Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4
ÁREA: Materiais
TÍTULO: CARACTERIZAÇÃO DOS COMPOSTOS DE PRASEODÍMIO E NEODÍMIO POR TG-DTA E FT-IR
AUTORES: Borges, S.B.F. (UFGD) ; Silva, A.B. (UFGD) ; Almeida, C.F. (UFGD) ; Andrade, R.C. (UFGD) ; Arruda, E.J. (UFGD) ; Ionashoro, M. (UNESP) ; Carvalho, C.T. (UFGD)
RESUMO: O objetivo do presente trabalho foi sintetizar os compostos de praseodímio e
neodímio, uma vez que esse tipo de material disperta interesse por apresentar
diversas aplicações que são intrisecas às propriedades dos lantanídeos. Contudo, o
objetivo principal do trabalho foi sintetizar os compostos 2-aminotereftalatos de
praseodímio e neodímio e estudar seu comportamento térmico usando TG-DTA para
obter informações como a estabilidade térmica, estequiometria, pureza e etapas de
decomposição e a espectroscopia de absorção na região do infravermelho médio (FT-
IR) que permitiu sugerir o tipo de coordenação metal-ligante.
PALAVRAS CHAVES: Lantanídeos ; TG-DTA; FT-IR
INTRODUÇÃO: Os compostos ou óxidos de lantanídeos são empregados principalmente na indústria
como catalisadores automotivos, craqueamento de frações do petróleo, catálise,
indústria de vidros, imãs permanentes, materiais luminescentes, laser e também
na área biológica como fluoroimunoensaios, agentes de contraste e várias outras
aplicações. O praseodímio e o neodímio que naturalmente apresentam propriedades
luminescentes com bandas de absorção estreitas possuem capacidade de absorverem
luz amarela e, desse modo são usados, por exemplo, na fabricação de óculos de
proteção para solda (MARTINS, T. S et. al., 2005). Outro fator, inerente às
propriedades luminescentes de lantanídeos é que elas podem ser intensificadas em
função do ligante coordenado ao íon lantanídeo. Portanto, o interesse por
compostos utilizando lantanídeos deve-se as diversas aplicações que esses
materiais podem ter quando combinados com determinados ligantes, uma vez que a
proposta do presente trabalho foi sintetizar os compostos dos 2-
aminotereftalatos de praseodímio e neodímio. Entretanto, o trabalho limitou-se
inicialmente a caracterização desses compostos por termogravimetria para
determinar a estequiometria e pureza, enquanto espectroscopia por absorção no
infravermelho sugerir o tipo de coordenação metal-ligante (LOCATELLI, J. R et.
al., 2007) sendo que os compostos deverão ser estudados futuramente quanto as
suas propriedades luminescentes.
MATERIAL E MÉTODOS: Os compostos foram sintetizados utilizando soluções previamente preparadas do
ligante e dos sais metálicos desejados, ambas com pH ajustado e na concentração
de 0,15 mol L-1. A reação de precipitação ocorreu com a adição lenta do ligante
sobre solução do sal. O precipitado obtido foi filtrado em papel filtro Whatman
40, executando-se sucessivas lavagens até a eliminação dos íons interferentes.
Sendo a confirmação feita por teste qualitativo com solução de nitrato de prata
em meio nítrico. Em seguida os precipitados obtidos foram secos e armazenados em
dessecador até o momento da análise.
As curvas TG-DTA foram obtidas no termoanalisador SDT 2960, da TA
Instruments. A análise das amostras foram realizadas no intervalo de 30 – 1000
ºC, razão de aquecimento de 20 ºC min-1, atmosfera de ar seco, com fluxo de 100
mL min-1, cadinhos de α-alumina.
O espectro de absorção na região do infravermelho médio (FTIR) foi obtido com
emprego do espectrofotrômetro Nicolet iS10 FT-IR , usando um acessório ATR com
janela de Ge, com resolução de 4cm-1, na região de 4000 – 700 cm-1.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: TG-DTA – As etapas de decomposição térmica que inclui a desidratação, oxidação
da matéria orgânica e temperatura final de formação dos resíduos estáveis nas
curvas termogravimétricas e de análise térmica diferencial dos compostos 2-
aminotereftalatos de praseodímio e neodímio são bastante semelhantes, mostrando,
provavelmente que a decomposição para os dois compostos ocorrem praticamente
pelo mesmo mecanismo. Portanto, a primeira perda de massa de 6% iniciando
próximo a 45 ºC pode ser atribuida a perda de três moléculas de água e com
formação de composto anidro estável até 325 ºC. As etapas seguintes, segunda a
quarta etapa com picos exotérmicos na curva DTA em torno de 378 e 445 ºC,
referem-se a decomposição da matéria orgância com fragmentação dos grupos
carboxilicos e amino, e em temperaturas acima de 400 ºC, ocorre a decomposição
dos anéis aromáticos que são termicamente mais estáveis. Dessa forma o cálculo
estequiométrico e consequentemente a pureza foi calculada em função das massas
iniciais (Pr = 6,070 mg e Nd = 6,149 mg) e resíduos finais, Pr6O11 e Nd2O3.
Sendo que, a pureza determinada para os compostos foi de aproximadamente 99, 5%.
FTIR - O íon carboxilato coordena-se ao metal de vários modos (DEACON et. al.,
1980), sendo então, possível sugerir a partir da diferença de frequências de
estiramento assimétrico e simétrico do ânion carboxilato dos compostos
estudados, sintetizados em relação ao seu sal de sódio, ∆ [νas (COO-) - νsim
(COO-)] , que o ligante 2-aminotereftalato coordena-se em ponte com o lantânio e
cério.
Figura 1
Curvas TG-DTA dos compostos sintetizados
Tabela 1
Dados espectroscópicos para o 2-aminotereftalato de
sódio e compostos de praseodímio e neodímio
CONCLUSÕES: Os compostos de praseodimio e neodímio de acordo com as curvas TG-DTA possuem
etapas de decomposição muito semelhantes, o que mostra que esses compostos devem
possuir o mesmo mecanismo de decomposição. Além disso, as curvas TG-DTA permitiu
calcular a estequiometria dos compostos estudados, bem como a pureza de 99,5%. Em
relação aos dados de espectroscopia na regiaão do ifravermelho permitiu sugerir o
tipo de cordenação do praseodímio e neodimio, como sendo em ponte em relação as
frequências de esterimento observadas para o sal 2-aminotereftalto de sódio.
AGRADECIMENTOS: À UFGD, laboratório de Análise Térmica Ivo Giolito – UNESP e ao orgão de fomento
CNPq.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: DEACON, G. B.; PHILLIPS, R. J. 1980. Relationships between the carbon-oxygen stretching frequencies of carboxylato complexes and the type of carboxylate coordination. Coord. Chem. Rev., 33: 227-250.
LOCATELLI, J.R.; RODRIGUES E. C.; SIQUEIRA A. B; IONASHIRO E. Y.; BANNACH G.; IONASHIRO M. 2007. Synthesis, characterization and thermal behaviour of solid-state compounds of yttrium and lanthanide benzoates, Journal of Thermal Analysis Calorimetry 90:737-746.
MARTINS, T. S.; ISOLANI, P. C. 2005. Terras raras: aplicações industriais e biológicas. Quimica Nova, 28:111-117.