Estudio conformacional de una estructura representativa de taninos de quebracho y su interacción con mercurio Hg2+
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Fecha
2019Autor
Siabato Corredor, Brayan Sneyder
Director(es)
Mejía Chica, Sol Milena
Pardo Rodriguez, Daniel Andres
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Resumen
La remediación de aguas contaminadas con metales pesados constituye un área relevante en la investigación teórica con posibles aplicaciones en biotecnología a gran escala. Por lo cual se vuelve necesario aumentar el conocimiento fundamental para entender a nivel microscópico los mecanismos de captura y adsorción en procesos de remediación de cuerpos hídricos. En este sentido, el tanino de quebracho tiene un alto potencial para utilizarse como remediador orgánico para aguas contaminadas con mercurio. Mediante cálculos de estructura electrónica en el software Gaussian 09, se evaluaron las energías de cada isómero conformacional del tanino en fase gaseosa, obteniendo así las estructuras más estables. Los análisis de energía junto con el estudio estadístico de la población isomérica de acuerdo a la distribución de probabilidad Boltzman sugieren solo una molécula como la más abundante. El análisis de una trayectoria de dinámica molecular ab initio entre el tanino más abundante y un átomo de mercurio inorgánico (Hg2+) permitió tener un estimado de la distancia de interacción entre el ion metálico y la molécula orgánica de 3,35 Å. Adicionalmente, el análisis de descriptores de reactividad global apoya la hipótesis de que este confórmero tenga tendencia a interactuar como adsorbente, dándose procesos de fisisorción.
Resumen en idioma extranjero
Remediation of contaminated water with heavy metals is a relevant area in the theoretical research with possible large-scale applications in biotechnology. Therefore, it becomes necessary to increase the fundamental knowledge to understand on a microscopic scale the mechanisms of capture and adsorption in remediation process of water bodies. On this matter, quebracho tannin has a high potential to be used as an organic remedial to contaminated water with mercury. Through electronic structure calculations in Gaussian 09 software, the energies of conformational isomers in gas phase were evaluated, obtaining most stable structures. The energy analysis as well as the statistical study of the isomeric population according to the Boltzmann probability distribution suggest a single molecule as the most abundant. The analysis of a trajectory of ab initio molecular dynamics between the most abundant tannin and an atom of inorganic mercury (Hg2+) allowed to estimate the interaction distance between the metal ion and the organic molecule which corresponds to 3,35 Å. Additionally, the analysis of global reactivity indexes support the hypothesis that this conformer has a tendency to interact as an adsorbent, caused by physisorption process.
Palabras clave
Química computacional; Dinámica molecular ab initio; Taninos condensadosColecciones
- Ingeniería Química [78]
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