53º Congresso Brasileiro de Quimica
Realizado no Rio de Janeiro/RJ, de 14 a 18 de Outubro de 2013.
ISBN: 978-85-85905-06-4

ÁREA: Química Analítica

TÍTULO: Síntese, caracterização e estudos do comportamento térmico dos glicolatos de La(III), Ce(III) e Pr(III) no estado sólido.

AUTORES: Gomes, D.J.C. (UNESP) ; Gigante, A.C. (UNESP) ; Caires, F.J. (UNESP) ; Nascimento, A.L.C.S. (UNESP) ; Lima, L.S. (UNESP) ; Silva, R.C. (UNESP) ; Ionashiro, M. (UNESP)

RESUMO: Os Glicolatos de La(III), Ce(III) e Pr(III) foram sintetizados, caracterizados e investigados utilizando-se termogravimetria e calorimetria exploratória diferencial simultânea (TG-DSC), espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), análise elementar e complexometria com EDTA. Os resultados também forneceram informações sobre a estequiometria, estabilidade térmica e comportamento térmico desses compostos.

PALAVRAS CHAVES: lantanídeos trivalentes; glicolatos; comportamento térmico

INTRODUÇÃO: O ácido glicólico faz parte da família dos ácidos alfa-hidroxicarboxílicos (AHA). Os AHA apresentam um grupo carboxila terminal com um ou dois grupamentos hidroxila na posição alfa e uma cadeia carbônica de comprimento variável (Clark, 1996). O ácido glicólico apresenta dois carbonos e o ácido láctico, três carbonos. Este último pode converter-se em sua forma cetônica que é o ácido pirúvico. O ácido glicólico (ácido α-hidroxi acético) C2H4O3, tem uma longa história de seu uso na medicina em relação ao cuidado estético do corpo que está crescendo rapidamente. Durante a revisão bibliográfica verificou-se que os trabalhos encontrados referem-se a estudos estruturais dos complexos sólidos de glicolatos, lactatos e mandelatos de alguns metais de transição bivalentes (Fischinger, Sarapu e Companion, 1969), espectro na região do infravermelho do complexo mandelato de Ni(II) (Khadikar et al., 1972), estrutura e propriedades magnéticas dos mandelatos de metais bivalentes (Beghidja, 2005) e estudos envolvendo a síntese do glicolato de cério na forma de monocristal (Trombe, Jaud e Galy, 2005). Poucos estudos utilizando técnicas termoanalíticas foram encontrados na literatura envolvendo metais de terras raras.

MATERIAL E MÉTODOS: As soluções dos íons metálicos foram preparadas a partir da dissolução dos seus óxidos (exceto para o cério que se encontrava na forma de nitrato) com ácido clorídrico concentrado. As soluções foram evaporadas próximas à secura, diluídas com água destilada e as soluções novamente foram evaporadas próximas à secura para eliminar o excesso de ácido clorídrico. Em seguida as soluções foram novamente diluídas com água destilada de maneira a se obter uma concentração da ordem de 0,15 mol L-1. Os carbonatos de La(III), Ce(III), Pr(III) foram preparados com adição lenta e agitação contínua de solução saturada de hidrogeno carbonato de sódio aos respectivos cloretos (La(III) e Pr(III)) obtidos, enquanto o cério estava na forma de nitrato, até a precipitação quantitativa dos íons metálicos. Os precipitados foram lavados com água destilada até a eliminação dos íons cloreto ou nitrato (teste qualitativo com solução de AgNO3/HNO3 para íons cloreto ou solução de difenilamina em ácido sulfúrico para íons nitrato) e mantidos em suspensão aquosa. Os teores dos íons metálicos e dos ligantes foram obtidos a partir das curvas TG e também por complexometria com EDTA. Os espectros de absorção na região do infravermelho foram obtidos em espectrômetro Nicolet iS10 FTIR, utilizando acessório ATR com janela de germânio. As curvas TG-DSC simultâneas foram obtidas utilizando os sistemas TG-DSC 1Stare da Mettler Toledo, atmosfera dinâmica de ar seco com vazão de 50 mL min-1, massa de amostra em torno de 10 mg, razão de aquecimento de 10 °C min-1 em um cadinho de α-alumina.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: Os resultados obtidos das curvas TG permitiram estabelecer a estequiometria desses compostos que estão de acordo com a fórmula geral: Ln(L)3 “Ln” representa os íons lantanídeos trivalentes, “L” é α-hidroxi-acetato. A determinação do teor de íons metálicos e o conteúdo de ligante no compostos foram determinados a partir das curvas TG. O teor de íons metálicos também foi determinado por complexometria com EDTA (Ionashiro, Graner e Zuanon Netto, 1983). Conteúdos de carbono e hidrogênio foram determinados por cálculos baseados nas perdas de massa observadas nas curvas TG, uma vez que a perda de ligante durante a decomposição térmica ocorre com a formação dos respectivos óxidos com estequiometria conhecida, como resíduo final. Os dados analíticos e termoanalíticos dos compostos sintetizados são apresentados na Tabela 1. Os espectros de absorção na região do infravermelho mostram que os estiramentos νas (COO-), ν (O-H) e ν (C-OH) estão deslocados para menores frequências em relação ao observado no ácido livre. isto sugere que a coordenação do ligante aos centros metálicos ocorre através do grupo hidroxila e de um oxigênio do grupo carboxila, sugerindo que o ligante se coordena aos centros metálicos de forma bidentado-quelante. As curvas TG-DSC simultâneas dos compostos anidros são apresentadas na Fig. 1. Nos compostos, as curvas TG mostram perdas de massa em uma única (Ce), três (Pr) e quatro (La) etapas consecutivas e sobrepostas etapas. As perdas de massa correspondem a picos endotérmicos que são atribuídos a decomposição térmica e a picos exotérmicos que são atribuídos a oxidação da matéria orgânica e/ou dos produtos gasosos liberados durante a decomposição térmica e/ou também oxidação de Ce(III) para Ce(IV).

Figura 1

Curvas TG-DSC simultâneas dos compostos. (a) LaL3 (m=10,026 mg), (b) CeL3 (m = 10,070 mg), (c) PrL3 (m = 10,068 mg).





CONCLUSÕES: Os resultados da complexometria e das curvas TG permitiram estabelecer a estequiometria desses compostos. Os espectros de absorção na região do infravermelho permitiram sugerir que os íons metálicos são coordenados pelos grupos hidroxila e carboxilato do glicolato. As curvas TG-DSC simultâneas permitiram verificar que os compostos foram obtidos no estado anidro e que a decomposição térmica ocorre em uma, duas e quatro etapas com perda de massa em intervalos de temperatura característicos de cada composto.

AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem a FAPESP, CNPq e CAPES pelo seu apoio financeiro.

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: [1]Clark, C. P. Alpha hydroxy acids in skin care. Clinics in Plastic Surgery, v. 23, p. 49-56, 1996.
[2] A. Fischinger, A. Sarapu, A. Companion. Can. J. Chem. v. 47 p. 26-29, 1969.
[3] P. V. Khadikar, S. D. Chanhan, R. L. Kekre, R. L. Ameria. Science and Culture, v. 76
p. 160-399, 1972.
[4] A. Beghidja, S. Hallynck, R. Welter, P. Rabu. Eur. J. Inorg. Chem. v. 4, p. 662, 2005.
[5]J.C. Trombe, J. Jaud, J. Galy. Journal of Solid State Chemistry v. 178 p. 1094-1103, 2005.
[7] IONASHIRO, M.; GRANER, C. A. F.; ZUANON NETTO, J. Titulação complexométrica de lantanídeos e ítrio. Eclética Química, v. 8, p. 29-32, 1983.