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: SHDOffice@tmf.bg.ac.yu 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; borna@tmf.bg.ac.yu

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

revenco@usm.md

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

revenco@usm.md

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, gaal@ih.ns.ac.yu

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, gaal@ih.ns.ac.yu 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 (bane@tmf.bg.ac.yu)

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 (bane@tmf.bg.ac.yu)

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

(vstankovic@tf.bor.ac.yu) 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