ÁREA: Físico-Química
TÍTULO: ESTUDO DA CINÉTICA DE DECOMPOSIÇÃO NÃO-ISOTÉRMICA DE UM COMPLEXO DE SAMÁRIO COM 2,2,6,6-TETRAMETIL-3,5-HEPTANODIONA E 2,2-BIPIRIDINA
AUTORES: QUEIROZ, M.B – UEPB (MORPHEU_18@HOTMAIL.COM)
LOPES, W. S - UEPB
OLIVEIRA, G. C - UEPB
MOTA, M. F - UEPB
LEAL, R. C. A -UEPB
CAMPOS, D. C - UEPB
MORAIS, C. R. S -UFCG
RESUMO: A decomposição não-isotérmica de complexos consiste na utilização de relações que fornecem informações precisas do mecanismo do processo, neste trabalho foi realizada a termogravimetria (TG) não-isotérmica, visando à determinação de parâmetros cinéticos, utilizando modelos matemáticos que foram desenvolvidos com o objetivo de descrever o mecanismo das reações. As curvas TG foram obtidas em uma termobalança. Após o tratamento dos dados obtidos com os diferentes modelos matemáticos podemos concluir que os valores de energia de ativação apresentaram boa concordância entre os métodos utilizados.
PALAVRAS CHAVES: decomposição térmica, beta-dicetona e complexos
INTRODUÇÃO: Atualmente, tem se estudado um grande número de compostos de coordenação com ligantes orgânicos, entre estes estão os complexos de íons lantanídeos com -dicetonas e ligantes mistos, que podem atuar como excelentes dispositivos moleculares conversores de luz, absorvendo radiação no ultravioleta e emitindo no visível. Este trabalho tem como objetivos: estudar o perfil de decomposição térmica através das curvas TG visando estabelecer a natureza do comportamento térmico do complexo sintetizado e estimar os parâmetros cinéticos a partir dos dados de curvas TG sob condições não-isotérmicas.
MATERIAL E MÉTODOS: Na síntese do complexo foram utilizados o samário e os ligantes: 2,2,6,6-tetrametil-3,5-heptanodiona e 2,2-bipiridina. O primeiro termo da equação (1) da velocidade é fácil de resolver e depende da função f() onde representa a fração decomposta, entretanto, a integral da parte exponencial não apresenta solução exata, necessitando de ferramentas matemáticas para a sua resolução, dando origem a diferentes métodos para o cálculo dos parâmetros cinéticos (TANAKA, et al., 1982; OZAWA, 1965; ZSAKÓ, 1968). O tratamento matemático das equações não-isotérmicas é realizado de acordo com os métodos de Aproximação: Existem poucas equações voltadas para este método. Destaque para as equações de Van Krevelen et al (1951) e Horowitz-Metzger (1963) e os métodos Integrais: Dentre estes métodos, o mais largamente aplicado e o mais simples é o de COATS e REDFERN (1964). O outro método, integral utilizado foi o proposto por MADHUSUDANAN et al. (1993). Os cálculos para determinação dos parâmetros cinéticos através dos quatro métodos citados acima foram realizados utilizando programas computacionais desenvolvidos por NUNES (1995).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na Figura 1 estão as curvas TG obtidas a diferentes taxas de aquecimento 5, 10 e 15ºC.min-1. Ficou constatada que a reação de decomposição térmica se processou em um único evento. Conforme era previsto, observa-se na Figura 1 a ocorrência de um pequeno deslocamento no perfil das curvas TG à medida que a razão de aquecimento é aumentada. As temperaturas características das reações de decomposição térmica, a perda de massa, assim como, as atribuições relativas a estas perdas para a taxa de aquecimento de 10ºC.min-1, estão listadas na Tabela 1. Os valores teóricos da Tabela 1. são obtidos por meio de cálculos estequiométricos usando a massa perdida durante o evento de decomposição térmica. Os parâmetros cinéticos determinados pelo método dinâmico foram: ordem de reação (n), energia de ativação aparente (E) e fator pré-exponencial (A). Foram utilizadas três diferentes taxas de aquecimento, 5, 10 e 15°C/min, nos cálculos destes parâmetros. Os dados cinéticos obtidos através dos métodos propostos por Van Krevelen (VK), Horowitz e Metzger (HM), Coats e Redfern (CR) e Madhusudanan (MD) para o complexo estão apresentados na Tabela 2.
CONCLUSÕES: Após o estudo do perfil da curva TG e o estudo cinético não-isotérmico do complexo, foi possível concluir que: Os parâmetros cinéticos obtidos pelos métodos utilizados neste trabalho apresentaram sempre valores de coeficiente de correlação próximos de 1,0. Os valores obtidos para energia de ativação do complexo de acordo com os métodos de: CR foi de 112,59 kj.mol-1, MD 114,79 kj.mol-1, VK 124,61 kj.mol-1 e HM 133,13 kj.mol-1, todos a 10ºC, confirmando assim que os valores para energia de ativação apresentaram boa concordância entre os diferentes métodos utilizados.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:COATS, A.W.; REDFERN, J.P. Kinetic parameters from thermogravimetric data. Nature, 201 (1964) 68-69.
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VAN KREVELEN, D.W.; VAN HEERDEN, C.; HUTJENS, F.J. Kinetics study by thermogravimetry. Fuel, 30 (1951) 253-258.
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