Name: Um protocolo Experimental para estudar efeitos Mineral sobre transformações hidrotermais orgânicos (Vídeo) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-08T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 50 s
Description: Aprenda um método confiável e de baixo custo para investigar interações orgânico-minerais em condições hidrotermais. Esta técnica utiliza nitrobenzeno e magnetita para estudar transformações químicas em sistemas hidrotermais profundos.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Agradecemos o Grupo H.O.G. na Arizona State University para desenvolver a metodologia inicial desses experimentos hidrotermais, e em particular, agradecemos I. Gould, E. choque, L. Williams, C. Gleiner, H. Hartnett, K. Fecteau, K. Robinson e C. Bockisch, por sua orientação e assistência útil. Z. Yang e X. Fu foram financiados por fundos de inicialização da Universidade de Oakland para z. Yang.

1. preparar a amostra para experimento hidrotermal
<ol><li>Escolher o tamanho dos tubos de vidro de quartzo ou sílica, por exemplo, 2 mm diâmetro interno (ID) x 6 mm de diâmetro externo (OD) ou 6 mm ID x 12 milímetros OD e determinar as quantidades de compostos orgânicos e minerais para usar. Neste trabalho, os montantes de nitrobenzeno e magnetita (Fe3O4) para carregar dentro do tubo de silicone (por exemplo, 2 mm ID x 6 milímetros OD) são 3,0 µ l e 13,9 mg, respectivamente. Nota: Os tubos de grande diâmetro permitam mais fácil carregamento dos materiais, mas exigem mais esforços da selagem do tubo.</li>
	<li>Corte os tubos de vidro de sílica limpa em pedaços pequenos com ~ 30 cm de comprimento, usando um cortador de tubo. Feche uma das extremidades do tubo fechado usando um maçarico oxyhydrogen com uma cabeça chama apropriado. Cuidado: Siga os procedimentos de segurança para a utilização da tocha oxyhydrogen.</li>
	<li>Pese a quantidade predeterminada do composto orgânico inicial em um 0.1 mg-escala equilibrar (se for sólido) e transferi-lo para o tubo de vidro de sílica usando um papel de pesagem. Se o composto é líquido (por exemplo, nitrobenzeno, neste caso), use uma seringa de microlitro (por exemplo, 10 µ l) para transferi-lo para o tubo de sílica pequeno. Adicione os minerais pesados para o tubo de sílica através de uma pipeta Pasteur e em seguida, adicione água deionizada e pobre em oxigênio (por exemplo, 0,3 mL). MΩ·cm de uso 18.2 água desionizada e deoxygenate-lo pelo sonication.</li>
	<li>Conecte o tubo de sílica para uma linha de vácuo (ID ~ 1 cm) com uma válvula fechada. Mergulhe o tubo em um frasco de Dewar preenchido com nitrogênio líquido para ~ 3 min, até que a água e produtos orgânicos são completamente congelados. Cuidado: Siga os procedimentos de segurança para a transferência e usando nitrogênio líquido.</li>
	<li>Quando o tubo permanece imerso em nitrogênio líquido, abra a válvula de vácuo e retire o headspace do tubo de ar. Nota: Este processo deve durar até que a pressão cai abaixo de 100 mtorr no manômetro da bomba de vácuo.</li>
	<li>Desligue a válvula, retire o tubo do nitrogênio líquido e deixe aquecer a temperatura do tubo. Bata levemente a parte inferior do tubo para libertar as bolhas de ar restante da solução para headspace.</li>
	<li>Repita o ciclo de congelamento-descongelamento-bomba acima por mais duas vezes e mantenha o tubo em nitrogênio líquido antes de selar a outra extremidade do tubo. Fechar a linha de vácuo e usar a flama oxyhydrogen tornar o tubo inteiro fechado. Nota: Quando o tubo passa por experimentos hidrotermais, o volume de headspace do tubo irá diminuir devido a expansão de água líquida. Por exemplo, a densidade da água reduz cerca de 30% da temperatura de 300 ° C. Calcular e deixar volume suficiente espaço livre quando da selagem do tubo.</li>
</ol>2. montar o experimento hidrotermal
<ol><li>Após as etapas da selagem, coloque o tubo de sílica em um pequeno tubo de aço (~ 30 cm de comprimento e 1,5 cm de diâmetro) com tampas de rosca frouxas, a fim de evitar danos de qualquer edifício de pressão ou falha do tubo no interior do tubo.</li>
	<li>Coloque o tubo em um forno de temperatura bem controlada ou forno e aquecê-lo até a temperatura desejada (por exemplo, 150 ° C neste trabalho). Use um termopar no interior do forno para monitorar a temperatura através da reação hidrotermal.</li>
	<li>Assim que o tempo de reação é atingido (por exemplo, 2h neste trabalho), saciar o tubo de sílica, rapidamente, colocando o tubo em um banho de água gelada. Nota: O processo de têmpera leva menos de 1 min para arrefecer a temperatura, o que evita possíveis reações retrógradas.</li>
</ol>3. analisar a amostra após a experiência
<ol><li>Abrir o tubo de sílica, usando um cortador de tubo e rapidamente transferir todos os produtos (por exemplo, ~0.3 mL em tubo de sílica pequeno) dentro de um frasco de vidro de 10 mL com uma pipeta Pasteur.</li>
	<li>Extrair os produtos orgânicos com 3 mL de solução de diclorometano (DCM) que contém dodecane de 8.8 mM como padrão interno para cromatografia gasosa (GC). Tampa o frasco e agitar que isso por mãos por 2 min e vórtice por 1 min. Nota: Isso ajuda a facilitar a extracção de produtos orgânicos na fase orgânica. Além disso, enxágue transferidora paredes pipeta e no interior do tubo de sílica com DCM para garantir a recuperação de produtos. Para amostras com alto conteúdo mineral, proceda à sonicação-los na solução DCM para melhor extração.</li>
	<li>Permitir que as partículas minerais de assentar na solução de extração (ou seja, DCM com dodecane) 5 min. Use uma pipeta Pasteur transferir com cuidado ~ 1 mL da amostra da camada de DCM (ou seja, a camada inferior) para um frasco de GC.</li>
	<li>Analise a distribuição de produtos orgânicos utilizando GC com uma coluna de poli-capilar (por exemplo, 5% diphenyl/95% dimetilssiloxano) e um detector de ionização de chama. Configurar o forno de GC com um programa para iniciar a 50 ° C e segure por 8 min, aumentar em 10 ° C/min até 220 ° C e aguarde 10 min, aumentar em 20 ° C/min até 300 ° C e mantenha premido durante 5 min. do conjunto, a temperatura do injetor para 300 ° C. Nota: O programa de GC que precisava ser mudado baseado no tipo de compostos orgânicos sendo analisado.</li>
	<li>Construa as curvas de calibração de GC, traçando a relação de área do pico do analito para o padrão interno versus a concentração do analito.</li>
	<li>Calcular a reação de conversão baseada sobre as concentrações de matéria-prima orgânica antes e após a reação, ou seja, % de conversão = ([inicial]-[final]) ⁄ [inicial] × 100%. Use as conversões para determinar se o mineral facilita ou retarda as transformações orgânicas hidrotermais.</li>
</ol>

<ol><li>Yang, Z., Gould, I. R., Williams, L. B., Hartnett, H. E., Shock, E. L. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016703717307330">Effects of iron-containing minerals on hydrothermal reactions of ketones.</a> Geochimica et Cosmochimica Acta. 223, 107-126 (2018).</li>
<li>Seewald, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organic-inorganic+interactions+in+petroleum-producing+sedimentary+basins%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Organic-inorganic interactions in petroleum-producing sedimentary basins.</a> Nature. 426 (6964), 327-333 (2003).</li>
<li>Sogin, M. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microbial+diversity+in+the+deep+sea+and+the+underexplored+%22rare+biosphere%22%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Microbial diversity in the deep sea and the underexplored "rare biosphere".</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 103 (32), 12115(2006).</li>
<li>McCollom, T. M. <a target="_blank" href="https://pubs.geoscienceworld.org/msa/rimg/article-abstract/75/1/467/140977/laboratory-simulations-of-abiotic-hydrocarbon">Laboratory Simulations of Abiotic Hydrocarbon Formation in Earth's Deep Subsurface.</a> Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 75 (1), 467-494 (2013).</li>
<li>Foustoukos, D. I., Seyfried, W. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrocarbons+in+Hydrothermal+Vent+Fluids%3A+The+Role+of+Chromium-Bearing+Catalysts%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Hydrocarbons in Hydrothermal Vent Fluids: The Role of Chromium-Bearing Catalysts.</a> Science. 304 (5673), 1002(2004).</li>
<li>Bell, J. L. S., Palmer, D. A. 10.1007/978-3-642-78356-2_9. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBell%2C+JLS+%22Organic+Acids+in+Geological+Processes%22">Organic Acids in Geological Processes</a>. Pittman, E. D., Lewan, M. D. , Springer. Berlin Heidelberg. 226-269 (1994).</li>
<li>Palmer, D. A., Drummond, S. E. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0016703786903571">Thermal decarboxylation of acetate. Part I. The kinetics and mechanism of reaction in aqueous solution.</a> Geochimica et Cosmochimica Acta. 50 (5), 813-823 (1986).</li>
<li>Yang, Z., Gould, I. R., Williams, L. B., Hartnett, H. E., Shock, E. L. <a target="_blank" href="https://asu.pure.elsevier.com/en/publications/the-central-role-of-ketones-in-reversible-and-irreversible-hydrot">The central role of ketones in reversible and irreversible hydrothermal organic functional group transformations.</a> Geochimica et Cosmochimica Acta. 98, 48-65 (2012).</li>
<li>McCollom, T. M., Ritter, G., Simoneit, B. R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lipid+Synthesis+Under+Hydrothermal+Conditions+by+Fischer-+Tropsch-Type+Reactions%5BTitle%5D)+AND+%22Origins+of+life+and+evolution+of+the+biosphere%22%5BJournal%5D)">Lipid Synthesis Under Hydrothermal Conditions by Fischer- Tropsch-Type Reactions.</a> Origins of life and evolution of the biosphere. 29 (2), 153-166 (1999).</li>
<li>Bell, J. L. S., Palmer, D. A., Barnes, H. L., Drummond, S. E. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0016703794902712">Thermal decomposition of acetate: III. Catalysis by mineral surfaces.</a> Geochimica et Cosmochimica Acta. 58 (19), 4155-4177 (1994).</li>
<li>Yang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrothermal+Photochemistry+as+a+Mechanistic+Tool+in+Organic+Geochemistry%3A+The+Chemistry+of+Dibenzyl+Ketone%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Organic+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Hydrothermal Photochemistry as a Mechanistic Tool in Organic Geochemistry: The Chemistry of Dibenzyl Ketone.</a> The Journal of Organic Chemistry. 79 (17), 7861-7871 (2014).</li>
<li>Yang, Z., Hartnett, H. E., Shock, E. L., Gould, I. R. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.joc.5b02109">Organic Oxidations Using Geomimicry.</a> The Journal of Organic Chemistry. 80 (24), 12159-12165 (2015).</li>
<li>Venturi, S., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0377027317303165">Mineral-assisted production of benzene under hydrothermal conditions: Insights from experimental studies on C6 cyclic hydrocarbons.</a> Journal of Volcanology and Geothermal Research. 346, 21-27 (2017).</li>
<li>Lemke, K. H., Rosenbauer, R. J., Bird, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Peptide+Synthesis+in+Early+Earth+Hydrothermal+Systems%5BTitle%5D)+AND+%22Astrobiology%22%5BJournal%5D)">Peptide Synthesis in Early Earth Hydrothermal Systems.</a> Astrobiology. 9 (2), 141-146 (2009).</li>
<li>Byrappa, K., Yoshimura, M. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780815514459500040">Handbook of Hydrothermal Technology</a>. , William Andrew Publishing. (2001).</li>
<li>Johnson, J. W., Oelkers, E. H., Helgeson, H. C. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/009830049290029Q">SUPCRT92: A software package for calculating the standard molal thermodynamic properties of minerals, gases, aqueous species, and reactions from 1 to 5000 bar and 0 to 1000°C.</a> Computers & Geosciences. 18 (7), 899-947 (1992).</li>
</ol>

Os autores não têm nada para divulgar.

Neste estudo, nós costumávamos nitrobenzeno com mineral magnetita como exemplo para demonstrar como avaliar efeitos minerais hidrotermais reações orgânicas. Embora os experimentos são realizados em tubos de vidro de sílica pequeno, altamente reprodutíveis resultados são observados nas experiências de magnetita, ou seja, 30,3 ± 1,4% na conversão de nitrobenzeno, que sugere a eficácia e a confiabilidade do presente protocolo hidrotermal. Nos experimentos não-mineral, a conversão de nitrobenzeno é 5,2 ± 2,1%, que m...

Ambientes hidrotermais (ou seja, meios aquosos em elevadas temperaturas e pressões) são onipresentes na terra. A química hidrotermal de compostos orgânicos desempenha um papel essencial em uma ampla gama de configurações geoquímicas, tais como bacias sedimentares orgânicas, reservatórios de petróleo e a biosfera profunda1,2,3. Transformações do carbono orgânico em sistemas hidrotérmicos não só ocorrem em meio aquoso puro, mas também com materiais inorgânicos dissolvidos ou sólidos, tais como terra-abundantes minerais. Foram encontrados minerais drasticamente e seletivamente influenciar a reatividade hidrotermal de vários compostos orgânicos,1,4,5 , mas como identificar os efeitos de minerais em complexos sistemas hidrotérmicos ainda permanece como um desafio. O objetivo deste estudo é fornecer um protocolo experimental relativamente simples para estudar efeitos minerais hidrotermais reações orgânicas.
Os estudos de laboratório de reações hidrotermais tradicionalmente usam reatores robustos que são feitas de ouro, titânio ou aço inoxidável6,7,8,9. Por exemplo, sacos de ouro ou cápsulas têm sido favoravelmente utilizadas, porque o ouro é flexível e permite que a pressão da amostra a ser controlado pelo pressurizar a água externamente, que evita a geração de uma fase de vapor dentro da amostra. No entanto, estes reatores são caros e podem ser associados com potenciais efeitos catalíticos metal10. Portanto, é imperativo encontrar um método alternativo com baixo custo, mas alta confiabilidade para estas experiências hidrotermais.
Nos últimos anos, os tubos de reação de vidro de quartzo ou sílica fundida foram mais frequentemente aplicados ao experimentos hidrotermal11,12,13. Em relação ao precioso ouro ou titânio, vidro de quartzo ou sílica é consideravelmente mais barato, mas também o material forte. Mais importante, tubos de quartzo têm demonstrado efeitos catalíticos pequeno e pode ser tão inertes como o ouro para as reações hidrotermal11,14. Neste protocolo, descrevemos um método geral para a realização de pequenos experimentos de orgânico-mineral hidrotermais em tubos de paredes grossas de sílica. Apresentamos um experimento de exemplo usando um modelo composto (ou seja, nitrobenzeno) na presença/ausência de um mineral de óxido de ferro (ou seja, magnetita) em uma solução hidrotermal de 150 ° C, a fim de mostrar o efeito do mineral, bem como para demonstrar a eficácia deste método.

<table><tbody><tr><td><forte>Produtos químicos:</forte></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Diclorometano</td><td>VWR</td><td>BDH23373.400</td><td></td></tr><tr><td>Dodecano</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>297879</td><td></td></tr><tr><td>Nitrobenzeno</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>252379</td><td></td></tr><tr><td>Fe2O3</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>310050</td><td></td></tr><tr><td>Fe3O4</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>637106</td><td></td></tr><tr><td>Suprimentos:</td>Tubo <td></td><td></td><td></td></tr><tr><td></td><td></td><td></td>de <td>sílica</td></tr><tr><td>Bomba de vácuo</td><td>WELCH</td><td>2546B-01</td><td></td></tr><tr><td>Linha</td><td></td><td></td><td></td>de vácuo</tr><tr><td>Forno</td><td>Hewlett Packard</td><td>5890</td><td></td></tr><tr><td>Termopar</td><td>BENETECH</td><td>GM1312</td><td></td></tr><tr><td>Cromatografia gasosa</td><td>Agilent</td><td>7820A</td><td></td></tr></tbody></table>

um protocolo experimental para estudar efeitos mineral sobre transformações hidrotermais orgânicos

An Experimental Protocol for Studying Mineral Effects on Organic Hydrothermal Transformations

Orgânica-mineral interações ocorrem amplamente em ambientes hidrotermais, como fontes termais, gêiseres em terra e as fontes hidrotermais no oceano profundo. Funções dos minerais são essenciais em muitos processos hidrotermais de geoquímicos orgânicos. Metodologia hidrotérmico tradicional, que inclui o uso de reatores, feitos de ouro, platina, titânio ou aço inoxidável, é geralmente associada com o alto custo ou indesejáveis efeitos catalíticos metais. Recentemente, há uma tendência crescente para usando os cost-effective e inertes de quartzo ou sílica fundida tubos de vidro em experimentos hidrotermais. Aqui, nós fornecemos um protocolo para realização de experiências hidrotermais de minerais orgânicos em tubos de sílica, e descrevemos as etapas essenciais na preparação da amostra, configuração experimental, separação de produtos e análise quantitativa. Também demonstramos um experimento usando um composto orgânico de modelo, nitrobenzeno, para mostrar o efeito de um mineral que contenham ferro, magnetita, em sua degradação sob uma condição específica hidrotermal. Esta técnica pode ser aplicada para estudar o complexas orgânico-mineral hidrotermais interações em um sistema de laboratório relativamente simples.

Para demonstrar como usar esta abordagem para estudar interações hidrotermais de minerais e orgânicos, um experimento simples usando um modelo composto, nitrobenzeno, foi conduzido com o mineral magnetita (Fe3O4) em uma condição hidrotermal de 150 ° C e 5 barras para 2h. Para mostrar o efeito do mineral, um experimento de nitrobenzeno sem mineral também foi realizado sob a mesma condição hidrotermal. Como mostrado na Figura 1a, dois tubo...

Terra-abundantes minerais desempenham papéis importantes em sistemas hidrotérmicos naturais. Aqui, descrevemos um método confiável e econômico para a investigação experimental das interações minerais orgânicos sob condições hidrotermais.

Um protocolo Experimental para estudar efeitos Mineral sobre transformações hidrotermais orgânicos

Organic-mineral interactions are widely occurring in hydrothermal environments, such as hot springs, geysers on land, and the hydrothermal vents in the ...

Este método pode ajudar a responder a questões-chave no campo da química orgânica, como como os minerais abundantes na Terra influenciam as moléculas orgânicas em sistemas hidrotermais oceânicos profundos. A principal vantagem dessa técnica é que ela é de baixo custo, fácil de usar e confiável. Embora este método possa fornecer informações sobre as interações minerais orgânicas em sistemas hidrotermais naturais, ele também pode ser aplicado a outras áreas, como tratamento hidrotérmico de glúten orgânico ou síntese hidrotermal biofundida em química verde.Demonstrando o procedimento estará o Dr. Xuan Fu do meu laboratório. Para iniciar este procedimento, escolha um tamanho e material de tubo e determine as quantidades de compostos orgânicos e minerais a serem usados, conforme descrito no protocolo de texto. Esta demonstração será realizada usando nitrobenzeno e magnetita carregados em um tubo de silício com um diâmetro interno de dois milímetros e um diâmetro externo de seis milímetros.Usando um cortador de tubo, corte o tubo em pedaços pequenos com cerca de 30 centímetros de comprimento. Em seguida, use uma tocha de oxi-hidrogênio com uma cabeça de chama apropriada para selar uma extremidade do tubo fechada. Se algum dos compostos orgânicos iniciais for líquido, use uma seringa de microlitro para transferi-lo para o tubo.Usando uma pipeta pasteur, adicione os materiais pré-pesados. Em seguida, adicione água deionizada e desoxigenada. Conecte o tubo a uma linha de vácuo com uma válvula fechada.Use um clamp para segurar firmemente o tubo e mergulhe-o em um frasco dewar cheio de nitrogênio líquido. Deixe o tubo no nitrogênio líquido por aproximadamente três minutos até que os orgânicos e a água estejam completamente congelados. Enquanto o tubo ainda estiver imerso em nitrogênio líquido, abra a válvula de vácuo para remover o ar do headspace do tubo.Depois disso, desligue a válvula. Remova o tubo do nitrogênio líquido e deixe o tubo aquecer até a temperatura ambiente. Quando estiver aquecido, bata suavemente na parte inferior do tubo para liberar quaisquer bolhas de ar restantes da solução para o espaço da cabeça.Repita este ciclo de congelamento, bombeamento e descongelamento mais duas vezes. Então, enquanto o tubo ainda está imerso em nitrogênio líquido, feche a linha de vácuo e use a tocha de oxi-hidrogênio para selar a extremidade aberta do tubo. Depois que o tubo for selado, transfira-o para um pequeno tubo de aço equipado com tampas de rosca.Sele as tampas de rosca frouxamente para evitar qualquer dano por acúmulo de pressão ou falha do tubo. Coloque o tubo dentro de um forno ou forno com temperatura controlada e aqueça-o até a temperatura desejada. Use um termopar dentro do forno para monitorar a temperatura durante a reação hidrotérmica.Assim que o tempo de reação for atingido, retire o tubo do forno e coloque-o em banho-maria fria para extinguir o experimento. Primeiro, faça uma solução de extração de diclorometano que contenha dodecano 8,8 micromolar, como um padrão interno para cromatografia gasosa. Transfira três mililitros da solução de extração para um frasco de vidro de 10 mililitros.Em seguida, use um cortador de tubos para abrir o tubo e use uma pipeta pasteur para transferir rapidamente todo o produto para o frasco de vidro. Em seguida, vortex a solução por um minuto. Deixe as partículas minerais repousarem por cinco minutos.Depois disso, use uma pipeta pasteur para transferir cuidadosamente aproximadamente um mililitro da amostra da camada de diclorometano para um frasco de GC. Usando uma coluna policapilar e um detector de ionização de chama, analise a distribuição do produto por cromatografia gasosa conforme descrito no protocolo de texto. Construa as curvas de calibração GC e use-as para quantificar os produtos orgânicos.Em seguida, calcule a conversão da reação conforme os contornos do protocolo de texto. Use essas conversões para determinar se o mineral facilita ou retarda as transformações orgânicas hidrotermais. Esta abordagem para estudar as interações minerais orgânicas hidrotermais é demonstrada aqui usando nitrobenzeno com o mineral magnetita em uma condição hidrotermal de 150 graus Celsius e cinco bar por duas horas.Após o processo hidrotermal, o tubo que não continha magnetita não apresentou mudança de cor, enquanto o tubo que continha magnetita ficou com uma cor marrom. Isso implica que ocorreu uma reação de oxidação, com a magnetita sendo convertida em hematita. A análise por cromatografia gasosa é então realizada para determinar a quantidade de magnetita na conversão de nitrobenzeno.No experimento sem mineral, a conversão calculada para nitrobenzeno é de 5,2% No entanto, na presença de magnetita, a conversão de nitrobenzeno é de 30,3% - um aumento de seis vezes. Isso sugere que a magnetita pode promover significativamente a reação do nitrobenzeno nas condições hidrotermais utilizadas. Ao tentar este procedimento, é importante lembrar de seguir o SOP de uso da tocha de oxi-hidrogênio.Portanto, seguindo esse procedimento, outros métodos analíticos, como microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de massa por cromatografia gasosa, podem ser realizados para responder a perguntas adicionais, como se há mudança na morfologia dos minerais e quais são as massas das moléculas de produtos orgânicos desconhecidos. Após seu desenvolvimento, essa técnica abriu caminho para pesquisadores no campo da química orgânica hidrotermal explorarem as interações minerais orgânicas em sistemas hidrotermais naturais.

an-experimental-protocol-for-studying-mineral-effects-on-organic

Research

JoVE Journal

Environment

Ambiente

Compreender o papel da heterogeneidade ambiental em coexistência espécie tem geralmente focada em tipos de heterogeneidade que são extrínsecos à composição de espécies da comunidade. Nós fornecemos novos métodos detalhados para a criação de tratamentos de heterogeneidade do solo utilizando solos sujeitos ao feedback condicionado planta-solo, ou heterogeneidade intrínseca à composição da comunidade.

Protocolo experimental para indução-Plant Manipulando heterogeneidade do solo

Descrevemos a formação de jardins químicos por meio de experimentos de injeção que permitem simulações de laboratório de sistemas de jardins químicos naturais que se formam em fontes hidrotermais submarinas.

Jardins químicos como Fluxo através Reatores simulando Naturais sistemas hidrotérmicos

Nós simulamos um sistema de ressurgência marinha ferruginoso Precambrian em uma coluna de fluxo vertical-escala de laboratório. O objetivo foi compreender perfis como geoquímicas de O2 e Fe (II) evoluir como cianobactérias produzem O 2. Os resultados mostram a criação de um chemocline devido a Fe (II) oxidação pelo fotossinteticamente O produziu 2.

Laboratório de Simulação de um ferro (II) rico em Precambrian Marinha Ressurgência do sistema para explorar o crescimento de bactérias fotossintéticas

Destino e especiação de arsénio e mercúrio em aquíferos são condições intimamente relacionadas a fisio-químicas e atividade microbiana. Aqui, apresentamos uma instalação experimental da coluna original que imita um aquífero e permite uma melhor compreensão do oligoelemento biogeochemistry em condições anóxica. Dois exemplos são apresentados, combinando abordagens geoquímicas e microbiológicas.

Instalação de coluna experimental para estudar anaeróbicas biogeoquímicas interações entre bactérias, oligoelementos e hidróxidos de ferro (oxi)

Um protocolo para a carbonização hidrotermal do desperdício do alimento vegetal em uma autoclave é apresentado, com tratamento térmico seco subseqüente em 275 ° c em um reator contínuo do fluxo que desorbing substâncias orgânicas voláteis. O objetivo é produzir um material de carbono adequado como produto de alteração de solo ou componente de substrato.

Transformação das sobras orgânicas do agregado familiar em um substituto da turfa

Este protocolo descreve experimentos microbianos pressões elevadas para estudar processos de biomineração in situ. A aproximação experimental emprega um reator de alta pressão de balanço equipado com uma pilha da reação do ouro-titânio que contem uma cultura microbiana em um meio ácido, ferro-rico.

Usando células de reação de ouro-titânio flexíveis para simular atividade microbiana dependente de pressão no contexto da Biomineração subsuperficial

O objetivo deste protocolo é formar chaminés hidrotérmicas simuladas através de experimentos de injeção química de jardim e introduzir um gradiente térmico através da membrana precipitada inorgânica, usando um condensador imprimível 3D que pode ser reproduzido para fins educacionais.

Simulação das primeiras chaminés hidrotérmicas da Terra em um ambiente de gradiente térmico

A síntese direcionada de novos frameworks metal-orgânicos (MOFs) é difícil, e sua descoberta depende do conhecimento e criatividade do químico. Métodos de alto rendimento permitem que campos de parâmetros sintéticos complexos sejam explorados de forma rápida e eficiente, acelerando o processo de encontrar compostos cristalinos e identificar tendências sintéticas e estruturais.

Descoberta e Otimização da Síntese de Compostos Metal-Orgânicos Isoreticulares à Base de Al(III) Fosfonato Usando Métodos de Alto Rendimento

Aqui apresentamos a construção e operação de um arranjo experimental para melhorar o intemperismo mineral através da atividade de organismos do solo enquanto manipulamos simultaneamente variáveis abióticas conhecidas por estimular o intemperismo. Resultados representativos do funcionamento do setup e análises amostrais são discutidos juntamente com pontos de melhoria.

Projeto e Construção de um Arranjo Experimental para Melhorar o Intemperismo Mineral através da Atividade de Organismos do Solo

Muitos minerais reativos importantes são formados durante a remediação in situ de águas subterrâneas; No entanto, métodos convencionais baseados em núcleos de perfuração frequentemente apresentam desafios na coleta desses minerais. Este artigo apresenta técnicas para utilizar o Min-Trap, um inovador dispositivo de amostragem passiva, para coletar e medir de forma eficaz minerais reativos de poços convencionais de monitoramento.

Implantação e Recuperação de Amostras Minerais

Este protocolo apresenta um sistema microfluídico para estudar a precipitação microbiana dos minerais de óxido de manganês. A formação de biominerais é medida in situ por microscopia óptica e análise de imagem. Essa abordagem pode ser adaptada para investigar a precipitação de outros minerais biogênicos de cores distintas em ambientes porosos.

Uma plataforma microfluídica para investigar a precipitação microbiana de óxidos metálicos em meios porosos

Aprenda um método confiável e de baixo custo para investigar interações orgânico-minerais em condições hidrotermais. Esta técnica utiliza nitrobenzeno e magnetita para estudar transformações químicas em sistemas hidrotermais profundos.

Um protocolo Experimental para estudar efeitos Mineral sobre transformações hidrotermais orgânicos

Explorar mais vídeos