ÁREA: Química Inorgânica
TÍTULO: Estudo Térmico e Difração de Raios-X dos Maleatos de Lantânio, Nedímio e Érbio
AUTORES: MELO, R. M (UFRN) ; MARTINS, C. Q. S. (UFRN) ; SILVA, A. L. C. (UFRN) ; MELO, R. G. P. (UFRN) ; LIMA, F.J.S. (UFRN) ; SILVA, A.O. (UFRN)
RESUMO: Os maleatos de lantânio, neodímio e érbio, foram preparados fazendo-se reagir os respectivos óxidos com ácido clorídrico, para formação dos seus sais, ambos em suspensão aquosa na faixa de temperatura de 60 °C, e depois de recristalizados e secos adicionou-se ácido maleico. Os compostos foram caracterizados através da complexometria com EDTA, termogravimetria (TG), espectroscopia na região do infravermelho e difratometria de raios X pelo método do pó. Os resultados obtidos por termogravimetria (TG), complexometria com EDTA, possibilitaram estabelecer a estequiometria e o grau de hidratação dos compostos, que apresentaram fórmula geral: M(Mal)x.nH2O. Os difratogramas de raios X mostraram que todos os compostos possuem estrutura cristalina, porém, sem formação de série isomórfica.
PALAVRAS CHAVES: complexometria com edta, termogravimetria (tg), difratometria de raios x.
INTRODUÇÃO: As Terras Raras são objetos de grande interesse teórico e experimental devido à sua extensa utilização em diversos campos de aplicação tecnológica, tais como: lasers, semicondutores, materiais cerâmicos nobres, ligas metálicas, sistemas conversores de radiação, de eletricidade etc [COTTON, S. 1991]. Neste trabalho, investigamos algumas propriedades físico-químicas dos derivados do ácido maleico com lantanídeos, dentre as quais foram estudados utilizando-se basicamente a complexometria com EDTA, microanálise de CHN, espectroscopia na região do infravermelho, a termogravimetria (TG) e a difratometria de raios X pelo método do pó.
MATERIAL E MÉTODOS: Os sais de maleatos de lantanídeos, neodímio e érbio foram obtidos a partir da síntese dos seus respectivos óxidos com acido clorídrico (proporção molar 1:4). Os produtos obtidos foram lavados, recristalizados e mantidos em dessecador sob vácuo. Os íons Ln3+ foram determinados quantitativamente por titulação complexométrica com EDTA, e percentuais de carbono, nitrogênio e hidrogênio, foram obtidos por microanálise em um analisador CHN. A espectroscopia de absorção na região do infravermelho foi realizada em um equipamento modelo ABB série MB104 BOMEM, técnica utilizada na identificação das funções químicas, através dos diferentes modos vibracionais gerados por grupos funcionais ao absorverem radiação infravermelho em comprimentos de onda característicos sendo possível determinar o grupo funcional existente no complexo. A difração de raios-X foi realizada em um equipamento Shimadzu modelo XRD 6000, é muito utilizada na caracterização de amostras monocristalinas ou policristalinas, registro das intensidades difratadas coletadas pelo detector corresponde a um difratograma de raios-X da amostra e representa uma “impressão digital”. As curvas termogravimétricas foram registradas em uma termobalança Shimadzu TGA-50H com razão de aquecimento de 10° C min -1 sob atmosfera dinâmica de ar, permitindo obter a composição e estabilidade de compostos intermediários e resíduos.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Através dos resultados obtidos pela complexometria com EDTA e microanálise de CHN e análise termogravimétrica, foi possível estabelecer a estequiometria dos compostos. Estes apresentaram a composição La(Mal)2.9H2O, Nd(Mal)3.14 H2O e Er(Mal)2.16H2O, apresentando colorações associados aos íons metálicos, sendo branco, lilás e rosa respectivamente. Os espectros vibracionais, usando-se a técnica de pastilhas de brometo de potássio (KBr), evidenciaram a interação dos ânions maleatos através das freqüências de absorção dos seguintes grupos C=O 1622 cm-1, 1618 cm-1 e 1632 cm-1, C-O 1420 cm-1, 1419 cm-1 e 1431 cm-1[SILVERSTEIN, et al. 1994] e O-Ln 644 cm-1, 642 cm-1, 592 cm-1, para lantânio, neodímio e érbio, respectivamente. Os difratogramas de raios-x mostraram indícios de cristalinidade, sem evidência de formação de uma série isomorfa (figura 1). As curvas de análise termogravimétrica indicaram que inicialmente os compostos perdem todas as moléculas de água que se estende na faixa de 170 – 215 ºC, para em seguida decompor os maleatos a CO2 e H2O, possivelmente passado pelas etapas de formação de intermediários como oxi-carbonatos, dicarbonatos ou carbonatos [OLIVEIRA, et al. 1993], finalizando com obtenção dos respectivos óxidos metálicos (figura 2).
CONCLUSÕES: Os sais do ácido maleico se apresentaram na forma de um pó fino e higroscópico, que foram caracterizados através das técnicas de titulação e microanálise de CHN, que indicaram as fórmulas estequiométricas La(Mal)2.9H2O, Nd(Mal)3.14H2O e Er(Mal)2.16H2O. Os espectros na região do infravermelho mostraram a coordenação dos ânions maleatos, através das bandas característica C-O, C=O e Ln-O, evidenciados também pelas temperaturas mais elevadas de suas decomposições, confirmadas nas curvas TG´s. A difração de raios-x não apresentou evidências de séries isomorfas, porém há formação de microcristalito.
AGRADECIMENTOS: Ao PIBIC/UFRN/CNPq pelo financiamento na pesquisa, aos laboratórios LATMAT, Laboratório de Difratometria de Raios-X e ao LAPET da UFRN.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: COTTON, S. 1991, Lanthanides and actinides. London: MacMillan.
OLIVEIRA, L. C. S.; MELIOS, C. B.; CRESPI, M. S.; RIBEIRO, C. A.
IONASHIRO, M. 1993, Preparation and thermal decomposition of solid state compounds of 4-methoxybenzylidenepyruvate and trivalent lanthanides and yttrium. Thermochim. Acta, v. 219, p. 215-224.
SILVERSTEIN, R. M., BASSLLER, G. C. AND MORRILL, T. C. 1994, Identificação Espectrométrica de Compostos Orgânicos, – 5a. Ed. Guanabara Koogan S.A.
