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<article-title xml:lang="es"><![CDATA[Intercambio iónico de Pb(II) en solución acuosa sobre clinoptilolita modificada por intercambio catiónico]]></article-title>
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<abstract abstract-type="short" xml:lang="en"><p><![CDATA[It was investigated the ion exchange of Pb(II) from aqueous solution on clinoptilolite without modifying and modified by cation exchange with NaCl and NH4Cl solutions. The exchange capacity of the modified zeolite is dependent on the ion used in the modification as well as the time of the modification procedure. The modification of the zeolite increased its exchange capacity since the exchangeable ions Mg, Ca and K were displaced by the Na and NH4 ions, which are more accessible for exchanging Pb(II). It was observed that the exchange capacity of the modified zeolite rised increasing the quantity of the exchangeable ions displaced during the modification.]]></p></abstract>
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</front><body><![CDATA[ <p align="justify"><font face="Verdana" size="4">Investigaci&oacute;n</font></p>     <p align="justify"><font face="Verdana" size="2">&nbsp;</font></p>     <p align="center"><font face="verdana" size="4"><b>Intercambio i&oacute;nico de Pb(II) en soluci&oacute;n acuosa sobre clinoptilolita modificada por intercambio cati&oacute;nico</b></font></p>     <p align="justify"><font face="Verdana" size="2">&nbsp;</font></p>     <p align="center"><font face="verdana" size="2"><b>Roberto Leyva Ramos,<sup>1</sup>* Mar&iacute;a Selene Berber Mendoza,<sup>1</sup> Jovita Mendoza Barr&oacute;n<sup>1</sup> y Antonio Arag&oacute;n Pi&ntilde;a<sup>2</sup></b></font></p>     <p align="justify"><font face="Verdana" size="2">&nbsp;</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><i><sup>1</sup> Centro de Investigaci&oacute;n y Estudios de Posgrado, Facultad de Ciencias Qu&iacute;micas, Universidad Aut&oacute;noma de San Luis Potos&iacute;. Av. Dr. Manuel Nava No.6, San Luis Potos&iacute;, S.L.P. 78210. M&eacute;xico. Tel.: (4) 826&#45;2440 Ext. 523; Fax: (4)826&#45;2372</i>. E&#45;mail: <a href="mailto:rlr@uaslp.mx">rlr@uaslp.mx</a></font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><i><sup>2</sup> Instituto de Metalurgia, Universidad Aut&oacute;noma de San Luis Potos&iacute;, Av. Sierra Leona No. 550 Lomas 2&ordf;. Secci&oacute;n 78210, S.L.P., M&eacute;xico.</i></font></p>     <p align="justify"><font face="Verdana" size="2">&nbsp;</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Recibido el 12 de febrero de 2004.    ]]></body>
<body><![CDATA[<br> Aceptado el 25 de mayo del 2004.</font></p>     <p align="justify"><font face="Verdana" size="2">&nbsp;</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Resumen</b></font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Se estudi&oacute; el intercambio i&oacute;nico de Pb(II) en soluci&oacute;n acuosa sobre clinoptilolita sin modificar y modificada por intercambio cati&oacute;nico con soluciones de NaCl y NH<sub>4</sub>Cl. La capacidad de intercambio de la zeolita modificada depende del ion que se us&oacute; para modificarla y del tiempo que dur&oacute; el procedimiento de modificaci&oacute;n. La modificaci&oacute;n de la zeolita aument&oacute; su capacidad intercambio ya que los iones intercambiables Mg, Ca y K se desplazaron por los iones Na y NH<sub>4</sub>, los cuales son m&aacute;s accesibles al intercambio de Pb(II). Se observ&oacute; que la capacidad de intercambio de la zeolita modificada aument&oacute; incrementando la cantidad de los iones intercambiables desplazados durante la modificaci&oacute;n.</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Palabras clave:</b> Clinoptilolita, Intercambio i&oacute;nico, Pb(II), zeolita.</font></p>     <p align="justify"><font face="Verdana" size="2">&nbsp;</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Abstract</b></font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">It was investigated the ion exchange of Pb(II) from aqueous solution on clinoptilolite without modifying and modified by cation exchange with NaCl and NH<sub>4</sub>Cl solutions. The exchange capacity of the modified zeolite is dependent on the ion used in the modification as well as the time of the modification procedure. The modification of the zeolite increased its exchange capacity since the exchangeable ions Mg, Ca and K were displaced by the Na and NH<sub>4</sub> ions, which are more accessible for exchanging Pb(II). It was observed that the exchange capacity of the modified zeolite rised increasing the quantity of the exchangeable ions displaced during the modification.</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Keywords:</b> Clinoptilolite, ion exchange, Pb(II), zeolite.</font></p>     <p align="justify"><font face="Verdana" size="2">&nbsp;</font></p>     ]]></body>
<body><![CDATA[<p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Introducci&oacute;n</b></font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">La capacidad de intercambio de una zeolita natural depende de su naturaleza, composici&oacute;n qu&iacute;mica, pH y temperatura de la soluci&oacute;n, as&iacute; como de las caracter&iacute;sticas del cati&oacute;n que se intercambia. Los iones intercambiables que posee la zeolita natural son principalmente Na, K, Ca y Mg y &eacute;stos se intercambian de la zeolita a la soluci&oacute;n en el proceso de intercambio.</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">En varios trabajos se ha encontrado que la capacidad de intercambio de la zeolita natural se puede aumentar trat&aacute;ndola por intercambio cati&oacute;nico y la capacidad de intercambio de la zeolita modificada depende del cation que se use en el tratamiento. En la modificaci&oacute;n por intercambio cati&oacute;nico, los iones intercambiables de la zeolita natural se intercambian por un solo ion, por esta raz&oacute;n a estas zeolitas se les conoce como homoi&oacute;nicas. Es importante mencionar que la zeolita modificada nunca es completamente homoi&oacute;nica, porque algunos de los iones intercambiables no se intercambian totalmente de la zeolita a la soluci&oacute;n durante el proceso de modificaci&oacute;n.</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Loizidou y Townsend &#91;1&#93; modificaron clinoptilolita, ferrierita y mordenita por intercambio cati&oacute;nico, para obtener las formas s&oacute;dica y am&oacute;nica que se usaron para remover Pb(II) en soluci&oacute;n acuosa y notaron que la forma s&oacute;dica tiene mayor capacidad que la otra. Resultados similares fueron reportados para la remoci&oacute;n de Cd(II) &#91;2&#93;. Zamzow y col. &#91;3&#93; encontraron que la capacidad de intercambio de las zeolitas chabazita, clinoptilolita, erionita, mordenita y filipsita por el ion Pb(II) depende del yacimiento de donde se obtuvo la zeolita y de la forma a la cual se modific&oacute;.</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Semmens y Martin &#91;4&#93; modificaron clinoptilolita usando soluciones de NaCl a diferentes concentraciones y periodos de contacto, y reportaron que la muestra que se trat&oacute; con la soluci&oacute;n de concentraci&oacute;n de NaCl m&aacute;s alta desplaz&oacute; la mayor cantidad de los iones de Ca y K, y present&oacute; la mayor capacidad de intercambio por los iones de Cu(II) y Cd(II). Curkovic y col. &#91;5&#93; trataron clinoptilolita con una soluci&oacute;n 2M de NaCl a diferentes temperaturas, y concluyeron que la clinoptilolita modificada a mayor temperatura present&oacute; mayor capacidad para intercambiar los iones Pb(II) y Cd(II). Colella y col. &#91;6&#93; modificaron filipsita y chabazita para obtener sus formas s&oacute;dica y pot&aacute;sica y midieron sus capacidades para intercambiar Zn(II) y Cu(II). Los resultados indicaron que el Zn(II) no se intercambi&oacute; en ambas zeolitas y tampoco el Cu(II) en filipsita. Mientras que la chabazita en forma s&oacute;dica exhibi&oacute; una capacidad moderada por Cu(II). Kesraoui&#45;Ouki y col. &#91;7&#93; determinaron la isoterma de intercambio de Pb(II) y Cd(II) en chabazita y clinoptilolita sin tratar y modificada a la forma s&oacute;dica y encontraron que la modificaci&oacute;n mejor&oacute; la capacidad de intercambio de estos iones met&aacute;licos sobre ambas zeolitas. Adem&aacute;s, la chabazita present&oacute; mayor capacidad de intercambio que la clinoptilolita porque la chabazita tiene una mayor substituci&oacute;n de Al en el esqueleto estructural, esto indica que la chabazita tiene mayor concentraci&oacute;n de sitios cati&oacute;nicos.</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Loizidou y col. &#91;8&#93; estudiaron el intercambio del i&oacute;n Cr(III) sobre diferentes tipos de zeolitas modificadas a la forma s&oacute;dica y am&oacute;nica y encontraron que la capacidad decrece en el orden siguiente:</font></p>     <p align="center"><font face="Verdana" size="2"><img src="/img/revistas/rsqm/v48n2/a4e1.jpg"></font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Donde Mor = Mordenita, Cli<sub>A</sub> = Clinoptilolita originaria de USA, Cli<sub>E</sub> = Clinoptilolita originaria de Grecia y Fe = Ferrierita.</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">En un estudio anterior &#91;9&#93; se investig&oacute; el intercambio i&oacute;nico de Cd(II), Cr(III), Pb(II) y Zn(II) sobre muestras de minerales zeol&iacute;ticos colectadas en yacimientos ubicados en el estado de San Luis Potos&iacute; y se encontr&oacute; que estos minerales tienen capacidades de intercambio comparables a las reportadas en otros estudios. Con base en la revisi&oacute;n bibliogr&aacute;fica anterior, se considera que la capacidad de intercambio de estos minerales zeol&iacute;ticos se pueden incrementar modificando estos minerales por intercambio cati&oacute;nico.</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">El objetivo del presente trabajo es modificar clinoptilolita proveniente de un importante yacimiento ubicado en San Luis Potos&iacute;. La zeolita se convertir&aacute; a las forma s&oacute;dica y am&oacute;nica, y se determinar&aacute; la capacidad de la zeolita modificada para intercambiar Pb(II) en soluci&oacute;n acuosa. Adem&aacute;s, se estudiar&aacute; que ocurre con los iones K, Na, Ca y Mg durante la modificaci&oacute;n y cuales de estos iones se desplazan mas f&aacute;cilmente.</font></p>     ]]></body>
<body><![CDATA[<p align="justify"><font face="Verdana" size="2">&nbsp;</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Metodolog&iacute;a experimental</b></font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">En este estudio se utiliz&oacute; una zeolita de un yacimiento ubicado en San Luis Potos&iacute;, denominada TAM2. La muestra de mineral zeol&iacute;tico se tritur&oacute; y moli&oacute; utilizando un molino de barras. Luego se separ&oacute; por tama&ntilde;os en un tamizador marca AMF utilizando las mallas de 30 y 50 y se obtuvieron part&iacute;culas que tienen un di&aacute;metro promedio de 0.418 mm. La zeolita se lav&oacute; varias veces utilizando agua desionizada, se separ&oacute; por decantaci&oacute;n y enseguida, se sec&oacute; durante 24 h en una estufa a 110 &deg;C. Por &uacute;ltimo, la zeolita se guard&oacute; en recipientes cerrados y secos. La muestra de zeolita se caracteriz&oacute; en un estudio anterior &#91;10&#93; y se encontr&oacute; que est&aacute; constituida principalmente de clinoptilolita. Adem&aacute;s, se report&oacute; su composici&oacute;n qu&iacute;mica y caracter&iacute;sticas texturales.</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">La modificaci&oacute;n de las zeolitas se realiz&oacute; por un procedimiento de intercambio cati&oacute;nico similar al propuesto por Curkovic y col. &#91;5&#93;. A un matraz Erlenmeyer de 1 L se agregaron 50 g de la zeolita natural y 900 mL de la soluci&oacute;n intercambiante. La soluci&oacute;n y la zeolita se calentaron a una temperatura de 90 &deg;C durante 12 h y luego se dejo enfriar por las siguientes 12 h; la soluci&oacute;n intercambiante se separ&oacute; de la zeolita por decantaci&oacute;n y se tom&oacute; una muestra de la zeolita modificada para su posterior an&aacute;lisis. Enseguida, se agregaron 900 mL de una nueva soluci&oacute;n intercambiante y se calent&oacute; nuevamente a 90 &deg;C. Este procedimiento se repiti&oacute; durante siete d&iacute;as. Al t&eacute;rmino de este periodo la zeolita se separ&oacute; de la soluci&oacute;n, se lav&oacute; repetidas veces con agua desionizada hasta que la soluci&oacute;n de enjuague ya no estaba turbia y se sec&oacute; en una estufa a 110 &deg;C durante 24 h. La zeolita modificada se guard&oacute; en un recipiente seco y cerrado.</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">En el procedimiento de modificaci&oacute;n se investigaron los efectos del cati&oacute;n y del tiempo de duraci&oacute;n del intercambio cati&oacute;nico. Por esta raz&oacute;n, se emplearon soluciones intercambiantes 2M de NH<sub>4</sub>Cl o de NaCl y la zeolita se muestre&oacute; diariamente. En este trabajo las zeolitas modificadas con NH<sub>4</sub>Cl y NaCl se refieren como TNH y TNa, respectivamente. La duraci&oacute;n del proceso de modificaci&oacute;n puede ser de 1 o 7 d&iacute;as, las zeolitas modificadas con NaCl se denominaron como TNa1 y TNa7, respectivamente.</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">La composici&oacute;n qu&iacute;mica de la zeolita se determin&oacute; por espectrometr&iacute;a de emisi&oacute;n de plasma. Previo al an&aacute;lisis, la muestra de zeolita se trat&oacute; por el procedimiento que se describe enseguida. A un vaso de precipitados de 50 mL se agregaron 0.1 g de la muestra molida a un tama&ntilde;o de part&iacute;cula muy fino (malla 400), 0.6 g de la mezcla de fundentes, metaborato de litio anhidro&#45;tetraborato de litio anhidro (1:2), se tap&oacute; el vaso y se mezcl&oacute; su contenido. Esta mezcla se transfiri&oacute; a un crisol de grafito y se le agreg&oacute; una gota de una soluci&oacute;n de bromuro de litio, enseguida el crisol se coloc&oacute; en una mufla el&eacute;ctrica a 980 &deg;C hasta que la mezcla ten&iacute;a la apariencia de una esfera de vidrio fundido. Esta esfera se disolvi&oacute; en una soluci&oacute;n preparada con 7 mL de &aacute;cido n&iacute;trico concentrado y 75 mL de agua, y luego se filtr&oacute;; la soluci&oacute;n filtrada se recibi&oacute; en un matraz volum&eacute;trico de 200 mL y se afor&oacute; con agua desionizada. La determinaci&oacute;n cuantitativa de los elementos se realiz&oacute; por medio de un espectr&oacute;metro de emisi&oacute;n de plasma, marca Thermo Jarrel Ash, modelo IRIS/AP y una curva de calibraci&oacute;n que se obtuvo utilizando est&aacute;ndares multielementales y un blanco. El blanco se prepar&oacute; siguiendo el mismo tratamiento que se le dio a la muestra de zeolita. Mayores detalles de este procedimiento fueron reportados por Hern&aacute;ndez S&aacute;nchez &#91;10&#93;.</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Los datos experimentales de la isoterma se obtuvieron en un intercambiador de lote que const&oacute; de un matraz Erlenmeyer de 500 mL, al cual se agregaron 480 mL de una soluci&oacute;n de Pb(II). Esta soluci&oacute;n se prepar&oacute; usando Pb(NO<sub>3</sub>)<sub>2</sub> grado anal&iacute;tico y su concentraci&oacute;n inicial vari&oacute; entre 0.1 y 4.0 meq/L. Una determinada masa de la zeolita sin modificar o modificada se coloc&oacute; dentro de una bolsa fabricada de malla de Nylon que se introdujo a la soluci&oacute;n del intercambiador, y este &uacute;ltimo se sumergi&oacute; parcialmente en un ba&ntilde;o de temperatura constante. La soluci&oacute;n se mezcl&oacute; por medio de una barra de agitaci&oacute;n magn&eacute;tica recubierta de Tefl&oacute;n, accionada por una placa de agitaci&oacute;n que se encontraba debajo del ba&ntilde;o de temperatura constante. La soluci&oacute;n y la zeolita se dejaron en contacto hasta que se alcanz&oacute; el equilibrio. Cada determinado tiempo se tom&oacute; una muestra de la soluci&oacute;n y se le determin&oacute; su concentraci&oacute;n, se consider&oacute; que se hab&iacute;a alcanzado el equilibrio cuando la concentraci&oacute;n de dos muestras sucesivas ya no vari&oacute; significativamente. Dependiendo de la concentraci&oacute;n inicial, el equilibrio se alcanz&oacute; de 14 a 21 d&iacute;as. La masa intercambiada de Pb(II) en la zeolita se calcul&oacute; por medio de un balance de masa.</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">El pH de la soluci&oacute;n se mantuvo constante en los experimentos de intercambio. El pH de la soluci&oacute;n en el intercambiador se midi&oacute; peri&oacute;dicamente por medio de un pHmetro y en caso necesario, el pH se ajust&oacute; al valor deseado adicionando soluci&oacute;n 0.1M de HNO<sub>3</sub>.</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">La concentraci&oacute;n del i&oacute;n Pb(II) en soluci&oacute;n acuosa se determin&oacute; por espectrofotometr&iacute;a de absorci&oacute;n at&oacute;mica, midiendo la absorbancia de cada muestra en un espectrofot&oacute;metro de absorci&oacute;n at&oacute;mica de doble haz, marca Varian, modelo SpectrAA&#45;20, y calculando su concentraci&oacute;n por medio de una curva de calibraci&oacute;n que se prepar&oacute; determinando la absorbancia de 4 o 5 soluciones patr&oacute;n. El espectrofot&oacute;metro se calibr&oacute; a cero utilizando agua desionizada como blanco. La curva de calibraci&oacute;n depende del pH, por esta raz&oacute;n se recomienda prepararla al mismo pH de las muestras.</font></p>     <p align="justify"><font face="Verdana" size="2">&nbsp;</font></p>     ]]></body>
<body><![CDATA[<p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Resultados y discusi&oacute;n</b></font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Composici&oacute;n qu&iacute;mica de la zeolita natural y modificada.</b> Las <a href="#f1">figuras 1</a> y <a href="#f2">2</a> muestran las concentraciones de los iones intercambiables (Na, Ca, Mg y K) de la zeolita TAM2 y de la zeolita modificada con NaCl y NH<sub>4</sub>Cl. La variaci&oacute;n de la composici&oacute;n de la zeolita modificada con NaCl con respecto al tiempo de modificaci&oacute;n se ilustra en la <a href="#f1">figura 1</a>. En esta figura se observa que la concentraci&oacute;n de Na se incrementa de 0.348 a 1.33 meq/g en el primer d&iacute;a de tratamiento, correspondiendo a un incremento de 4 veces y el valor m&aacute;ximo de la concentraci&oacute;n de Na de 1.735 meq/g se alcanz&oacute; a los 4 d&iacute;as (5 veces mayor que en la zeolita natural). Es obvio que la concentraci&oacute;n de Na ten&iacute;a que aumentar durante la modificaci&oacute;n.</font></p>     <p align="center"><font face="verdana" size="2"><a name="f1"></a></font></p>     <p align="center"><font face="verdana" size="2"><img src="/img/revistas/rsqm/v48n2/a4f1.jpg"></font></p>     <p align="center"><font face="verdana" size="2"><a name="f2"></a></font></p>     <p align="center"><font face="verdana" size="2"><img src="/img/revistas/rsqm/v48n2/a4f2.jpg"></font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Los datos de la <a href="#f1">figura 1</a> muestran que en el primer d&iacute;a, las concentraciones de Ca y Mg disminuyeron dr&aacute;sticamente de 0.629 a 0.095 meq/g y de 0.186 a 0.095 meq/g, respectivamente, que corresponden a reducciones cercanas a 7 y 2 veces. Las concentraciones de estos iones ya casi no variaron despu&eacute;s del primer d&iacute;a. Por otro lado, la concentraci&oacute;n de K decreci&oacute; progresivamente de 0.73 a 0.25 meq/g en los siete d&iacute;as (disminuy&oacute; alrededor de 3 veces). Lo anterior indica que el Na desplaza preferentemente y m&aacute;s r&aacute;pidamente al Ca y Mg que al K. Una posible explicaci&oacute;n es que en el esqueleto estructural de la zeolita, los sitios cati&oacute;nicos ocupados por Ca y Mg sean m&aacute;s f&aacute;cilmente accesibles que los ocupados por K.</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">En el caso de la zeolita modificada con NH<sub>4</sub>Cl no se determin&oacute; la cantidad de iones amonio intercambiados en la zeolita; sin embargo, la masa de iones NH<sub>4</sub> intercambiados sobre zeolita se puede conocer de manera aproximada calculando la cantidad total de los iones intercambiables desplazados. En la <a href="#f2">figura 2</a> se observa que el Na disminuye de 0.348 a 0.313 meq/g en los siete d&iacute;as, que equivale a una disminuci&oacute;n de alrededor de 10%. Las concentraciones de Ca, Mg y K decrecieron de 0.629 a 0.08 meq/g, de 0.186 a 0.055 meq/g, de 0.73 a 0.32 meq/g, respectivamente, resultando en reducciones de las concentraciones cercanas a 8, 3 y 2 veces. Aproximadamente 1.125 meq/g de Na, Ca, Mg y K fueron desplazados de la zeolita por el ion NH<sub>4</sub>. Las concentraciones de Ca, K y Mg decrecieron dr&aacute;sticamente en el primer d&iacute;a y luego variaron muy ligeramente en los dem&aacute;s d&iacute;as. El NH<sub>4</sub> reemplaza preferentemente al Ca, Mg y K pero pr&aacute;cticamente no sustituye al Na. Esto parece indicar que el NH<sub>4</sub> no logra acceder a los sitios cati&oacute;nicos ocupados por Na.</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Las cantidades totales de iones desplazados tambi&eacute;n se incluyeron en las <a href="#f1">figuras 1</a> y <a href="#f2">2</a>. En la zeolita modificada con NH<sub>4</sub>Cl, la cantidad total de iones desplazados var&iacute;a muy levemente del primer al s&eacute;ptimo d&iacute;a, mientras que la cantidad total de iones desplazados en la zeolita modificada con NaCl crece progresivamente del primer al s&eacute;ptimo d&iacute;a. Esto revela que la zeolita modificada con NH<sub>4</sub>Cl esencialmente ya no cambi&oacute; despu&eacute;s del primer d&iacute;a, pero la zeolita modificada con NaCl se modific&oacute; continuamente aunque muy levemente en los tres &uacute;ltimos d&iacute;as. Adem&aacute;s, se not&oacute; que el ion NH<sub>4</sub> desplaza m&aacute;s r&aacute;pidamente a los iones K, Ca y Mg que al ion Na.</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Caracterizaci&oacute;n por microscop&iacute;a electr&oacute;nica de barrido.</b> El estudio de la zeolita TAM2 sin modificar y modificada realizado mediante el empleo del Microscopio Electr&oacute;nico de Barrido, permiti&oacute; observar algunos detalles superficiales de las part&iacute;culas y su morfolog&iacute;a. En la <a href="#f3">figura 3</a> se muestra una imagen de la zeolita TAM2 sin modificar y dif&iacute;cilmente se puede apreciar un h&aacute;bito cristalino desarrollado; adem&aacute;s, se observa una gran variaci&oacute;n de tama&ntilde;os de cristales y part&iacute;culas. La gran variaci&oacute;n de tama&ntilde;os tambi&eacute;n es acentuada por la presencia de impurezas de cuarzo y calcita que conjuntamente forman conglomerados con los cristales de zeolita, que ocultan los detalles superficiales de las part&iacute;culas y el h&aacute;bito cristalino de la zeolita.</font></p>     ]]></body>
<body><![CDATA[<p align="center"><font face="verdana" size="2"><a name="f3"></a></font></p>     <p align="center"><font face="verdana" size="2"><img src="/img/revistas/rsqm/v48n2/a4f3.jpg"></font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Por otra parte en las <a href="#f4">figuras 4</a> y <a href="#f5">5</a> se muestran las fotomicrograf&iacute;as de la TAM2 modificada con NH<sub>4</sub>Cl y NaCl, respectivamente. A diferencia de la muestra sin modificar, los cristales de las zeolitas modificadas aparecen mucho mejor definidos. En la <a href="#f4">figura 4</a> se muestran los cristales de la zeolita modificada con NH<sub>4</sub>Cl y se aprecia un h&aacute;bito tabular definido claramente de los cristales con tendencia a un acomodo subyacente entre ellos mismos, as&iacute; como tambi&eacute;n cristales con un h&aacute;bito prism&aacute;tico acicular. En la <a href="#f5">figura 5</a>, la zeolita modificada con NaCl muestra una cristalizaci&oacute;n con predominio de h&aacute;bito tipo tabular aunque tambi&eacute;n se aprecia un h&aacute;bito fibroso de los cristales, esto revela un menor desarrollo de las caras de los cristales con respecto a la zeolita modificada con NH<sub>4</sub>Cl.</font></p>     <p align="center"><font face="verdana" size="2"><a name="f4"></a></font></p>     <p align="center"><font face="verdana" size="2"><img src="/img/revistas/rsqm/v48n2/a4f4.jpg"></font></p>     <p align="center"><font face="verdana" size="2"><a name="f5"></a></font></p>     <p align="center"><font face="verdana" size="2"><img src="/img/revistas/rsqm/v48n2/a4f5.jpg"></font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Isoterma de intercambio de Pb(II) sobre clinoptilolita.</b> Los datos experimentales de la isoterma de intercambio se interpretaron utilizando las isotermas de Langmuir y Freundlich, que se representan matem&aacute;ticamente como:</font></p>     <p align="center"><font face="Verdana" size="2"><img src="/img/revistas/rsqm/v48n2/a4e2.jpg"></font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Donde <i>C</i> = Concentraci&oacute;n de Pb(II) en el equilibrio, meq/L</font></p>     ]]></body>
<body><![CDATA[<blockquote>       <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><i>k</i> = Constante de la isoterma de Freundlich, L<sup>1/n</sup> meq<sup>1&#45;1/n</sup> g<sup>&#45;1</sup></font></p>       <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><i>K</i> = Constante de la isoterma de Langmuir, L/meq</font></p>       <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><i>N</i> = Constante de la isoterma de Freundlich</font></p>       <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><i>q</i> = Cantidad de Pb(II) intercambiado por unidad de masa del adsorbente, meq/g</font></p>       <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><i>q</i><sub>m</sub> = Constante de la isoterma de Langmuir, que representa la cantidad m&aacute;xima de soluto intercambiado, meq/g</font></p> </blockquote>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Las constantes de estas isotermas se estimaron utilizando un m&eacute;todo de m&iacute;nimos cuadrados basado en el algoritmo de optimizaci&oacute;n de Rosenbrock&#45;Newton, que utiliza la funci&oacute;n objetivo siguiente:</font></p>     <p align="center"><font face="Verdana" size="2"><img src="/img/revistas/rsqm/v48n2/a4e3.jpg"></font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Adem&aacute;s, se evalu&oacute; el porcentaje de desviaci&oacute;n promedio por medio de la ecuaci&oacute;n siguiente:</font></p>     <p align="center"><font face="Verdana" size="2"><img src="/img/revistas/rsqm/v48n2/a4e4.jpg"></font></p>     ]]></body>
<body><![CDATA[<p align="justify"><font face="verdana" size="2">Donde <i>N</i> = N&uacute;mero de datos experimentales</font></p>     <blockquote>       <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><i>q</i><sub>ca</sub> = Cantidad de Pb(II) intercambiado calculada con la isoterma de intercambio, meq/g</font></p>       <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><i>q</i><sub>exp</sub> = Cantidad de Pb(II) intercambiado determinada experimentalmente, meq/g.</font></p> </blockquote>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">En la <a href="/img/revistas/rsqm/v48n2/a4c1.jpg" target="_blank">Tabla 1</a> se muestran los valores de los par&aacute;metros y el porcentaje de desviaci&oacute;n de las isotermas de Langmuir y Freundlich. Se consider&oacute; que la isoterma que presenta menor porcentaje de desviaci&oacute;n es la que ajusta mejor los datos experimentales. Con base en esto la isoterma de Langmuir interpreta mejor los datos experimentales de intercambio i&oacute;nico de Pb(II) sobre la zeolita sin modificar que la de Freundlich, y lo opuesto ocurre para las zeolitas modificadas con NH<sub>4</sub>Cl y NaCl.</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">En este trabajo los datos experimentales de las zeolitas modificadas se ajustaron mejor por Freundlich; sin embargo, no se us&oacute; esta isoterma porque no es recomendable para la interpretaci&oacute;n del intercambio i&oacute;nico sobre una zeolita, ya que la masa del cati&oacute;n intercambiado en esta isoterma aumenta progresivamente con el incremento de la concentraci&oacute;n del cati&oacute;n en soluci&oacute;n. Normalmente esto no ocurre en una zeolita porque su capacidad de intercambio est&aacute; limitada por la disponibilidad y accesibilidad de los sitios cati&oacute;nicos. Por lo anterior se seleccion&oacute; a la isoterma de Langmuir ya que la masa del cati&oacute;n intercambiado sobre la zeolita debe alcanzar un valor m&aacute;ximo, dependiente de la cantidad de sitios cati&oacute;nicos disponibles en la zeolita. Este comportamiento asint&oacute;tico puede ser explicado por la isoterma de Langmuir pero no por la de Freundlich.</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Efecto de la modificaci&oacute;n en la capacidad de intercambio de la zeolita.</b> Este efecto se investig&oacute; determinando las isotermas de intercambio de Pb(II) sobre las zeolitas modificadas con NH<sub>4</sub>Cl y NaCl a <i>T</i> = 25 &deg;C y pH = 4, y se compararon con la isoterma de intercambio de Pb(II) sobre la zeolita TAM2 sin modificar. Los datos experimentales de las isotermas de intercambio se muestran en las <a href="#f6">figuras 6</a> y <a href="#f7">7</a> y se nota claramente que la modificaci&oacute;n de la zeolita TAM2 incrementa la capacidad de intercambio.</font></p>     <p align="center"><font face="verdana" size="2"><a name="f6"></a></font></p>     <p align="center"><font face="verdana" size="2"><img src="/img/revistas/rsqm/v48n2/a4f6.jpg"></font></p>     <p align="center"><font face="verdana" size="2"><a name="f7"></a></font></p>     ]]></body>
<body><![CDATA[<p align="center"><font face="verdana" size="2"><img src="/img/revistas/rsqm/v48n2/a4f7.jpg"></font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">La m&aacute;xima capacidad de intercambio de la zeolita TAM2 se puede considerar que es igual a <i>q<sub>m</sub></i>, este t&eacute;rmino corresponde a la m&aacute;xima cantidad de Pb(II) intercambiado sobre la superficie de la zeolita. Los valores de <i>q<sub>m</sub></i> se encuentran en la <a href="/img/revistas/rsqm/v48n2/a4c1.jpg" target="_blank">Tabla 1</a> y se obtienen a partir de la isoterma de Langmuir. La m&aacute;xima capacidad de intercambio de la TAM2 aument&oacute; cerca de 19 y 17% cuando la zeolita se modific&oacute; con NaCl (TNa7) y NH<sub>4</sub>Cl (TNH7), respectivamente. Este incremento en la capacidad se puede explicar recordando que en el proceso de modificaci&oacute;n los iones intercambiables (K, Ca y Mg) son desplazados por Na o NH<sub>4</sub>, los cuales se intercambian mas f&aacute;cilmente o son mas accesibles al Pb(II) que los otros iones intercambiables (K, Ca y Mg) que se encontraban originalmente ocupando los sitios cati&oacute;nicos de la zeolita TAM2.</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Comparando las isotermas de intercambio de Pb(II) sobre las zeolitas modificadas TNa7 y TNH7 se aprecia que, independientemente de si la zeolita se modific&oacute; con NaCl o NH<sub>4</sub>Cl, la capacidad de intercambio de la zeolita modificada es esencialmente la misma cuando el proceso de modificaci&oacute;n dur&oacute; 7 d&iacute;as. Esto revela que los sitios cati&oacute;nicos que ocupan los iones NH<sub>4</sub> y Na en la zeolitas modificadas son igualmente accesibles al ion Pb(II).</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">La capacidad de intercambio te&oacute;rica (CIT) de la zeolita se refiere a la cantidad de sitios cati&oacute;nicos presentes en el esqueleto estructural de la zeolita. La CIT de la zeolita TAM2 se estim&oacute; a partir de la cantidad de aluminio presente en la zeolita y es de 1.9 meq de Al/g &#91;9&#93;. En general, la CIT es siempre mayor que la m&aacute;xima capacidad de intercambio, q<sub>m</sub>, por las razones siguientes: 1) No todos los sitios activos son accesibles a los cationes, 2) No todos los cationes intercambiables presentes en las zeolitas pueden ser intercambiados, y 3) Se supone que todo el aluminio presente pertenece al esqueleto estructural de la zeolita pero puede ser que alguna parte corresponda a impurezas cristalinas y amorfas &#91;9&#93;.</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">La eficiencia de intercambio i&oacute;nico de la zeolita sin modificar y modificada se puede estimar calculando el cociente entre <i>q<sub>m</sub></i> y la CIT. Esta eficiencia representa una medida de la disponibilidad real de los sitios cati&oacute;nicos (AlO<sub>4</sub><sup>&#45;5</sup>) para intercambiar iones Pb(II) de la soluci&oacute;n y es normalmente menor de 100%. Las eficiencias de intercambio son 61, 71 y 73% para las zeolitas TAM2, TNH7 y TNa7. Por lo tanto los sitios cati&oacute;nicos de las zeolitas modificadas son m&aacute;s accesibles para el intercambio de Pb(II) que los sitios de la zeolita sin modificar.</font></p>     <p align="justify">&nbsp;</p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Efecto de la duraci&oacute;n del proceso de modificaci&oacute;n en la capacidad de intercambio</b></font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">La dependencia de la capacidad de intercambio de la zeolita con respecto a la duraci&oacute;n del proceso de modificaci&oacute;n se estudi&oacute; determinando las isotermas de intercambio de Pb(II) sobre las zeolitas modificadas con NaCl (TNa1 y TNa7) y con NH<sub>4</sub>Cl (TNH1 y TNH7), y compar&aacute;ndolas con la isoterma de intercambio de la TAM2 sin modificar. Los datos experimentales as&iacute; como sus respectivas isotermas de Langmuir se ilustran en la <a href="#f7">figura 7</a> y se observa claramente que la capacidad de intercambio de las zeolitas modificadas se increment&oacute; con el tiempo de duraci&oacute;n del proceso de modificaci&oacute;n.</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Los datos graficados en la <a href="#f7">figura 7</a> se obtuvieron en un estudio anterior &#91;10&#93; y usando una muestra de zeolita TAM2 que es ligeramente diferente a la muestra de zeolita TAM2 empleada en este estudio. Por esta raz&oacute;n las isotermas de intercambio de Pb(II) sobre las zeolitas TNH7 y TNa7 de la <a href="#f6">figura 6</a> son ligeramente diferentes a las de la <a href="#f7">figura 7</a>.</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">La m&aacute;xima capacidad de intercambio de la zeolita modificada TNa7 es mas grande que la de la TNa1 (<a href="#f7">Fig. 7</a>) y esto se debe a que en la zeolita TNa7 se desplaz&oacute; mayor cantidad de los iones intercambiables. Los resultados que se exhiben en la <a href="#f1">figura 1</a> corroboran este comportamiento. Las capacidades de las zeolitas TNH1 y TNH7 presentan un comportamiento similar pero en este caso la capacidad de intercambio de la TNH7 es ligeramente mayor (cercano a 7%) que la de la TNH1. En otras palabras, la capacidad de intercambio de la zeolita modificada con NH<sub>4</sub> vari&oacute; muy levemente aumentando la duraci&oacute;n del proceso de modificaci&oacute;n. La explicaci&oacute;n de este resultado se fundamenta en que los iones intercambiables de la zeolita TAM2 son desplazados principalmente en el primer d&iacute;a del proceso de modificaci&oacute;n. Es decir que la cantidad total de iones intercambiados en la TNH7 es ligeramente mayor que en la TNH1.</font></p>     ]]></body>
<body><![CDATA[<p align="justify"><font face="verdana" size="2">En la <a href="#f7">Figura 7</a> tambi&eacute;n se nota claramente que la m&aacute;xima capacidad de intercambio de la TNH1 es mayor que la TNa1. Este resultado se puede interpretar bas&aacute;ndose en que durante la modificaci&oacute;n de la zeolita TNH1 se desplazaron mayor cantidad de iones intercambiables que en el caso de la TNa1.</font></p>     <p align="justify"><font face="Verdana" size="2">&nbsp;</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Conclusiones</b></font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">En la modificaci&oacute;n de las zeolitas por intercambio cati&oacute;nico los iones intercambiables originales son desplazados por los iones Na y NH<sub>4</sub>, esto ocasiona que los sitios cati&oacute;nicos de las zeolitas modificadas sean mas accesibles al ion Pb(II). No se pueden desplazar a todos los iones intercambiables que se encuentran originalmente en la zeolita y la facilidad con que son desplazados es diferente para cada ion. Los iones de Mg, Ca y K se desplazaron en mayor cantidad que los iones de Na.</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">Los cristales de la zeolita sin modificar no se pueden observar con el Microscopio Electr&oacute;nico de Barrido debido a que las impurezas forman conglomerados con los cristales de zeolita que ocultan el h&aacute;bito cristalino de la zeolita. En cambio en las zeolitas modificadas se pueden apreciar mucho mejor definidos.</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">La capacidad de intercambio de la zeolita modificada es mayor que la de la sin modificar y es dependiente del ion que se use para modificarla y del tiempo de duraci&oacute;n del proceso de modificaci&oacute;n. Adem&aacute;s, la capacidad de la zeolita modificada aumenta entre mayor sea la cantidad de iones intercambiables que se desplazaron durante la modificaci&oacute;n.</font></p>     <p align="justify"><font face="Verdana" size="2">&nbsp;</font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2"><b>Referencias</b></font></p>     <!-- ref --><p align="justify"><font face="verdana" size="2">1. Loizidou, M.; Townsend, R. P. <i>Zeolites</i>, <b>1987</b>, <i>7</i>, 153&#45;159.    &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=6945830&pid=S0583-7693200400020000400001&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --></font></p>     ]]></body>
<body><![CDATA[<!-- ref --><p align="justify"><font face="verdana" size="2">2. Loizidou, M.; Townsend, R. P. <i>J. Chem. Soc. Dalton Trans.</i> <b>1987</b>, 1911&#45;1916.    &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=6945832&pid=S0583-7693200400020000400002&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --></font></p>     <!-- ref --><p align="justify"><font face="verdana" size="2">3. Zamzow, M. J.; Eichbaum, B. R.; Sandgren, K. R.; Shanks, D. E. <i>Sep. Sci. Technol</i>. <b>1990</b>, <i>25</i>, 1555&#45;1569.    &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=6945834&pid=S0583-7693200400020000400003&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --></font></p>     <!-- ref --><p align="justify"><font face="verdana" size="2">4. Semmens, M. J.; Martin, W. P. <i>Wat. Res.</i> <b>1988</b>, <i>22</i>, 537&#45;542.    &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=6945836&pid=S0583-7693200400020000400004&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --></font></p>     <!-- ref --><p align="justify"><font face="verdana" size="2">5. Curkovic, L.; Cerjan&#45;Stefanovic, S.; Filipan, T. <i>Water Res.</i> <b>1997</b>, <i>31</i>, 1379&#45;1382.    &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=6945838&pid=S0583-7693200400020000400005&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --></font></p>     <!-- ref --><p align="justify"><font face="verdana" size="2">6. Colella, C.; De'Gennaro, M.; Langella, A.; Pansini, M. <i>Sep. Sci. Technol</i>. <b>1998</b>, <i>33</i>, 467&#45;481.    &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=6945840&pid=S0583-7693200400020000400006&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --></font></p>     ]]></body>
<body><![CDATA[<!-- ref --><p align="justify"><font face="verdana" size="2">7. Kesraoui&#45;Ouki, S.; Cheeseman, C.R.; Perry, R. <i>Environ. Sci. Technol.</i> <b>1993</b>, <i>27</i>, 1108&#45;1116.    &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=6945842&pid=S0583-7693200400020000400007&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --></font></p>     <!-- ref --><p align="justify"><font face="verdana" size="2">8. Loizidou, M.; Haralambous K.J. Loukatos, A.; Dimitrakopoulou D. <i>J. Environ. Sci. Health.</i><b>1992</b>, <i>A27</i>, 1759&#45;1769.    &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=6945844&pid=S0583-7693200400020000400008&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --></font></p>     <!-- ref --><p align="justify"><font face="verdana" size="2">9. Leyva Ramos, R.; S&aacute;nchez Castillo, M.; Hern&aacute;ndez S&aacute;nchez, V.; Guerrero Coronado, R. <i>Rev. Int. Contam. Ambient.</i> <b>2001</b>, <i>17,</i> 129&#45;136.    &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;[&#160;<a href="javascript:void(0);" onclick="javascript: window.open('/scielo.php?script=sci_nlinks&ref=6945846&pid=S0583-7693200400020000400009&lng=','','width=640,height=500,resizable=yes,scrollbars=1,menubar=yes,');">Links</a>&#160;]<!-- end-ref --></font></p>     <p align="justify"><font face="verdana" size="2">10. Hern&aacute;ndez S&aacute;nchez, M.V. Tesis de Maestr&iacute;a, Universidad Aut&oacute;noma de San Luis Potos&iacute;. M&eacute;xico. <b>1999</b>.</font></p>      ]]></body><back>
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