Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Parenteral solutions are used for patients with complexes diseases, for pre-term infants and surgical patients. The administration of solutions contaminated by aluminium for a long period of time can lead to severe intoxication, with consequent bone and neurological diseases. Considering that, the FDA (Food and Drug Administration) has been investigating the consume of aluminium through solutions for parenteral nutrition and established a maximum limit of 5 μg Al/kg weight of the patient per day. It has been found elevated aluminium concentration in solutions of phosphates (28 000 μg/L) and calcium gluconate (12 000 μg/L). In this work, the interaction between aluminium and the anion gluconate was evaluated by means of spectrophotometry, ion-exchange experiments and potentiometric titration. By spectrophotometry, the reaction with Morin allowed to calculate the amount of aluminium that reacted with the anion gluconate in solutions of calcium and sodium gluconate and also gluconic acid. Ion-exchange experiments included other ligands with affinity for aluminium and a resin in the Al3+-form. The ability of the ligands citrate, oxalate, EDTA, NTA, and gluconate in the form of gluconic acid, calcium gluconate, and sodium gluconate to withdraw it from the Al3+-form resin was evaluated at different concentrations and periods of time. Aluminium quantification was carried out by atomic absorption spectrometry either by graphite furnace or flame. The results showed that the exchange was bigger in the calcium gluconate solution followed by sodium gluconate and gluconic acid. Comparing with the other complexing agents, gluconic acid showed the lower extraction ability. These results are in agreement with the stability constants found in the literature for the aluminium complexes with these ligands. Potentiometric titration was carried out to evaluate the stability constants of the possible complexes build between aluminium and the ion gluconate in aqueous solution. The results showed that the predominant species in solution have a proportion metalligand 1:1. Stability constants obtained showed a good agreement with the stability constants of the complexes collected from the literature. / Soluções parenterais são utilizadas em pacientes que sofrem de doenças complexas, em pacientes pediátricos e cirúrgicos. A administração de soluções parenterais contaminadas por alumínio por períodos longos de tempo, pode fazer com que os pacientes sofram intoxicação, causando enfermidades graves, como problemas cerebrais e doenças nos ossos. Em vista disto, a FDA (Food and Drug Administration) tem investigado o consumo de alumínio através de soluções de nutrição parenteral, e estabeleceu um limite máximo de 5 μg Al/kg de peso do paciente por dia. Foi constatado em vários trabalhos publicados, que altas concentrações de alumínio foram encontradas em aditivos utilizados em NP. Entre os aditivos, destacam-se os de pequenos volumes, tais como as soluções de fosfato (28 000 μg/L de Al) e soluções de gluconato de cálcio (12 000 μg/L de Al). Neste trabalho, investigou-se a interação do gluconato de cálcio, que compõe as soluções de nutrição parenteral disponíveis comercialmente, com alumínio, avaliando a forma como o alumínio se encontra associado ao ânion gluconato. O método espectrofotométrico foi usado como um método direto para a quantificação do alumínio. Este método permitiu através da reação entre o alumínio e o Morin, obter a concentração de alumínio que reagiu com o ácido glucônico, gluconato de cálcio e gluconato de sódio em soluções destas substâncias em diferentes concentrações. Não somente o método espectrofotométrico mas também o estudo da extração de alumínio de uma resina catiônica na forma Al3+ pelas soluções de ácido glucônico, gluconato de cálcio e gluconato de sódio foi realizado a fim de comprovar que realmente o íon gluconato atua como um ligante para o alumínio. E esta interação é crescente na seguinte ordem: gluconato de cálcio > gluconato de sódio > ácido glucônico. Para fins comparativos realizou-se a extração do alumínio da resina catiônica na forma Al3+ por agentes complexantes. Os agentes complexantes analisados foram EDTA, NTA, ácido cítrico, ácido oxálico e ácido glucônico. Foi verificado que as soluções de EDTA, NTA, ácido cítrico e ácido oxálico extraíram maiores quantidades de alumínio do que a solução de ácido glucônico. Isto confirma os altos valores encontrados na literatura para as constantes de estabilidade desses complexantes com alumínio, ao passo que complexos de ácido glucônico com alumínio apresentam valores menores para as constantes de estabilidade. Para concluir o estudo de interação entre o ânion gluconato e o íon alumínio, foi utilizado o método potenciométrico para determinar as possíveis constantes de estabilidade dos complexos formados em solução aquosa. Os resultados obtidos confirmam a interação e a estabilidade dos complexos formados entre o alumínio e ânion gluconato. Neste experimento, acredita-se que as porcentagens de 100, 64,2 e 52% obtidas para o deslocamento sofrido nas curvas de titulação das soluções nas razões molares 1:1, 2:1 e 3:1, L:M, indicam que houve predominância da formação de complexos 1:1. Já com excesso do ligante, ou seja para a razão molar estudada de 10:1, L:M, a proporção encontrada para as espécies formadas é de 2:1. Assim, as espécies 1:1 e 2:1 possivelmente podem estar presentes nas soluções comerciais de gluconato de cálcio, comprovando assim a alta contaminação por alumínio que existe nestas soluções.

[pt] Tiossemicarbazonas e seus complexos metálicos apresentam um amplo espectro de atividades biológicas. As tiossemicarbazonas α(N)-heterocíclicas tem sido muito estudadas em razão de sua comprovada ação antitumoral. O mecanismo de ação antitumoral dessas drogas se dá pela inibição da enzima ribonucleotídeo difosfato redutase (RDR), que catalisa o ciclo de reações redox envolvido na conversão de ribonucleotídeos a desoxirribonucleotídeos durante a síntese do ADN. A forma ativa dessas drogas é o complexo de ferro. Desse modo, a obtenção de novos complexos de Fe de tiossemicarbazonas α(N)-heterocíclicas constitui uma importante estratégia para a obtenção de candidatos a antitumorais. Nesse trabalho investimos no estudo, em solução aquosa, da interação entre 2- piridinoformamida tiossemicarbazona (H2Am4DH) e seus derivados N(4)-metil (H2Am4M), N(4)-etil (H2Am4E) e N(4)- fenil (H2Am4Ph) e os íons Cu(II) e Fe(III). Esse estudo foi monitorado por espectroscopia de absorção na região do UV-vis. Para o cálculo das constantes de formação dos complexos foram levados em consideração os valores das constantes cumulativas calculadas inicialmente para as tiossemicarbazonas livres ( β HL e β H2L+). Quatro novos complexos de Fe(III) foram isolados e caracterizados: [Fe(2Am4DH)2]Cl, [Fe(2Am4Me)2]Cl, [Fe(2Am4Et)2]Cl e [Fe (2Am4Ph)Cl3]. Os valores de susceptibilidade magnética para os complexos estão na faixa de 1,36-1,66 MB. Esses valores são próximos do calculado (1,73 MB) para complexos de Fe(III), octaédricos, spin baixo. Os dados de infravermelho indicam que as tiossemicarbazonas estão coordenadas ao ferro através do sistema quelante Npy-N-S. O comportamento eletroquímico dos complexos é bastante similar, sugerindo que suas estruturas em solução são igualmente similares. A toxicidade das tiossemicarbazonas e de seus complexos de ferro frente à Artemia salina foi estudada como um pré-screening para sua ação antitumoral. Os valores de LD50 obtidos indicam que esses compostos têm atividade citotóxica, sugerindo que poderiam igualmente apresentar ação antitumoral. Além disso, os potenciais de redução FeIII/FeII observados para os complexos estão dentro da faixa ideal dos redutores celulares. Assim, se confirmada a atividade antitumoral o mecanismo de ação poderia envolver a redução FeIII/FeII por tiois celulares, como sugerido para outros complexos de ferro de tiossemicarbazonas. / [en] Thiosemicarbazones and their metal complexes present a wide range of bioactivities. It has been shown that the antitumoral action of á(N)-heterocyclic thiosemicarbazones occurs through the inhibition of ribonucleotide diphosphate reductase (RDR), a key enzyme involved in the conversion of ribonucleotides into deoxyribonucleotides during DNA syntheses. The active form of the drugs are their iron complexes. Hence the preparation of new iron complexes with á(N)- heterocyclic thiosemicarbazones constitutes an interesting strategy in designing antitumoral drug candidates. In the present work the interactions of 2- pyridineformamide thiosemicarbazone (H2Am4DH) and its N(4)- methyl (H2Am4Me), N(4)-ethyl (H2Am4Et) and N(4)-phenyl (H2Am4Ph) derivatives with Cu(II) as well as Fe(III) ions in aqueous solution were studied, monitored in the visible region by the variations of the absorption spectrum. The cumulative protonation constants â HL and â H2L+ were determined for the ligands by a potentiometric method and were used in the calculation of the complex formation constants. The iron(III) complexes [Fe(2Am4DH)2]Cl, [Fe (2Am4Me)2]Cl, [Fe(2Am4Et)2]Cl and [Fe(2Am4Ph)Cl3] were obtained and characterized. The values of magnetic moments in the 1.59-1.66 BM range are close to the calculated value of 1.73 BM, characteristic of the presence of one unpaired electron as in low spin iron(III) complexes. The infrared data for the complexes indicate coordination of the thiosemicarbazones through the Npy-N-S chelating system. The resemblance of electrochemical behaviors suggests that the structures of the complexes in solution are also very similar. The toxicity of the thiosemicarbazones and their metal complexes against Artemia salina was assayed as a prescreening of antitumoral action. The low values of LD50 obtained for the studied compounds in this assay indicate that they could present antineoplastic properties. Moreover, the determined values of FeIII/FeII redox potentials for the complexes fall in the range of cellular reductants. Therefore, if the complexes present antitumoral activity, their biochemical pathway could involve FeIII/FeII reduction by cellular thiols, as suggested previously for iron complexes of other thiosemicarbazones.

The interaction between the amino acid glutathione (GSH) and zinc (II) and cadmium (II) ions was investigated using data obtained by potentiometric and voltammetric measurements. Solutions with ionic strength 0.1 M KCl with different metal-ligand ratios were titrated with standard solution of KOH and the pH profiles obtained were used to propose models of chemical equilibrium between the species. The potentiometric data treatment was performed using the Hyperquad software, which enabled that the formation constants of the differents pecies could be refined. The program HySS,belonging to the Hyperquad computer package, was used to obtain the species distribution curves. The best fit models of equilibrium was reached suggesting the existence of species in which the metal ions were coordinated by one and two molecules of the ligand, and the highest values were found for log β complex type MH2L, MHL2 and ML2. For the voltammetric data, multivariate curve resolution with alternating least squares (MCR-ALS) was applied. Several voltammograms recorded at different metal-ligand ratios generated a series of overlapping peaks, from which it was possible to recover the pure voltammograms and their concentration profiles applying non-negativity, unimodality and "closure" as constraints. For both systems studied (GSH-Zn and GSH-Cd), voltammograms were resolved to three components, the free metal and two complexes. The potentiometric and voltammetric data treated with MCR-ALS were capable to complement one another, constituting a important tool in the investigation of chemical equilibria between metal ions and ligands. / A interação entre o aminoácido glutationa (GSH) e os íons zinco (II) e cádmio (II) foi investigada a partir de dados obtidos por medidas potenciométricas e voltamétricas. Soluções com força iônica 0,1 M de KCl de diferentes proporções metal-ligante foram tituladas com solução padrão de KOH e os perfis de pH assim obtidos foram usados para propor os modelos de equilíbrio químico entre as espécies. Para tratar os dados potenciométricos foi utilizado o programa Hyperquad, possibilitando que as constantes de formação das diferentes espécies pudessem ser refinadas. O programa HySS, pertencente ao pacote computacional do Hyperquad, foi utilizado para obtenção as curvas de distribuição das espécies. O melhor ajuste dos modelos de equilíbrio foi alcançado propondo a existência de espécies em que os íons metálicos foram coordenados por uma e duas moléculas do ligante, sendo que os maiores valores de log β foram encontrados para os complexos do tipo MH2L, MHL2 e ML2. Para os dados voltamétricos, foi aplicado o método de resolução multivariada de curvas com mínimos quadrados alternantes (MCR-ALS). Vários voltamogramas registrados a diferentes proporções metal-ligante geraram uma série de picos sobrepostos, a partir dos quais foi possível recuperar os voltamogramas puros e respectivos perfis de concentração aplicando não negatividade, unimodalidade e closure como restrições. Para ambos os sistemas estudados (GSH-Zn e GSH-Cd) os voltamogramas foram resolvidos para três componentes, o metal livre e dois complexos. A potenciometria e a voltametria submetida a MCR-ALS mostraram-se capazes de se complementarem, constituindo-se em grandes ferramentas na investigação de equilíbrios químicos entre íons metálicos e ligantes.

Orientador: Jose de Alencar Simoni / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T10:19:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bastos_FlavioAdriano_M.pdf: 679683 bytes, checksum: c6530a5c5d8d2df979a1acb14bdc906f (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Neste trabalho foram determinados os seguintes parâmetros termodinâmicos resultantes da interação entre o herbicida Glifosato e os íons calcio, cobre, zinco e alumínio em solução aquosa: DrH, DrS e DrG de formação do complexo Glifosato-metal. Para tanto, usou-se a potenciometria e a calorimetria por titulação isotérmica (ITC). O tratamento dos dados foi realizado pelo Método das tangentes, onde parte-se do princípio que Keq apresenta valores altos, o que faz com que cada adição de um dado reagente em outro (em excesso) transforme-se totalmente em produto. O valor de DrH é determinado pelo do cálculo da tangente da curva, com volume tendendo a zero. Estudos preliminares foram realizados a fim de se descobrir a melhor condição experimental para a determinação dos parâmetros em questão. Os resultados encontrados de variação de entalpia (kJ mol), energia livre de Gibbs (kJ mol) e variação de entropia (J mol K), são, respectivamente, + 0,07±0,01, - 18,8±0,5, + 63,0±2, para o Ca; + 6,24±0,06, - 67,9±0,5, + 249, para o Cu; + 0,25±0,01, - 49,7±0,5, + 167±2, para o íon Zn e + 6,84±0,45, - 78,2±0,5, + 285±2, para o Al / Abstract: In this work were determinate the following resultant thermodynamics parameters to the interaction between the herbicide Glyphosate and the ions Ca, Cu, Zn and Al, in aqueous solution: DrH, DrS and DrG to the metal-Glyphosate complex formation. For that, it have been used the potentiometric and the isothermal titration calorimetry (ITC). The data treatment was done by the ¿Tangent method¿, where it supposed that stability constant is very high and, through the plotting the somatory of experimental values of heat versus the volume of titrant, it calculated the angular coefficient of the straight. Preliminary investigations were made to found out the optimum condition to determinate the parameters in question. The results for enthalpy change (kJ mol), Gibbs free energy (kJ mol) and entropy change (J mol K), were, respectively, + 0,07±0,01, - 18,8±0,5, + 63,0±2, to Ca; + 6,24±0,06, - 67,9±0,5, + 249±2, to Cu; + 0,25±0,01, - 49,7±0,5, + 167±2, to the Zn e + 6,84 ± 0,45, - 78,2±5, + 285±2, to Al / Mestrado / Físico-Química / Mestre em Química

Este trabalho inicia com um estudo monográfico do comportamento químico do íon tiocianato, do ácido isotiociânico e uma rápida revisão da literatura sobre a reação uranilo/tiocianato. Foi feita uma rápida apreciação sobre os métodos de cálculos de constante de estabilidade e uso de métodos indiretos. A estabilidade dos complexos de tiocianato de mercúrio (II) foi estimada através de medidas potenciométricas com a finalidade de verificar a ordem de variação de seu ñ, dentro de larga faixa de concentração de tiocianato, com opropósito de utilizar este sistema como indicador de ligante livre em estudos de equilíbrios. A formação do ácido isotiociânico foi estudada por um método indireto, utilizando Hg(SCN)x2-x/Hg como sistema indicador para [SCN-]. Este estudo foi feito a 25°C e em força iônica 2,0 M e 4,0 M, obtendo-se: βHNCS = 0,135 ± 0,0070 (em força iônica 2,0 M). βHNCS = 0,168 ± 0,0069 (em força iônica 4,0 M). sendo: (ver fórmula no PDF). Estes valores de constante foram obtidos através de aproximações sucessivas, envolvendo cálculos iterativos das concentrações livres das espécies reagentes seguindo do tratamento da bem conhecida função Fo (X). Nas medidas potenciométricas também foi estimado ΔEj causado pela presença de [H+], com base na variação de ESO\' de um eletrodo de Cl-, AgCl/Ag, trabalhando-se em condições semelhantes. O sistema uranilo/tiocianato foi também estudado potenciometricamente e da mesma maneira, em meio fortemente ácido, onde a concentração de HNCS formado deve ser considerada. Foi determinada a formação de cinco espécies sucessivas: β1 = 11,4 ± 0,06 K1 = 11,4 β2 = 49,0 ± 0,82 K2 = 4,30 β3 = 88,4 ± 3,25 K3 = 1,80 β4 = 127,4 ± 4,42 K4 = 1,44 β5 = 91,4 ± 1,82 K5 = 0,72. Evidências da existência da sexta espécie foram encontradas, mas seu valor apresentou elevada incerteza. Foram feitas medidas espectrofotométricas em comprimentos de onda entre 280 e 300 nm para o urânio em meio de concentrações crescentes de tiocianato. O sistema apresenta forte absorção, com absortividades molares médias maiores que 7700 1.mol.cm-1, o que é de interesse analítico. A combinação das constantes de formação com os dados espectrofotométricos levou às absortividades molares individuais dos complexos. / This thesis start with a monographic study on the chemical behaviour as thiocyanate ion, the iso-thiocyanic acid and a revision on the uranyl-thiocyanate reaction. A short and critical comment on methods on computation of stability constants and use of indirect methods was included. The stability of mercury(II)/thiocyanate complexes was estimated by potentiometric measurements in order to check the range of its ñ variations, at a wide thiocyanate ion concentration, in order to use this sistem as indicator of the free ligand concentrations in equilíbria studies. The formation of iso-thiocyanic acid wasstudied by an indirect potentiometric method by using Hg(SCN)x2-x/Hg as an indicator system for [SCN-]. This was performed at 25°C and ionic strength 2,0 M and 4,0 M. βHNCS = 0,135 ± 0,0070 (at ionic strength 2,0 M). βHNCS = 0,168 ± 0,0069 (at ionic strength 4,0 M). being: (see in the archive PDF). This constant values were obtained from a systematic approach involving iterative calculation of the free concentrations of the reacting species and final treatment of the well known Fo (X) function. The potentiometric measurements include an estimation of ΔEj by the presence of [H+], on basis of ESO\' changes of a Cl-, AgCl/Ag electrode, working at comparable conditions. The system uranyl/thiocyanate was also potentiometrically studied on the same basis at a fairly acid medium, where HNCS formation needs to be corrected. Five ligand stepwise complexes were found: β1 = 11,4 ± 0,06 K1 = 11,4 β2 = 49,0 ± 0,82 K2 = 4,30 β3 = 88,4 ± 3,25 K3 = 1,80 β4 = 127,4 ± 4,42 K4 = 1,44 β5 = 91,4 ± 1,82 K5 = 0,72. Evidences of sixth specie was found, but its formation constants was still of uncertain magnitude. Spectrophotometric measurements were take at 280-300 nm for uranyl in increasing thiocyanate concentration. The system present strong absorption, with an average molar absorbtivity higher than 7.700 1.mol.cm-1, which is interesting for analytical purposes. The combination of the formation constants with the spectrophotometric data lead to individual molar absortivities of the complexes.

Desenvolveu-se sistemática de trabalho para coletar valores da função ñ vs. concentração de ligante e processos de cálculo de constantes de equilíbrio. Os sistemas Co(II)/N-3 e Ni(II)/N-3 foram analisados com o objetivo de identificar os complexos formados e determinar as respectivas constantes de estabilidade. O estudo desses sistemas foi realizado a (25,0 ± 0,l) °C e em força iônica 2,0 M ajustada com NaClO4. Com base na formação de soluções tampão N-3/ HN3 e na variação de pH provocada pela adição do íon metálico Co(II) ou Ni(II), realizou-se um estudo potenciométrico para cada um dos sistemas acima indicados. Estes estudos foram realizados numa ampla faixa de concentração analítica de azoteto (0 a 2,000 M) e para diversas concentrações do íon metálico, para possibilitar uma análise mais detalhada sobre a formação dos complexos. Em relação ao sistema Co(II)/N-3 foi possível determinar a formação de cinco espécies mononucleares. As respectivas constantes de estabilidade foram calculadas por três métodos diferentes. A comparação dos desvios calculados para os valores de ñ obtidos a partir de cada um dos três conjuntos de constantes permitiu decidir pelo seguinte conjunto de constantes: β1 = 5,67 ± 0,20 M-1 β2 = 19,5 ± 2,1 M-2 β3 = 6,52 ± 4,66 M-3 β4 = 15,8 ± 2,0 M-4 β5 = 4,83 ± 0,31 M-5 Num comportamento diverso ao dos íons Co (II) o niquel levou à formação de complexos polinucleares. Realizou-se então um estudo monográfico envolvendo aspectos estruturais, qualitativos e quantitativos sobre a formação de complexos polinucleares. O sistema Ni(II)/-3 foi então analisado através do método potenciométrico citado mas em condições que permitiram a obtenção de um número maior de dados experimentais em relação ao sistema Co(II)/N-3, para tornar possível a determinação da composição assim como o cálculo das constantes de estabilidade das espécies existentes em equilíbrio. Dois métodos de cálculo foram utilizados, adotando-se o seguinte conjunto de constantes de equilibrio: mononucleares Ni(N3)+ β11 = 5,80 Ni(N3)2 β12 = 9,69 Ni(N3)-3 β13 = 7,54 Ni(N3)=4 β14 = 534 binucleares Ni2(N3)3+ β21 = 4,06 Ni2(N3)2+2 β22 = 31,8 Ni2(N3)+3 β23 = 175 Ni2(N3)4 β24 = 2,06x104 Ni2(N3)-5 β25 = 2,30x105 Ni2(N3)=6 β26 = 7,15x105 trinucleares Ni3(N3)2+4 β34 = 2,28x104 Ni3(N3)+5 β35 = 3,51x106 Ni3(N3)6 β36 = 1,17x108 Três estudos complementares foram realizados para o sistema Ni(II)/N-3. A utilização de métodos espectrofotométrico e potenciométrico em condições de excesso de metal em relação ao ligante permitiu determinar as contantes de estabilidade das espécies mono e binucleares mais simples: NiN+3 e Ni2N3+3. O método espectrofotométrico forneceu um valor de β11 = 6,90 M-1, enquanto que o segundo método forneceu β11 = 7,53 ± 0,10 M-1 e β21 = 4,29 ± 0,15 M-2. Medidas espectrofotométricas realizadas nas condições do segundo método permitiram calcular as absortividades molares das duas espécies, em cinco comprimentos de onda na faixa do ultravioleta. No comprimento de onda de absorção máxima dos complexos (293 nm) os valores de ε encontrados foram os seguintes: ε11 = 362 e ε21 = 475 cm-1mol-11. Finalmente, um estudo condutométrico feito em alta concentração de Ni(II) (0,4 M) e para concentrações variáveis de azoteto permitiu identificar a formação da espécie Ni2(N3)-5. Fez-se uma série de diagramas de distribuiçao, os quais mostraram as contribuições de cada espécie em função do ligante e, eventualmente, da concentração total do íon metálico (sistemas polinucleares). / A systematic approach in order to obtain ñ data vs. free ligand concentration was developed as well as calculation procedures for treatment of the data to obtain stability constants. The Co(II)/N-3 and Ni(II)/N-3 systems were analysed with the purpose to identify the formed complexes and to compute its stability constants. The equilibria studies were performed at 25.0 ± 0.1° C and 2.0 M ionic strength maintained with NaClO4. The pH change in azide/hydrazoic acid buffers caused by the metal cation addition was the basis of the potentiometric method to study the complex formation. A wide range of azide concentration was used at several metal cation (cobalt or nickel) concentration in order to provide reliable results. With regard to the Co(II)/N-3 system the formation of five stepwise complexes was detected. The stability constants were computed from three different calculation procedures. The best set of formation constants is: β1 = 5,67 ± 0,20 M-1 β2 = 19,5 ± 2,1 M-2 β3 = 6,52 ± 4,66 M-3 β4 = 15,8 ± 2,0 M-4 β5 = 4,83 ± 0,31 M-5 The nickel(II)/azide system presented a quite different behaviour as compared with the cobalt(ll) one, as extensive polynuclear complex formation is attained. A monographic study about this kind of complex formation seemed interesting to be included in this thesis. An extensive study of the nickel(II)/azide system was performed at conditions wich provide enough experimental data to be treated on basis of polynuclear complex formation. Two different calculation procedures lead to the following set of equilibrium constant: mononuclear Ni(N3)+ β11 = 5,80 Ni(N3)2 β12 = 9,69 Ni(N3)-3 β13 = 7,54 Ni(N3)=4 β14 = 534 binuclears Ni2(N3)3+ β21 = 4,06 Ni2(N3)2+2 β22 = 31,8 Ni2(N3)+3 β23 = 175 Ni2(N3)4 β24 = 2,06x104 Ni2(N3)-5 β25 = 2,30x105 Ni2(N3)=6 β26 = 7,15x105 trinuclears Ni3(N3)2+4 β34 = 2,28x104 Ni3(N3)+5 β35 = 3,51x106 Ni3(N3)6 β36 = 1,17x108 Two complementary studies, potentiometric and spectrophotometric, were performed at high metal cation/1igand ratio in order to create conditions for the existence of on1y a few species as Ni(N3)+ and Ni2(N3)3+. β11 from spectrophotometric method is 6.90 M-1; from potentiometric method β11 is 7.53 ± 0.10 M-1 and β21 is 4.29 ± 0.15 M-2. The molar absorptivities at λmax, 293 nm, was calcu1ated as ε11 = 362 cm-1. mol-1.1 and ε21 = 475 cm-1. mol-1.1. Finally a conductometric titration of 0.4 M niekel(II) with 3.9 M sodium azide showed a high contribution of Ni2(N3) -5 in agreement with the potentiometric study. A series of distribution diagrarns were plotted in order to have the percent contribution of each species vs. the ligand concentration and, eventually, vs. the metal concentration when polynuclear complexes are formed.

O presente trabalho começa por uma apresentação monográfica do fenômeno de adsorção, que dá acesso à bibliografia existente sobre o assunto. Numa extensa parte experimental desenvolveu-se um eletrodo de amálgama gotejante e um eletrodo de gota pendente mercúrio capaz de gerar gotas com área reprodutível dentro de ± 0,1%. Fez-se, também, a implantação da técnica da cronocoulometria, com os recursos disponíveis neste Instituto de Química. Realizou-se um estudo polarográfico preliminar onde se observaram diversos efeitos inibitivos sobre a reação de eletrodo do Cd(II), ligados á presença dos fenantrolino complexos de Cd(II) e de Fe(II), com participação de ânions. O sistema cádmio(II)/piridina/cloreto foi estudado potenciometricamente, tendo sido avaliadas as seguintes constantes globais de estabilidade βij = ‌CdpyiClj‌/‌Cd‌ ‌py‌ i‌Cl‌j (i, número de ligantes piridina, e j, de cloreto): β01 = 25,36, β02 = 96,0, β03 = 48,3, β04 = 65,8, β10 = 23,5, β11 = 550, β12 = 2600, β13 = 550, β14 = 1100, β20 = 690, β21 = 9740, β22 = 9400, β30 = 270, β31 = 3500, β32 = 37400, β40 = 8450, β41 = 54400. Para chegar às constantes de equilíbrio usou-se um processo iterativo de cálculo. As medidas foram realizadas com um eletrodo de amálgama gotejante, após comprovar-se que o eletrodo íon-seletivo de cádmio de estado sólido é inadequado para esta finalidade. Empregou-se um novo tipo de diagramas para representar a contribuição percentual das espécies formadas, em função dos dois ligantes. Estudou-se, através da cronocoulometria, a adsorção do sistema Cd(II)/py/Cl-, em diversas condições, fixando a concentração do metal e do cloreto e variando-se a concentração de py. Ficou estabelecido que a adsorção dos complexos é um processo competitivo com a dos ligantes. Há sempre um máximo de adsorção na faixa de 0,1 a 0,5 M de py. Encontraram-se evidências de que as espécies mistas neutras são preferencialmente adsorvidas. / The present thesis starts with the monographic discussion of the adsorption phenomena, with several references. There is an extensive experimental part referred to the development of a simple dropping amalgam electrode, a hanging mercury drop electrode whose area is reproductible within 0,1%, and the introduction of the double step chronocoulometric method w1th the resources of this Chemistry Institute, was done. In a preliminary polarographic study, several inhibiting effects on the Cd(II) electrode reaction, due to the presence of cadmium(II) and iron(II) complexes of phen participation of some anions has been observed. A potentiometric study of the cadmium(II)/pyridine//chloride system lead to the evaluation of the overall stability, βij = ‌CdpyiClj‌/‌Cd‌ ‌py‌ i‌Cl‌j (i, number of py ligands and j of chloride ones): β01 = 25,36, β02 = 96,0, β03 = 48,3, β04 = 65,8, β10 = 23,5, β11 = 550, β12 = 2600, β13 = 550, β14 = 1100, β20 = 690, β21 = 9740, β22 = 9400, β30 = 270, β31 = 3500, β32 = 37400, β40 = 8450, β41 = 54400. To obtain the equilibrium constants from the experimental data, an iterative calculation process was used. The measurements has been made with an amalgam electrode, after unsucessfull tests with a solid state cadmium ion selective electrode. A new type of diagram was used to present the percent distribution of the species with the change in the concentration of the ligands, in substitution to the predominance area diagram. In add1tion, the chronocoulometric study of the Cd(II)/ /py/Cl- system was done at several experimental conditions, by fixing the concentration of the metal and the chloride, and changing in wide extension the pyridine concentration. The adsorption of the complexes is a competitive process with the free ligands, and allways exhibits a maxima between .1 and .5M pyridine. There are strong evidences indicating that the neutral mixed species are preferabbly adsorbed.

Este trabalho inicia com um estudo monográfico do comportamento químico do íon tiocianato, do ácido isotiociânico e uma rápida revisão da literatura sobre a reação uranilo/tiocianato. Foi feita uma rápida apreciação sobre os métodos de cálculos de constante de estabilidade e uso de métodos indiretos. A estabilidade dos complexos de tiocianato de mercúrio (II) foi estimada através de medidas potenciométricas com a finalidade de verificar a ordem de variação de seu ñ, dentro de larga faixa de concentração de tiocianato, com opropósito de utilizar este sistema como indicador de ligante livre em estudos de equilíbrios. A formação do ácido isotiociânico foi estudada por um método indireto, utilizando Hg(SCN)x2-x/Hg como sistema indicador para [SCN-]. Este estudo foi feito a 25°C e em força iônica 2,0 M e 4,0 M, obtendo-se: βHNCS = 0,135 ± 0,0070 (em força iônica 2,0 M). βHNCS = 0,168 ± 0,0069 (em força iônica 4,0 M). sendo: (ver fórmula no PDF). Estes valores de constante foram obtidos através de aproximações sucessivas, envolvendo cálculos iterativos das concentrações livres das espécies reagentes seguindo do tratamento da bem conhecida função Fo (X). Nas medidas potenciométricas também foi estimado ΔEj causado pela presença de [H+], com base na variação de ESO\' de um eletrodo de Cl-, AgCl/Ag, trabalhando-se em condições semelhantes. O sistema uranilo/tiocianato foi também estudado potenciometricamente e da mesma maneira, em meio fortemente ácido, onde a concentração de HNCS formado deve ser considerada. Foi determinada a formação de cinco espécies sucessivas: β1 = 11,4 ± 0,06 K1 = 11,4 β2 = 49,0 ± 0,82 K2 = 4,30 β3 = 88,4 ± 3,25 K3 = 1,80 β4 = 127,4 ± 4,42 K4 = 1,44 β5 = 91,4 ± 1,82 K5 = 0,72. Evidências da existência da sexta espécie foram encontradas, mas seu valor apresentou elevada incerteza. Foram feitas medidas espectrofotométricas em comprimentos de onda entre 280 e 300 nm para o urânio em meio de concentrações crescentes de tiocianato. O sistema apresenta forte absorção, com absortividades molares médias maiores que 7700 1.mol.cm-1, o que é de interesse analítico. A combinação das constantes de formação com os dados espectrofotométricos levou às absortividades molares individuais dos complexos. / This thesis start with a monographic study on the chemical behaviour as thiocyanate ion, the iso-thiocyanic acid and a revision on the uranyl-thiocyanate reaction. A short and critical comment on methods on computation of stability constants and use of indirect methods was included. The stability of mercury(II)/thiocyanate complexes was estimated by potentiometric measurements in order to check the range of its ñ variations, at a wide thiocyanate ion concentration, in order to use this sistem as indicator of the free ligand concentrations in equilíbria studies. The formation of iso-thiocyanic acid wasstudied by an indirect potentiometric method by using Hg(SCN)x2-x/Hg as an indicator system for [SCN-]. This was performed at 25°C and ionic strength 2,0 M and 4,0 M. βHNCS = 0,135 ± 0,0070 (at ionic strength 2,0 M). βHNCS = 0,168 ± 0,0069 (at ionic strength 4,0 M). being: (see in the archive PDF). This constant values were obtained from a systematic approach involving iterative calculation of the free concentrations of the reacting species and final treatment of the well known Fo (X) function. The potentiometric measurements include an estimation of ΔEj by the presence of [H+], on basis of ESO\' changes of a Cl-, AgCl/Ag electrode, working at comparable conditions. The system uranyl/thiocyanate was also potentiometrically studied on the same basis at a fairly acid medium, where HNCS formation needs to be corrected. Five ligand stepwise complexes were found: β1 = 11,4 ± 0,06 K1 = 11,4 β2 = 49,0 ± 0,82 K2 = 4,30 β3 = 88,4 ± 3,25 K3 = 1,80 β4 = 127,4 ± 4,42 K4 = 1,44 β5 = 91,4 ± 1,82 K5 = 0,72. Evidences of sixth specie was found, but its formation constants was still of uncertain magnitude. Spectrophotometric measurements were take at 280-300 nm for uranyl in increasing thiocyanate concentration. The system present strong absorption, with an average molar absorbtivity higher than 7.700 1.mol.cm-1, which is interesting for analytical purposes. The combination of the formation constants with the spectrophotometric data lead to individual molar absortivities of the complexes.

O presente trabalho começa por uma apresentação monográfica do fenômeno de adsorção, que dá acesso à bibliografia existente sobre o assunto. Numa extensa parte experimental desenvolveu-se um eletrodo de amálgama gotejante e um eletrodo de gota pendente mercúrio capaz de gerar gotas com área reprodutível dentro de ± 0,1%. Fez-se, também, a implantação da técnica da cronocoulometria, com os recursos disponíveis neste Instituto de Química. Realizou-se um estudo polarográfico preliminar onde se observaram diversos efeitos inibitivos sobre a reação de eletrodo do Cd(II), ligados á presença dos fenantrolino complexos de Cd(II) e de Fe(II), com participação de ânions. O sistema cádmio(II)/piridina/cloreto foi estudado potenciometricamente, tendo sido avaliadas as seguintes constantes globais de estabilidade βij = ‌CdpyiClj‌/‌Cd‌ ‌py‌ i‌Cl‌j (i, número de ligantes piridina, e j, de cloreto): β01 = 25,36, β02 = 96,0, β03 = 48,3, β04 = 65,8, β10 = 23,5, β11 = 550, β12 = 2600, β13 = 550, β14 = 1100, β20 = 690, β21 = 9740, β22 = 9400, β30 = 270, β31 = 3500, β32 = 37400, β40 = 8450, β41 = 54400. Para chegar às constantes de equilíbrio usou-se um processo iterativo de cálculo. As medidas foram realizadas com um eletrodo de amálgama gotejante, após comprovar-se que o eletrodo íon-seletivo de cádmio de estado sólido é inadequado para esta finalidade. Empregou-se um novo tipo de diagramas para representar a contribuição percentual das espécies formadas, em função dos dois ligantes. Estudou-se, através da cronocoulometria, a adsorção do sistema Cd(II)/py/Cl-, em diversas condições, fixando a concentração do metal e do cloreto e variando-se a concentração de py. Ficou estabelecido que a adsorção dos complexos é um processo competitivo com a dos ligantes. Há sempre um máximo de adsorção na faixa de 0,1 a 0,5 M de py. Encontraram-se evidências de que as espécies mistas neutras são preferencialmente adsorvidas. / The present thesis starts with the monographic discussion of the adsorption phenomena, with several references. There is an extensive experimental part referred to the development of a simple dropping amalgam electrode, a hanging mercury drop electrode whose area is reproductible within 0,1%, and the introduction of the double step chronocoulometric method w1th the resources of this Chemistry Institute, was done. In a preliminary polarographic study, several inhibiting effects on the Cd(II) electrode reaction, due to the presence of cadmium(II) and iron(II) complexes of phen participation of some anions has been observed. A potentiometric study of the cadmium(II)/pyridine//chloride system lead to the evaluation of the overall stability, βij = ‌CdpyiClj‌/‌Cd‌ ‌py‌ i‌Cl‌j (i, number of py ligands and j of chloride ones): β01 = 25,36, β02 = 96,0, β03 = 48,3, β04 = 65,8, β10 = 23,5, β11 = 550, β12 = 2600, β13 = 550, β14 = 1100, β20 = 690, β21 = 9740, β22 = 9400, β30 = 270, β31 = 3500, β32 = 37400, β40 = 8450, β41 = 54400. To obtain the equilibrium constants from the experimental data, an iterative calculation process was used. The measurements has been made with an amalgam electrode, after unsucessfull tests with a solid state cadmium ion selective electrode. A new type of diagram was used to present the percent distribution of the species with the change in the concentration of the ligands, in substitution to the predominance area diagram. In add1tion, the chronocoulometric study of the Cd(II)/ /py/Cl- system was done at several experimental conditions, by fixing the concentration of the metal and the chloride, and changing in wide extension the pyridine concentration. The adsorption of the complexes is a competitive process with the free ligands, and allways exhibits a maxima between .1 and .5M pyridine. There are strong evidences indicating that the neutral mixed species are preferabbly adsorbed.

Desenvolveu-se sistemática de trabalho para coletar valores da função ñ vs. concentração de ligante e processos de cálculo de constantes de equilíbrio. Os sistemas Co(II)/N-3 e Ni(II)/N-3 foram analisados com o objetivo de identificar os complexos formados e determinar as respectivas constantes de estabilidade. O estudo desses sistemas foi realizado a (25,0 ± 0,l) °C e em força iônica 2,0 M ajustada com NaClO4. Com base na formação de soluções tampão N-3/ HN3 e na variação de pH provocada pela adição do íon metálico Co(II) ou Ni(II), realizou-se um estudo potenciométrico para cada um dos sistemas acima indicados. Estes estudos foram realizados numa ampla faixa de concentração analítica de azoteto (0 a 2,000 M) e para diversas concentrações do íon metálico, para possibilitar uma análise mais detalhada sobre a formação dos complexos. Em relação ao sistema Co(II)/N-3 foi possível determinar a formação de cinco espécies mononucleares. As respectivas constantes de estabilidade foram calculadas por três métodos diferentes. A comparação dos desvios calculados para os valores de ñ obtidos a partir de cada um dos três conjuntos de constantes permitiu decidir pelo seguinte conjunto de constantes: β1 = 5,67 ± 0,20 M-1 β2 = 19,5 ± 2,1 M-2 β3 = 6,52 ± 4,66 M-3 β4 = 15,8 ± 2,0 M-4 β5 = 4,83 ± 0,31 M-5 Num comportamento diverso ao dos íons Co (II) o niquel levou à formação de complexos polinucleares. Realizou-se então um estudo monográfico envolvendo aspectos estruturais, qualitativos e quantitativos sobre a formação de complexos polinucleares. O sistema Ni(II)/-3 foi então analisado através do método potenciométrico citado mas em condições que permitiram a obtenção de um número maior de dados experimentais em relação ao sistema Co(II)/N-3, para tornar possível a determinação da composição assim como o cálculo das constantes de estabilidade das espécies existentes em equilíbrio. Dois métodos de cálculo foram utilizados, adotando-se o seguinte conjunto de constantes de equilibrio: mononucleares Ni(N3)+ β11 = 5,80 Ni(N3)2 β12 = 9,69 Ni(N3)-3 β13 = 7,54 Ni(N3)=4 β14 = 534 binucleares Ni2(N3)3+ β21 = 4,06 Ni2(N3)2+2 β22 = 31,8 Ni2(N3)+3 β23 = 175 Ni2(N3)4 β24 = 2,06x104 Ni2(N3)-5 β25 = 2,30x105 Ni2(N3)=6 β26 = 7,15x105 trinucleares Ni3(N3)2+4 β34 = 2,28x104 Ni3(N3)+5 β35 = 3,51x106 Ni3(N3)6 β36 = 1,17x108 Três estudos complementares foram realizados para o sistema Ni(II)/N-3. A utilização de métodos espectrofotométrico e potenciométrico em condições de excesso de metal em relação ao ligante permitiu determinar as contantes de estabilidade das espécies mono e binucleares mais simples: NiN+3 e Ni2N3+3. O método espectrofotométrico forneceu um valor de β11 = 6,90 M-1, enquanto que o segundo método forneceu β11 = 7,53 ± 0,10 M-1 e β21 = 4,29 ± 0,15 M-2. Medidas espectrofotométricas realizadas nas condições do segundo método permitiram calcular as absortividades molares das duas espécies, em cinco comprimentos de onda na faixa do ultravioleta. No comprimento de onda de absorção máxima dos complexos (293 nm) os valores de ε encontrados foram os seguintes: ε11 = 362 e ε21 = 475 cm-1mol-11. Finalmente, um estudo condutométrico feito em alta concentração de Ni(II) (0,4 M) e para concentrações variáveis de azoteto permitiu identificar a formação da espécie Ni2(N3)-5. Fez-se uma série de diagramas de distribuiçao, os quais mostraram as contribuições de cada espécie em função do ligante e, eventualmente, da concentração total do íon metálico (sistemas polinucleares). / A systematic approach in order to obtain ñ data vs. free ligand concentration was developed as well as calculation procedures for treatment of the data to obtain stability constants. The Co(II)/N-3 and Ni(II)/N-3 systems were analysed with the purpose to identify the formed complexes and to compute its stability constants. The equilibria studies were performed at 25.0 ± 0.1° C and 2.0 M ionic strength maintained with NaClO4. The pH change in azide/hydrazoic acid buffers caused by the metal cation addition was the basis of the potentiometric method to study the complex formation. A wide range of azide concentration was used at several metal cation (cobalt or nickel) concentration in order to provide reliable results. With regard to the Co(II)/N-3 system the formation of five stepwise complexes was detected. The stability constants were computed from three different calculation procedures. The best set of formation constants is: β1 = 5,67 ± 0,20 M-1 β2 = 19,5 ± 2,1 M-2 β3 = 6,52 ± 4,66 M-3 β4 = 15,8 ± 2,0 M-4 β5 = 4,83 ± 0,31 M-5 The nickel(II)/azide system presented a quite different behaviour as compared with the cobalt(ll) one, as extensive polynuclear complex formation is attained. A monographic study about this kind of complex formation seemed interesting to be included in this thesis. An extensive study of the nickel(II)/azide system was performed at conditions wich provide enough experimental data to be treated on basis of polynuclear complex formation. Two different calculation procedures lead to the following set of equilibrium constant: mononuclear Ni(N3)+ β11 = 5,80 Ni(N3)2 β12 = 9,69 Ni(N3)-3 β13 = 7,54 Ni(N3)=4 β14 = 534 binuclears Ni2(N3)3+ β21 = 4,06 Ni2(N3)2+2 β22 = 31,8 Ni2(N3)+3 β23 = 175 Ni2(N3)4 β24 = 2,06x104 Ni2(N3)-5 β25 = 2,30x105 Ni2(N3)=6 β26 = 7,15x105 trinuclears Ni3(N3)2+4 β34 = 2,28x104 Ni3(N3)+5 β35 = 3,51x106 Ni3(N3)6 β36 = 1,17x108 Two complementary studies, potentiometric and spectrophotometric, were performed at high metal cation/1igand ratio in order to create conditions for the existence of on1y a few species as Ni(N3)+ and Ni2(N3)3+. β11 from spectrophotometric method is 6.90 M-1; from potentiometric method β11 is 7.53 ± 0.10 M-1 and β21 is 4.29 ± 0.15 M-2. The molar absorptivities at λmax, 293 nm, was calcu1ated as ε11 = 362 cm-1. mol-1.1 and ε21 = 475 cm-1. mol-1.1. Finally a conductometric titration of 0.4 M niekel(II) with 3.9 M sodium azide showed a high contribution of Ni2(N3) -5 in agreement with the potentiometric study. A series of distribution diagrarns were plotted in order to have the percent contribution of each species vs. the ligand concentration and, eventually, vs. the metal concentration when polynuclear complexes are formed.