ÁREA: Materiais
TÍTULO: SÍNTESE DA DIFENIL-4-AMINA SULFONATO DE CÉRIO (III): PRECURSOR DO CeO2
AUTORES: DALTO,F. (UFES) ; CARVALHO, M.A. (UFES) ; GOLDNER, S. (UFES) ; MACHADO,L.C. (UFES)
RESUMO: Os ânions sulfonatos interagem profundamente com os cátions metálicos podendo complexá-los ou reduzí-los dependendo das condições empregadas. Neste trabalho, então, procuramos entender esta extensão realizando uma síntese utilizando os íons Ce(IV) em meio aquoso e na forma sulfato com a difenil-4-amina sulfonato de bário, na qual obteve-se o composto difenil-4-amina sulfonato de Cério (III). Este foi caracterizado por análise elementar de CHN, TG/DTG, IR e DRX do resíduo do tratamento térmico. Os dados experimentais levam a fórmula do composto como sendo Ce(C12H10NO3S)3.5H2O que é sensível ao ar e após tratamento térmico produz o CeO2.
PALAVRAS CHAVES: sulfonato, cério.
INTRODUÇÃO: Os sulfonatos metálicos, de modo geral, apresentam diversas aplicações como por exemplo, precursores de óxidos, oxissulfetos e/ou oxissulfatos ( Zhang et al, 2005), e como dopantes de polímeros orgânicos (Papish et al, 2006). E ainda, podemos citar a participação dos sulfonatos de cério (III) na oxidação eletrocatalítica de alcoóis, dióis e arenos (Purgato et al, 2000). Portanto no presente estudo busca-se produzir e caracterizar o composto difenil-4-amina sulfonato de cério (III) [Ce(DAS)3], utilizado aqui como precursor para a produção do CeO2, e posteriormente estudar suas propriedades oxidantes em reações orgânicas e/ou aditivo de um polímero.
MATERIAL E MÉTODOS: A reação foi realizada em meio aquoso, a 50ºC, utilizando-se o ligante difenil-4-amina sulfonato de bário [Ba(DAS)2] e o sulfato de cério IV hidratado [Ce(SO4)2.4H2O], sob atmosfera inerte e ao abrigo da luz. Ao final da reação, a solução foi filtrada (em atmosfera inerte) e posteriormente seca sob vácuo. O sólido obtido foi caracterizado por análise elementar de CHN, espectroscopia no infravermelho (IR), análise termogravimétrica em atmosfera de O2 (TGA/DTGA) e por difratometria de raio-x (DRX) do produto resultante do tratamento térmico do composto a 1000°C.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na reação ocorreu a formação de um precipitado branco (BaSO4) e o aparecimento de uma coloração roxa na solução sobrenadante, característica do composto de cério.
A fórmula sugerida para o composto é: Ce(C12H10NO3S)3.5H2O (975,12 g/mol), onde %Cteórico=44,34 e %Cexperimental=45,90 %Hteórico=4,14 e %Hexperimental=4,33, %Nteórico=4,31 e %Nexperimental=4,96.
Reação proposta:
2Ba(DAS)2(aq) + Ce(SO4)2.4H2O(aq) → Ce(DAS)3.5H2O (aq) + 2BaSO4(S) + DASoxidada(S)
O rendimento obtido na reação foi de 65,0%.
O espectro de Infravermelho do produto, figura 1, apresentou bandas características do ligante sulfonato: def. ang. N-H 1589,2 cm-1, def. axial C-N aromático 1325 cm-1, def. axial M-SO3 [1228,5; 1126,3; 1035,6; 1004,8]cm-1.
A TG/DTG em atmosfera de O2, figura 2, do composto mostra perda de massa até aproximadamente 400°C e leva a um resíduo equivalente ao CeO2 (172,15g/mol) que corresponde a 17,5% da massa do composto para um valor teórico de 17,6%. Este resíduo foi confirmado pelo DRX, figura 3.
CONCLUSÕES: Os íons cério IV foram reduzidos a cério III pela ação do ânion sulfonato, levando ao produto Ce(C12H10NO3S)3.5H2O, que se apresenta sensível ao ar.
O tratamento térmico do composto, em atmosfera oxidante, levou à produção do CeO2.
AGRADECIMENTOS: FAPES e UFES
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: PAPISH, E. T.; TAYLOR, M. T.; JERNIGAN III, F. E.; RODIG, M. J.; SHAWHAN, R. R.; YAP, G. P. A. E JOVÉ, F. A.; 2006. Inorganic Chemistry, 45; 2242-2250.
PURGATO,F.L.S.;FERREIRA,M.I.C.;ROMERO,J.R.; 2000. Eletrocatalytic oxidation of alcohols, diols and arenes with ceric p-methoxybenzenesulfonate and ceric p-toluenesulfonate. Journal of molecular catalysis A: Chemical,161; 99-104.
ZHANG,L.-H.; JIANG,H. ; GONG,H. ; SUN,Z.-L.; 2005. Characteristics of thermal decomposition products of rare earth, alkali earth metal and transition metal p-toluenesulfonates. Journal of thermal analysis and calorimetry, 79; 731-735.
