de la primera constante de hidrólisis del holmio en 2 M NaCl a 303 K” de la Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa. Asesores: Alberto Rojas Hernández, Hilario Dolores López González.

Vinculación:

Universidad Autónoma del Estado de México UAEM

Instituto de Ciencias del Mar y Limnología de la UNAM.

Universidad Autónoma Metropolitana, Unidad Iztapalapa. UAM

Instituto de Física Nuclear de Orsay.