ÁREA: Materiais
TÍTULO: SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DA DIFENIL-4-AMINA SULFONATO DE CÁDMIO II [Cd(DAS)2•2H2O] EM MEIO AQUOSO
AUTORES: Merízio, L. (UFES) ; Machado, I. (UFES) ; Alves, J. (UFES) ; Marins, A. (UFES) ; Machado, L. (UFES) ; Rodrigues, R. (USP)
RESUMO: O trabalho compreende o estudo da interação do surfatante Difenil-4-Amina
Sulfonato de Bário Ba(DAS)2 com o íon metálico cádmio (II) na forma de Sulfato.
As análises experimentais de espectroscopia de absorção na região do infra
vermelho, permitem uma observação mais precisa sobre o sítio de simetria dos
íons metálicos Ba2+ e Cd2+ com os respectivos modos de coordenação do ligante. O
estudo desta interação pretende encontrar informações, através de técnicas de
difração de raios X, CHN e TG/DTG que simulam dados indicando o tipo de resíduo
obtido no tratamento térmico dos complexos podendo ser oxissulfetos,
oxissulfatos, óxidos ou uma mistura entre eles. Apartir destes compostos podemos
prever uma utilização nas várias aplicações desejadas como absorção de gases
corrosivos entre outros.
PALAVRAS CHAVES: Sulfonatos; Síntese; Cádmio
INTRODUÇÃO: O Difenil-4-Amina Sulfonato (DAS) vem sendo estudada nos últimos anos devido a
sua forte interação com íons metálicos como Fe, Co, Ce, Eu, Sm. O DAS opera como
um forte redutor para os complexos dos íons Fe3 e Ce4+, e
como um estabilizante para os íons Co2+, Eu3+ e Sm3+
, além de suas possíveis aplicabilidades como dopantes(MACHADO et al.,
2004, 2006). Na área de polímeros, pode ser utilizado como condutores em solução
de anilina(RODRIGUES et al., 2009), e ainda na aplicação anti corrosiva de aço
ISI 304 (GOLDNER et al., 2011). O Cd é um metal de transição externa no qual
apresenta o estado de oxidação II, dentre algumas aplicações citamos:
eletrodeposições sobre aço, acumuladores alcalinos Cd/Ni em locomotivas a
Diesel, células foto-elétricas em painéis solares, como filmes anticorrosivos de
metais e até em pigmentos(LEE, 1980; HAMEŞ et al., 2004). Sabe-se que o
tratamento térmico do complexo DAS dependendo do tipo do Íon, poderá gerar
diferentes tipos de resíduos como óxidos, oxissulfetos, oxissulfatos ou a
mistura entre eles (RODRIGUES ET AL., 2012). A ocorrência de cada uma destas
fases é definida pela capacidade de penetração do ligante DAS na esfera de
coordenação do metal (MACHADO et al., 2004).
Este trabalho tem como objetivo a síntese e caracterização do complexo Difenil-
4-Amina Sulfonato de Cádmio II [Cd(DAS)2] a partir da reação do
sulfato hidratado de Cádmio II [CdSO4.nH2O] com o ligante
Difenil-4-Amina Sulfonato de Bário [Ba(DAS)2], além da caracterização
do resíduo formado após o tratamento térmico.
MATERIAL E MÉTODOS: Materiais: Balões de fundo redondo, béqueres, linha de pressão reduzida, filtro
de placa porosa, frasco Kitasato, chapas de aquecimento com agitação magnética
barras magnéticas, seringas de vidro, espátula, evaporador rotatório a pressão
reduzida.
Em um balão de fundo redondo de 1L foram adicionados a Difenil-4-amina sulfonato
de sódio, [Na(DAS)], e solubilizado em água deionizada sob agitação constante e
com controle de temperatura entre 50 e 60 ºC. Em paralelo, num béquer foi
solubilizado o nitrato de bário, Ba(NO3)2, em quantidades
estequiométricas. Esta solução foi adicionada lentamente, no balão contendo a
[Na(DAS)] para formação de um precipitado [Ba(DAS)2], que foi
posteriormente lavado várias vezes com água deionizada num processo envolvendo
várias adições de água para solubilização do produto, sua evaporação e retirada
do sobrenadante contendo NaNO3 com o auxílio de uma seringa de vidro.
A solução de CdSO4 foi preparada dissolvendo-o em água deionizada e
em temperaturas entre 50 e 60 ºC.
A reação do sulfato metálico com o ligante [Ba(DAS)2] foi feita em
água deionizada, mantendo a temperatura entre 50 e 60 ºC e na proporção
estequiométrica de 1:1 entre o ligante e o sal, CdSO4. A solução
resultante foi filtrada e transferida para um balão de fundo redondo, realizando
sua secagem em um evaporador rotatório a pressão reduzida. O produto foi então
pesado e devidamente caracterizado.
As técnicas utilizadas para a caracterização do composto foram espectrometria
IV, analise térmica (TG/DTG), análise elementar CHN para o precursor e DRX do
resíduo.
RESULTADOS E DISCUSSÃO: A primeira etapa, síntese do ligante [Ba(DAS)2] foi a que apresentou
a maior dificuldade devido principalmente à baixa solubilidade do reagente
[Na(DAS)], dificultando sua purificação, apresentando portanto um baixo
rendimento (61,48 %). Para iniciar a caracterização do ligante foi realizado o
espectro de IV no qual foram identificadas as principais bandas conforme a
figura 1.
Já a seguinte etapa proporciona um maior rendimento (89,38 %), visto que a
produção do [Cd(DAS)2] é facilitada pela formação do
BaSO4, um sal muito pouco solúvel. Foi realizado um ensaio de análise
térmica com atmosfera dinâmica de ar, com fluxo de 50 mL/min e taxa de
aquecimento de 10 ºC/min do precursor formado, [Cd(DAS)2], de acordo
com a figura.
A decomposição térmica em atmosférica dinâmica de ar leva a um suposto resíduo
estequiometricamente estável como sendo o óxido de cádmio, CdO, conforme a
figura 2, onde observa-se o difratograma de raios X.
Figura 1
IV do ligante [Ba(DAS)2]
Figura 2
Figura 2 - TG do precursor [Cd(DAS)2] e DRX do seu
resíduo
CONCLUSÕES: É possível chegar ao precursor [Cd(DAS)2] via metodologia proposta. A
espectroscopia vibracional na região do infravermelho nos mostra como uma forma
inicial de caracterização onde é possível observar um produto de reação (ligante e
precursor). A análise térmica foi utilizada como uma ferramenta importante de
caracterização, visto que através desta foi possível propor uma simulação do
resíduo obtido para o material em questão. A difratometria de raios X mostrou
resultados obtidos do resíduo da TG como sendo CdO, mostrando as interações entre
as técnicas de caracterizações.
AGRADECIMENTOS: PIBIC - UFES pela bolsa de iniciação concedida.
LATIG - IQ-USP pelas análises termicas.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA: 1- Machado, L. C. ; MARINS, A. A. L. ; MURI, E. J. B. ; FREITAS, J. C. C. ; BALTHAR, V. O. ; LACERDA, J. A. S. ;FULVIO, P. F. . Thermogravimetric and Spectroscopic Investigation Of The Reaction Products Between Sodium Diphenylamine-4-Sulfonate And Lanthanum Cloride Hydrated. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, Budapest, v. 75, n. 1, p. 615-621, 2004
2- Machado, L. C.; Pires, J. M.; Jorge, F. E.; Marins, A. A. L.; Estrutura e propriedades da difenil-4-amina sulfonato de sódio: um dopante de filmes condutores.; Quím. Nova vol.29 no.5 São Paulo Sept./Oct. 2006.
3- Rodrigues R. V.; Machado L. C.; Marins A. A. L.; Muri E. J. B.; Influência do Surfactante Difenil-4-Amina Sulfonato de Ferro II na solução de Anilina. ABQ 2009.
4- Goldner S.; Machado, L. C.; Freitas, M. B. J. G.; Perini, N.; Filmes de Polianilina com Surfactantes Aniônicos: Preparação, caracterização e aplicação Anti-Corrosiva em Aços AISI 304. SBQ 2011.
5- Lee, J. D. Química inorgânica: um novo texto conciso. 3. ed. - São Paulo: E. Blücher, 1980
6- Hameş, Y.; San, S. E.; CdO/Cu2O solar cells by chemical deposition; Solar Energy 77 (2004) 291–294.
7- RODRIGUES, R. V ; MATOS, J. R. ; Machado L. C. ; Emanuel ; MARINS, A. A. L. . Estudo do Comportamento Térmico do Sulfato e do Difenil-4-Amina Sulfonato de Térbio III. In: VIII CONGRESSO BRASILEIRO, III PAN AMERICANO DE ANÁLISE TÉRMICA E CALORIMETRIA, 2012, CAMPOS DO JORDÃO. VIII CONGRESSO BRASILEIRO, III PAN AMERICANO DE ANÁLISE TÉRMICA E CALORIMETRIA. Campos do Jordão, 2012. v. 1. p. 24-24
