ÁREA: Química Inorgânica
TÍTULO: ESTUDO DA DECOMPOSIÇÃO TÉRMICA DOS PICRATOS DE LANTANÍDEOS (III) COM A N, N - DIMETILFORMAMIDA
AUTORES: SILVA, E.M (UFES) ; MACRINO, C.J (UFES) ; MORIGAKI, M. K. (UFES) ; MELO, C.V.P. (UFES)
RESUMO: Por meio da análise das curvas Termogravimétrica (TG) e Análise Diferencial (DTG), e da Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC) foi feito o estudo da decomposição térmica dos complexos preparados de fórmula Ln(C6H2N3O7)3.3C3H7NO (Ln = Ce3+, Pr3+ e Sm3+). As curvas TG-DTG registradas, indicaram que a decomposição desses compostos ocorrem em multietapas, fornecendo resíduos cujas composições na faixa de temperatura 557K-973K sugere que houve formação de oxo-tetrapicratos de di-lantanídeos, Ln2O(C6H2N3O7)4, seguido da formação dos oxo-pricratos LnO(C6H2N3O7), que sofre decomposição final para os respectivos óxidos de lantanídeos (III), Ln2O3 (Ln= Pr3+ e Sm3+ ) e CeO2. As curvas de DSC apresentaram somente picos exotérmicos correspondentes aos intervalos de temperatura de decomposição.
PALAVRAS CHAVES: lantanídeos; picratos; n, n-dimetilformamida
INTRODUÇÃO: O estudo de Análise Térmica dos complexos dos picratos de lantanídeos (III) permite avaliar as etapas da decomposição desses complexos, nas diversas faixas de temperatura.
O presente trabalho tem como objetivo estudar o comportamento térmico dos complexos dos picratos de lantanídeos (III) com a N, N-Dimetilformamida com o aumento da temperatura utilizando as técnicas de Análises Termogravimétricas (TG), Termogravimétrica Diferencial (DTG) e a Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC).
MATERIAL E MÉTODOS: Os compostos formados entre os sais de picratos de lantanídeos (III) com o ligante N, N-Dimetilformamida foram sintetizados utilizando-se como meio de interação, trietilortoformiato e etanol na proporção de 1:3 (sal-ligante), e apresentaram a estequiometria: Ln(C6H2N3O7)3.3C3H7NO (Ln = Ce3+, Pr3+ e Sm3+).
O estudo do perfil de decomposição térmica (TG – DTG) dos compostos de adição de fórmula Ln(C6H2N3O7)3.3C3H7NO (Ln = Ce3+, Pr3+ e Sm3+ ), foi obtido por meio de um termo analisador SDT Q600 TA Instruments, em atmosfera de nitrogênio com fluxo dinâmico de 100mL.min.-1,taxa de aquecimento 5°C/min utilizando cadinho de alumina aberto. E as curvas de DSC foram obtidas em atmosfera de nitrogênio com fluxo dinâmico de 50mL.min –1, em cadinho aberto de alumina, na faixa de temperatura de 323 a 673K, utilizando taxa de aquecimento de 5 ºC.min–1, por meio de um analisador MDSC Q200 TAInstruments. O software utilizado na obtenção das curvas foi o Universal Analysis 2000 versão 4.4 A.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A análise das curvas Termogravimétrica (TG) e Análise Diferencial (DTG), permitiram observar que a decomposição térmica dos complexos de fórmula Ln(C6H2N3O7)3.3C3H7NO (Ln = Ce3+, Pr3+ e Sm3+) estudados na faixa de temperatura de 323K-1073K, ocorreu em multietapas e de forma semelhante para todos os complexos. Além disso, mostram que estes compostos são termicamente estáveis até temperaturas próximas a 322 K. Na faixa de 557K-973K foi observado a presença de oxo-tetrapicrato de di-lantanídeos, Ln2O(C6H2N3O7)4 que são instáveis e formam o oxo-pricrato LnO(C6H2N3O7), que sofre decomposição final acima de 973K, para CeO2 para o composto de cério e Ln2O3 (Ln = Pr3+ e Sm3+ ) para os demais complexos estudados. Os picos obtidos no DSC apresentaram características exotérmicas, os quais foram observados após a fusão e em correspondência com as perdas de massa mostradas nas curvas TG/DTG. Foi observado que a decomposição dos complexos ocorreram com liberação de energia: 1.160,0 J/g para o complexo de praseodímio, 356,0 J/g para o complexo de samário e 1.226,0 J/g para o complexo de cério. As Figuras 1 e 2 apresentam respectivamente as curvas TG/DTG e DSC para o complexo Sm(C6H2N3O7)3.3C3H7NO.
CONCLUSÕES: As curvas TG – DTG mostraram que a decomposição térmica ocorreu em multietapas e de maneira similar.Na faixa de temperatura de 323-410K ocorreu a perda de água de higroscopicidade para os compostos de cério (III) e samário (III), ocorrendo em seguida da fusão sem decomposição. Na faixa de temperatura de 412-577K ocorreu a perda do ligante N,N-Dimetilformamida. Na faixa de temperatura de 624-923K houve a decomposição do picrato seguida de liberação de energia, levando a formação do oxo-tetrapicratos de di-lantanídeos, que são instáveis e formam os oxo-picratos,que são decompostos aos óxidos.
AGRADECIMENTOS: Agradecemos a CNPq pela bolsa concedida e ao LabPetro do Departamento de Química – UFES.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: CAVALHEIRO, E.T.G.; IONASHIRO, M.; BREVIGLIERI, S.T.; MARINO, G.; CHIERICE, G.O.; “A influência de fatores experimentais nos resultados de análises termogravimétricas”, Química Nova, Vol. 18, n° 3, maio / junho, 1995, p.305 – 308.
CAVALHEIRO, E.T.G.; BREVIGLIERI, S.T.; BERNAL, C.; COUTO, A.B.; “Influência de alguns parâmetros experimentais nos resultados de análises calorimétricas diferenciais”, Química Nova, Vol. 25, n° 5, 1995, p.849 - 855.
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NAKAGAWA, K.; AMITA, K.; MIZUNO, H.; IONUE, Y. & HAKUSHI, T.; Bull. Chem. Soc. Jpn, 60, 2037, 1987.
SILVA, E. M.; “Síntese e caracterização de complexos de picratos de lantanídeos (III) com a 4-picolina-N-óxido (4-picNO)”, Dissertação de Mestrado, Instituto de Química-USP, São Paulo, 1991.
