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Estudo espectrofotométrico do sistema cobalto(II)/tiocianato e seu aproveitamento analítico / Spectrophotometric study of cobalt(II)/thiocyanate system and its analytical use

Sader, Ana Paula de Oliveira 09 December 2002 (has links)
Estudos sobre a formação dos complexos de metais, seus equilíbrios e, também, o aproveitamento analítico desses diferentes sistemas constituem uma tradicional linha de pesquisa em Química. Mais especificamente, as espécies formadas entre os vários pseudo-haletos e outros ligantes, com muitos cátions dos metais de transição, vêm sendo sistematicamente investigadas em nossos laboratórios de Química Analítica. Nesta linha, o emprego do íon tiocianato como ligante tem se destacado dentre os métodos analíticos para a determinação de cobalto, cuja procura tem sido crescente à medida que o homem, ao longo de sua evolução, descobre e produz novos materiais contendo esse metal. Desta forma, tendo em vista algumas características típicas do sistema Co(II)/SCN-, tal como sua intensa coloração, objetivou-se, nesta oportunidade, explorá-lo espectrofotometricamente com maior profundidade. Conseqüentemente, diversos parâmetros envolvidos na complexação dos íons cobalto (II) pelo tiocianato, tais como: a acidez do meio, a concentração disponível de ligante e a presença de solventes orgânicos no sistema, tiveram seus efeitos avaliados individualmente. Com os resultados destes estudos, estabeleceram-se as condições experimentais otimizadas para a montagem do método analítico, visando a determinação de íons cobalto(II). São elas: C (HClO4) =0,050 mol L-1 C (SCN-)=0,203 mol L-1 C(THF)=60% (v/v) Através de estudos espectrofotométricos preliminares, observou-se que o sistema apresenta dois máximos de absorção nestas condições experimentais: 316 e 622 nm, sendo esta última banda, aquela normalmente utilizada neste tipo de trabalho. Estudos de calibração nos dois comprimentos de onda indicaram que as leituras obedecem fielmente à lei de Beer em ambos os casos, porém com sensibilidade significativamente maior na região ultravioleta (E(316nm)= 1,20 x 104 e E(622nm)= 1,95 x 103 L mol-1 cm-1). Outros estudos sobre estabilidade, repetibilidade (precisão) e de possíveis interferentes também foram realizados, sendo os resultados bastante satisfatórios para fins analíticos. Observou-se interferência das espécies: I-, Al3+, IO3-, Mn2+, NO2-, BrO3-, S2O32-, Hg2+, Cd2+, quando presentes em concentrações cem vezes superiores à de cobalto(II). Entretanto, tal efeito desaparece quando estes íons acham-se em concentrações dez vezes maior do que a do metal de interesse. Aplicações analíticas do método proposto foram testadas em um produto farmacêutico (vitamina B12) e em uma liga odontológica, com resultados plenamente satisfatórios, já que os erros percentuais obtidos ficaram dentro da faixa aceitável (< 5%). A técnica de espectroscopia de absorção atômica foi utilizada paralelamente nestas análises, para efeito comparativo, na qual a determinação de cobalto mostrou-se possível na liga odontológica, mas inadequada para o fármaco (erro da ordem de 20%), nas condições de abertura realizadas. A comparação dos resultados mostra a potencialidade do método proposto, tendo em conta a simplicidade, exatidão e custo das aparelhagens. Finalizando, a possível influência do níquel (presente naturalmente em diversas amostras reais) na determinação de cobalto foi avaliada sob as condições experimentais estabelecidas para o método espectrofotométrico proposto. Observou-se que este “contaminante" natural exibe um pico de absorção em 245 nm e, através dos estudos, confirmou-se a aditividade das absorbâncias dos respectivos complexos (Co e Ni). Testou-se a possibilidade de determinação espectrofotométrica simultânea destes dois metais, através de leituras nos respectivos máximos (245 e 316 nm), empregando-se um sistema algébrico com duas equações simples, cujos resultados foram plenamente satisfatórios. As faixas úteis de trabalho, em termos de concentrações de cobalto e níquel foram, respectivamente: 0,94 a 4,04 mg L-1 e 28,7 a 123,7 mg L-1, respectivamente. / Studies about the formation of metallic complexes, their equilibria and also the analytical utilization of these different systems represent a traditional research line in Chemistry. More specifically, the species formed among the various pseudohalides and other ligands, with several cations of transition metals, have been systematically investigated in our Laboratories. The use of the thiocyanate ion as ligand has been intensive from among the analytical methods for cobalt(II) determination, of which interest has increased more recently, according to the man discovers and production of new materials containing this metal. Due some typical characteristics of the system Co(II)/SCN-, such as its colored complexes, the principal purpose of this study was to explore it more carefully by visible-ultraviolet spectrophotometry. Consequently, several parameters involved in the cobalt(II)/thiocyanate complexes formation, such as acidity level, concentration of free ligand, and the percentage of organic solvents in the system, had their respective effects evaluated individually. Through the results of these diverse studies, appropriate experimental conditions were established for the analytical methods, for the determination of the cobalt(II) ion. They are: C (HClO4)=0.050 mol L-1 C (SCN-)=0.203 mol L-1 C(THF)=60% (v/v) Preliminary spectrophotometry studies showed two absorption maxima (peaks) under these optimized experimental conditions: 316 and 622 nm, being this last visible band normally applied for this type of work (determination). Calibration studies at these two wavelengths showed that the Beer’s Law is obeyed in both cases, but a higher sensitivity was obtained in the ultraviolet region ( E(316nm)= 1.20 x 104 e E(622nm)= 1.95 x 103 L mol-1 cm-1). Other studies about stability, precision, accuracy and possible interferences were also performed, showing satisfactory results for the analytical purposes. It was observed some interference of the following species: I-, Al3+, IO3-, Mn2+, NO2-, BrO3-, S2O32-, Hg2+ and Cd2+, when present in concentrations one hundred times higher than the cobalt(II). However, this effect disappears when these ions are presented on concentration just ten times higher. Analytical applications of the proposed method were tested for a pharmaceutical product (B12 vitamin) and for an odontological alloy, with large success, since the percentage of error was within the tolerance range (<5%). Atomic absorption spectroscopy was also used in this analysis for comparision, in which the cobalt determination was possible for the alloy but inadequate for the pharmaceutical product (error about 20%). Comparison of the results shows the potentiality of this alternative spectrophotometric method, taking in account its simplicity, accuracy and equipments prices. Finally, the influence of nickel (naturally present in several real samples) on the spectrophotometric cobalt determination was evaluated, under the optimized experimental conditions. It was observed that this natural “contaminating" exhibits an absorption peak at 245 nm. Other confirmatory studies show the additivities of the respective absorbances (nickel and cobalt/thiocyanate complexes), allowing the simultaneous spectrophotometric determination of these these metals, using a matematical system with two equations (peaks 245 and 316 nm). This attempt was well satisfactory and the useful concentration ranges for cobalt and nickel were, respectively, 0.94 to 4.04 mg L-1 and 28.7 to 123.7 mg L-1.
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Estudo espectrofotométrico do sistema cobalto(II)/tiocianato e seu aproveitamento analítico / Spectrophotometric study of cobalt(II)/thiocyanate system and its analytical use

Ana Paula de Oliveira Sader 09 December 2002 (has links)
Estudos sobre a formação dos complexos de metais, seus equilíbrios e, também, o aproveitamento analítico desses diferentes sistemas constituem uma tradicional linha de pesquisa em Química. Mais especificamente, as espécies formadas entre os vários pseudo-haletos e outros ligantes, com muitos cátions dos metais de transição, vêm sendo sistematicamente investigadas em nossos laboratórios de Química Analítica. Nesta linha, o emprego do íon tiocianato como ligante tem se destacado dentre os métodos analíticos para a determinação de cobalto, cuja procura tem sido crescente à medida que o homem, ao longo de sua evolução, descobre e produz novos materiais contendo esse metal. Desta forma, tendo em vista algumas características típicas do sistema Co(II)/SCN-, tal como sua intensa coloração, objetivou-se, nesta oportunidade, explorá-lo espectrofotometricamente com maior profundidade. Conseqüentemente, diversos parâmetros envolvidos na complexação dos íons cobalto (II) pelo tiocianato, tais como: a acidez do meio, a concentração disponível de ligante e a presença de solventes orgânicos no sistema, tiveram seus efeitos avaliados individualmente. Com os resultados destes estudos, estabeleceram-se as condições experimentais otimizadas para a montagem do método analítico, visando a determinação de íons cobalto(II). São elas: C (HClO4) =0,050 mol L-1 C (SCN-)=0,203 mol L-1 C(THF)=60% (v/v) Através de estudos espectrofotométricos preliminares, observou-se que o sistema apresenta dois máximos de absorção nestas condições experimentais: 316 e 622 nm, sendo esta última banda, aquela normalmente utilizada neste tipo de trabalho. Estudos de calibração nos dois comprimentos de onda indicaram que as leituras obedecem fielmente à lei de Beer em ambos os casos, porém com sensibilidade significativamente maior na região ultravioleta (E(316nm)= 1,20 x 104 e E(622nm)= 1,95 x 103 L mol-1 cm-1). Outros estudos sobre estabilidade, repetibilidade (precisão) e de possíveis interferentes também foram realizados, sendo os resultados bastante satisfatórios para fins analíticos. Observou-se interferência das espécies: I-, Al3+, IO3-, Mn2+, NO2-, BrO3-, S2O32-, Hg2+, Cd2+, quando presentes em concentrações cem vezes superiores à de cobalto(II). Entretanto, tal efeito desaparece quando estes íons acham-se em concentrações dez vezes maior do que a do metal de interesse. Aplicações analíticas do método proposto foram testadas em um produto farmacêutico (vitamina B12) e em uma liga odontológica, com resultados plenamente satisfatórios, já que os erros percentuais obtidos ficaram dentro da faixa aceitável (< 5%). A técnica de espectroscopia de absorção atômica foi utilizada paralelamente nestas análises, para efeito comparativo, na qual a determinação de cobalto mostrou-se possível na liga odontológica, mas inadequada para o fármaco (erro da ordem de 20%), nas condições de abertura realizadas. A comparação dos resultados mostra a potencialidade do método proposto, tendo em conta a simplicidade, exatidão e custo das aparelhagens. Finalizando, a possível influência do níquel (presente naturalmente em diversas amostras reais) na determinação de cobalto foi avaliada sob as condições experimentais estabelecidas para o método espectrofotométrico proposto. Observou-se que este “contaminante” natural exibe um pico de absorção em 245 nm e, através dos estudos, confirmou-se a aditividade das absorbâncias dos respectivos complexos (Co e Ni). Testou-se a possibilidade de determinação espectrofotométrica simultânea destes dois metais, através de leituras nos respectivos máximos (245 e 316 nm), empregando-se um sistema algébrico com duas equações simples, cujos resultados foram plenamente satisfatórios. As faixas úteis de trabalho, em termos de concentrações de cobalto e níquel foram, respectivamente: 0,94 a 4,04 mg L-1 e 28,7 a 123,7 mg L-1, respectivamente. / Studies about the formation of metallic complexes, their equilibria and also the analytical utilization of these different systems represent a traditional research line in Chemistry. More specifically, the species formed among the various pseudohalides and other ligands, with several cations of transition metals, have been systematically investigated in our Laboratories. The use of the thiocyanate ion as ligand has been intensive from among the analytical methods for cobalt(II) determination, of which interest has increased more recently, according to the man discovers and production of new materials containing this metal. Due some typical characteristics of the system Co(II)/SCN-, such as its colored complexes, the principal purpose of this study was to explore it more carefully by visible-ultraviolet spectrophotometry. Consequently, several parameters involved in the cobalt(II)/thiocyanate complexes formation, such as acidity level, concentration of free ligand, and the percentage of organic solvents in the system, had their respective effects evaluated individually. Through the results of these diverse studies, appropriate experimental conditions were established for the analytical methods, for the determination of the cobalt(II) ion. They are: C (HClO4)=0.050 mol L-1 C (SCN-)=0.203 mol L-1 C(THF)=60% (v/v) Preliminary spectrophotometry studies showed two absorption maxima (peaks) under these optimized experimental conditions: 316 and 622 nm, being this last visible band normally applied for this type of work (determination). Calibration studies at these two wavelengths showed that the Beer’s Law is obeyed in both cases, but a higher sensitivity was obtained in the ultraviolet region ( E(316nm)= 1.20 x 104 e E(622nm)= 1.95 x 103 L mol-1 cm-1). Other studies about stability, precision, accuracy and possible interferences were also performed, showing satisfactory results for the analytical purposes. It was observed some interference of the following species: I-, Al3+, IO3-, Mn2+, NO2-, BrO3-, S2O32-, Hg2+ and Cd2+, when present in concentrations one hundred times higher than the cobalt(II). However, this effect disappears when these ions are presented on concentration just ten times higher. Analytical applications of the proposed method were tested for a pharmaceutical product (B12 vitamin) and for an odontological alloy, with large success, since the percentage of error was within the tolerance range (<5%). Atomic absorption spectroscopy was also used in this analysis for comparision, in which the cobalt determination was possible for the alloy but inadequate for the pharmaceutical product (error about 20%). Comparison of the results shows the potentiality of this alternative spectrophotometric method, taking in account its simplicity, accuracy and equipments prices. Finally, the influence of nickel (naturally present in several real samples) on the spectrophotometric cobalt determination was evaluated, under the optimized experimental conditions. It was observed that this natural “contaminating” exhibits an absorption peak at 245 nm. Other confirmatory studies show the additivities of the respective absorbances (nickel and cobalt/thiocyanate complexes), allowing the simultaneous spectrophotometric determination of these these metals, using a matematical system with two equations (peaks 245 and 316 nm). This attempt was well satisfactory and the useful concentration ranges for cobalt and nickel were, respectively, 0.94 to 4.04 mg L-1 and 28.7 to 123.7 mg L-1.
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Estudo crítico de equilíbrios no sistema cobalto (II)/tiocianato / Critical study of the equilibrium on the cobalt(II)/thiocianate system

Coichev, Nina 01 June 1984 (has links)
O sistema cobalto(II)/tiocianato foi estudado em meio aquoso com o objetivo de se obter dados reais das constantes de formação globais dos complexos. Foram utilizados os métodos potenciométrico indireto e espectrofotométrico em meio de força iônica 2,0 M (NaCl04) a 25,0 &#177; O,l&#176;C. O sistema cádmio(II)/tiocianato foi utilizado como indicador no método potenciométrico indireto com o eletrodo de gota pendente de amálgama de cádmio. As seguintes constantes de equilíbrio foram obtidas para os complexos formados entre o cádmio e o tiocianato, a 25&#176;C e força iônica 2,0 M (NaCl04): &#946;1 = 21,51 &#177; 0,09 M-1, &#946;2 = 123,3 &#177; 1,2 M-2, &#946;3 = 129,9 &#177; 3,1 M-3 e &#946;4 = 173,5 &#177; 1,2 M-4. Valores do número médio de ligantes, &#241;, foram obtidos para várias concentrações de tiocianato, até 2,0 M, pela adição de Co(Cl04)2 (0,1 M) à solução contendo cádmio(II) e tiocianato. A integração da curva de formação e o tratamento das funções de Leden, pelo método dos mínimos quadrados desenvolvido, levou às seguintes constantes de formação globais para o sistema cobalto(II)/tiocianato: &#946;1 = 11,0 M-1, &#946;2 = 22,0 M-2, &#946;3 = 11,2 M-3 e &#946;4 = 1,63 M-4. Um estudo do sistema zinco(II)/tiocianato foi realizado com o objetivo de avaliar o método potenciométrico indireto, visto que esse sistema foi anteriormente estudado por um método direto confiável. A curva de formação obtida apresenta uma boa concordância até &#241; = 1. Depois desse ponto um desvio negativo é observado, com relação a curva obtida pelo método direto, devido à causas não bem compreendidas. Várias curvas de absortividade molar média, &#949; vs. concentração analítica de ligante foram obtidas em três comprimentos de onda (515, 590 e 615 nm) em tres concentraçoes de cobalto(II) diferentes: 0,01, 0,05 e 0,1 M. A análise com base no método das soluções correspondentes permitiu obter a curva &#241; vs. concentração de tiocianato livre, com as seguintes constantes de equilíbrio: &#946;1 = 6,9 M-1, &#946;2 = 28,9 M-2, &#946;3 = 12,1 M-3</SUP e &#946;>SUB>4 = 1,30 M-4. Ambos os métodos revelaram uma tendência à formaçao de duas espécies e uma diminuição acentuada na afinidade com o ligante para formar os complexos &#8204;Co(SCN)3&#8204;- e &#8204;Co(SCN)4&#8204;2-. Uma relação linear entre o número médio de ligantes e a absortividade molar média foi observado em 515 nm, o que permitiu obter o valor de &#949;4. Entretanto, em 590 e 615 nm, observou-se somente uma linearidade entre &#949; e o grau de formação calculado, &#945;4, correspondente a espécie &#8204;Co(SCN)4&#8204;2-, com uma intersecção muito próxima da origem. Isto é uma evidência que &#8204;Co(SCN)4&#8204;2- existe virtualmente como uma espécie tetraédrica com absortividade molar relativamente alta. Foram obtidos os seguintes valores de &#949;n individuais: a) &#949;o = 4,31, &#949;1 = 22,6, &#949;2 = 26,3, &#949;3 = 42,8 e &#949;4 = 50,3 cm-1.M-1 em 515 nm; b) &#949;o = 0,29, &#949;1 = 1,3, &#949;2 = 3,2, &#949;3 = 3,9 e &#949;4 = 215 cm-1.M-1 em 590 nm; c) &#949;o = 0,20, &#949;1 = 0,90, &#949;2 1,5, &#949;3 = 2,2 e &#949;4 = 294 cm-1.M-1 em 615 nm. Especulações com os dados sugerem que somente 1% das espécies tetraédricas estão em equilíbrio com as espécies octaédricas correspondentes com 1,2 e 3 tiocianatos coordenados. Com o emprego de um computador foi realizado um estudo efetuando uma simulação dos métooos espectrofotométricos da razão molar e das variações contínuas. As Simulações, com sistemas reais e hipotéticos, foram muito úteis para mostrar as conclusões ambíguas que podem ser obtidas, a partir de dados experimentais, para se estimar o número de espécies complexas. / The cobalt (II) /thiocyanate system in aqueous medium was studied with the purpose to obtain reliables data of overall stepwise formation constants to complexes. An indirect potentiometric method and a spectrophotometric one were used at 2,0 M ionic strength (NaCl04), at 25,0 &#177; O,l&#176;oC. The cadmium(II)/thiocyanate system was used as indicator in the indirect potentiometric method with hanging drop electrode with cadmium amalgam. The following equilibrium constants of the cadmium(II)/thiocyanate complexes were obtained at 25&#176;C and 2,O M ionic strenght (NaCl04: &#946;1 = 21.51 &#177; 0.09 M-1, &#946;2 = 123.3 &#177; 1,2 M-2, &#946;3 = 129.9 &#177; 3.1 M-3 and &#946;4 = 173.5 &#177; 1.2 M-4. Average 1igands number data, &#241;, were obtained for several thiocyanate concentrations, up to 2 M, by adding Co(Cl04)2 (0.1 M) to the working solution of cadmium (II)/thiocyanate. The integration of the formation curve and treatment of Leden\'s functions by a self developed least square method, lead to the following overall formation constants of the cobalt(II)/thiocyanate system: &#946;1 = 11.0 M-1, &#946;2 = 22.0 M-2, &#946;3 = 11.2 M-3 and &#946;4 = 1.63 M-4. A study of the zinc(II)/thiocyanate system was performed with the purpose to check the indirect potentiometric method inasmuch as this system was formerly studied by a re1iable direct method. The formation curve presented a good agreement until the average ligand number 1. After this point a negative desviation is observed with regard the direct method by not well understood causes. Severa1 curves of average molar absorbtivity, &#949; vs the analytical ligand concentration were obtained at three wave lengths (515, 590 and 615 nm) and three differents cobalt(II) cation concentrations: 0.01, 0.05 and 0.1 M. The analysis on base of corresponding solutions permited to obtain &#241; vs free thiocyanate ion concentrations, with the following equilibrium constants: &#946;1 = 6.9 M-1, &#946;2 = 28.9 M-2, &#946;3 = 12.1 M-3</SUP e &#946; = 1.30 M-4. Both methods revealed a tendency to form two species and a marked decrease in affinity with the 1igand to form &#8204;Co(SCN)3&#8204;<SUP- and &#8204;Co(SCN)4&#8204;2-. A linear relationship between calculated &#241; and &#949; was observed at 515 nm and this permited to obtain &#949;4. However, at 590 and 615 nm linearity of &#949; was achieved only for calculated formation degree, &#945;4, corresponding to specie &#8204;Co(SCN)4&#8204;2-, with an intercept very close to the origin. This is an evidence that the &#8204;CoO(SCN)4&#8204;2- exists virtually as tetrahedra1 specie with relative1y high molar absorbtivity. The fol1owing individual &#949;n were obtained: a) &#949;0 = 4.31, &#949;1 = 22.6, &#949;2 = 26.3, &#949;3 = 42.8 and &#949;4 = 50.3 cm-1.M-1 at 515 nm; b) &#949;0 = 0.29, &#949;1 = 1.3, &#949;2 = 3.2, &#949;3 3.9 and &#949;4 = 215 cm-1.M-1 at 590 nm; c) &#949;0 = 0.20, &#949;1 = 0.90, &#949;2 1.5, &#949;3 = 2.2 and &#949;4 = 294 cm-1 .m-1 at 615 nm. Speculations with the data suggest that on1y 1% of tetrahedral species are in equi1ibrium with the corresponding octahedral ones with 1, 2 and 3 thiocyanate 1igands. An extension of the study was a computer assisted simulation of the molar ratio spectrophotometric titration as well as the continuous variations method. This simulation study with real and hypothetica1 systems,was very usefu1l to show how ambiguous can be the conclusions, taken from experimental data,when the number of species are to be estimated.
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Estudo espectrofotométrico de oxidação no sistema Ferro(II)/Tiocianato e seu aproveitamento analítico. / Spectrophotometric study of oxidation in the Iron(II)/Thiocyanate system and some analytical applications.

Martins, Fernando Grine 19 July 2002 (has links)
Uma das linhas mais tradicionais de trabalho na área da Química é a de formação de complexos. Em nossos laboratórios tal, estudo é realizado de modo sistemático, geralmente envolvendo pseudo-haletos e haletos com cátions de metais de transição. As intensas colorações produzidas pela maioria das reações de complexação, entre um pseudo-haleto e um metal, têm sido bastante exploradas espectrofotometricamente para a determinação individual ou a especiação do respectivo metal. A forte cor vermelha característica de complexos formados entre o ferro e o tiocianato é uma das maiores evidências da analogia existente entre os ligantes tiocianato e azoteto (N3-). A pouca sensibilidade dos complexos formados no sistema Fe3+/SCN-, em meio aquoso, dificulta a aplicação de métodos clássicos fotométricos mais rigorosos. Estudos feitos em nossos laboratórios, em presença de alguns solventes e usando ferro-II, têm mostrado uma rápida oxidação do metal, seguida por imediata complexação, o que vêm possibilitando novas estratégias para se determinar o total de ferro em uma amostra, bem como a sua especiação. Objetivando dar continuidade a linha de pesquisa, que envolve o estudo da oxidação do ferro-II, vários parâmetros que afetam a velocidade de oxidação neste sistema reacional, assim como: acidez, concentração de ligante, temperatura e presença de solvente orgânico, foram cuidadosamente verificados. Reunindo as condições ideais necessárias para o estudo de complexação utilizando íons ferrosos, sendo elas: C H+ = 30 mmolL-1 C SCN- = 250 mmolL-1 CAcetona = 70 % (v/v) T = 25ºC &#955;máx = 480nm tempo de espera = 7 minutos Após a sondagem espectrofotométrica do sistema, foram realizados estudos de calibração, de estabilidade, de precisão e de possíveis interferentes. A curva analítica espectrofotométrica, para a determinação de ferro total, obedece à lei de Beer (r = 0,9993), mostrando a potencialidade de aproveitamento analítico desse sistema. O valor da absortividade molar média (e) determinado foi da ordem de 2,10.104 mol-1. L.cm-1. A faixa ideal de trabalho para a determinação de ferro é de 1 a 8 ppm. Comprovou-se uma boa precisão, bem como uma constância de leituras ótima para fins analíticos. Apenas as espécies NO2-, S2032-, C2042-, HPO42-, H2PO4-, Co2+ e Cu2+ mostraram interferência significativas (Er > 5 %) no método proposto. Concluindo a aplicação analítica do método, foi realizada determinação de ferro em produtos farmacêuticos e rochas naturais. Estudos comparativos dos resultados foram feitos utilizando também a absorção atômica como medidas paralelas. Na análise dessas amostras, o estudo comparativo entre a espectrofotometria e a absorção atômica apresentou resultados concordantes, não mostrando nenhuma interferência, visto que os erros percentuais obtidos acharem-se dentro do limite analítico comumente aceitável (< 5%). Os resultados obtidos mostraram a viabilidade e potencialidade do método espectrofotométrico proposto, como um método analítico alternativo para a determinação do ferro de maneira simples, precisa e exata. / One of the most traditional lines of work in the Chemistry is about the complex formation. In our laboratories this study is accomplished under a systematic way, principally involving pseudohalide and halide ligands with cations of transition metals. The intense color produced by the reactions among the pseudohalide ligands and metal have been so much explored by spectrophotometic analises. The strong red color characteristic of compounds formed between iron(III) and thiocyanate ions is one of the largest evidences of the analogy existent between the thiocyanate and azide(N3-) ligands. Studies done in our laboratories in the presence of some solvents and using iron-II ion have showed a fast oxidation of this metal followed by immediate reaction between the pseudohalide ligand and the metal. The possibilities of new methods for determination of the total amount of iron in a sample, as well as its speciation, have been analysed. During the study of the oxidation of the iron-II, several parameters that affect the oxidation speed in this system like: acidity, ligands concentration, temperature and presence of organic solvent, were verified carefully. This way, the recommended experimental conditions for a rapid oxidation and utilizing this system (determination of total iron) are: C H+= 30 mmolL-1 C SCN-= 250 mmolL-1 CAcetone = 70 % (v/v) T = 25ºC &#955;máx = 480nm waiting time = 7 minutes Calibration, stability, precision and diverse ions effect studies could be done using absorbances values for the ferric complexes that are measured at 480 nm. The analytical curve for the total iron determination, obeys the Beer law (r = 0,9993), showing potentiality for the analytical use of this system. The value of the average molar absortivity is 2,10.104 mol-1.L.cm-1. The ideal range of work for the determination of iron is from 1 to 8 ppm. A good precision was verified by suitable studies. About diverse ion effects, just the species NO2-, S2032-, C2042-, HPO42-, H2PO4-, Co2+ and Cu2+ showed some interference on determination in the proposed method. Concluding the analytical application of present method, determination of iron was tested in pharmaceutical product and natural rocks. Comparative studies of the results were made also using the atomic absorption as parallel measures. In these analysis samples, the comparative study between the spectrophotometric and atomic absorption presented concordant results, not evidencing significant interferences (errors commonly acceptable, <5%). The obtained results showed the viability and potentiality of the proposed method, as an alternative analytical manner for the determination of the metal with precision and exactness.
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Estudo espectrofotométrico de oxidação no sistema Ferro(II)/Tiocianato e seu aproveitamento analítico. / Spectrophotometric study of oxidation in the Iron(II)/Thiocyanate system and some analytical applications.

Fernando Grine Martins 19 July 2002 (has links)
Uma das linhas mais tradicionais de trabalho na área da Química é a de formação de complexos. Em nossos laboratórios tal, estudo é realizado de modo sistemático, geralmente envolvendo pseudo-haletos e haletos com cátions de metais de transição. As intensas colorações produzidas pela maioria das reações de complexação, entre um pseudo-haleto e um metal, têm sido bastante exploradas espectrofotometricamente para a determinação individual ou a especiação do respectivo metal. A forte cor vermelha característica de complexos formados entre o ferro e o tiocianato é uma das maiores evidências da analogia existente entre os ligantes tiocianato e azoteto (N3-). A pouca sensibilidade dos complexos formados no sistema Fe3+/SCN-, em meio aquoso, dificulta a aplicação de métodos clássicos fotométricos mais rigorosos. Estudos feitos em nossos laboratórios, em presença de alguns solventes e usando ferro-II, têm mostrado uma rápida oxidação do metal, seguida por imediata complexação, o que vêm possibilitando novas estratégias para se determinar o total de ferro em uma amostra, bem como a sua especiação. Objetivando dar continuidade a linha de pesquisa, que envolve o estudo da oxidação do ferro-II, vários parâmetros que afetam a velocidade de oxidação neste sistema reacional, assim como: acidez, concentração de ligante, temperatura e presença de solvente orgânico, foram cuidadosamente verificados. Reunindo as condições ideais necessárias para o estudo de complexação utilizando íons ferrosos, sendo elas: C H+ = 30 mmolL-1 C SCN- = 250 mmolL-1 CAcetona = 70 % (v/v) T = 25ºC &#955;máx = 480nm tempo de espera = 7 minutos Após a sondagem espectrofotométrica do sistema, foram realizados estudos de calibração, de estabilidade, de precisão e de possíveis interferentes. A curva analítica espectrofotométrica, para a determinação de ferro total, obedece à lei de Beer (r = 0,9993), mostrando a potencialidade de aproveitamento analítico desse sistema. O valor da absortividade molar média (e) determinado foi da ordem de 2,10.104 mol-1. L.cm-1. A faixa ideal de trabalho para a determinação de ferro é de 1 a 8 ppm. Comprovou-se uma boa precisão, bem como uma constância de leituras ótima para fins analíticos. Apenas as espécies NO2-, S2032-, C2042-, HPO42-, H2PO4-, Co2+ e Cu2+ mostraram interferência significativas (Er > 5 %) no método proposto. Concluindo a aplicação analítica do método, foi realizada determinação de ferro em produtos farmacêuticos e rochas naturais. Estudos comparativos dos resultados foram feitos utilizando também a absorção atômica como medidas paralelas. Na análise dessas amostras, o estudo comparativo entre a espectrofotometria e a absorção atômica apresentou resultados concordantes, não mostrando nenhuma interferência, visto que os erros percentuais obtidos acharem-se dentro do limite analítico comumente aceitável (< 5%). Os resultados obtidos mostraram a viabilidade e potencialidade do método espectrofotométrico proposto, como um método analítico alternativo para a determinação do ferro de maneira simples, precisa e exata. / One of the most traditional lines of work in the Chemistry is about the complex formation. In our laboratories this study is accomplished under a systematic way, principally involving pseudohalide and halide ligands with cations of transition metals. The intense color produced by the reactions among the pseudohalide ligands and metal have been so much explored by spectrophotometic analises. The strong red color characteristic of compounds formed between iron(III) and thiocyanate ions is one of the largest evidences of the analogy existent between the thiocyanate and azide(N3-) ligands. Studies done in our laboratories in the presence of some solvents and using iron-II ion have showed a fast oxidation of this metal followed by immediate reaction between the pseudohalide ligand and the metal. The possibilities of new methods for determination of the total amount of iron in a sample, as well as its speciation, have been analysed. During the study of the oxidation of the iron-II, several parameters that affect the oxidation speed in this system like: acidity, ligands concentration, temperature and presence of organic solvent, were verified carefully. This way, the recommended experimental conditions for a rapid oxidation and utilizing this system (determination of total iron) are: C H+= 30 mmolL-1 C SCN-= 250 mmolL-1 CAcetone = 70 % (v/v) T = 25ºC &#955;máx = 480nm waiting time = 7 minutes Calibration, stability, precision and diverse ions effect studies could be done using absorbances values for the ferric complexes that are measured at 480 nm. The analytical curve for the total iron determination, obeys the Beer law (r = 0,9993), showing potentiality for the analytical use of this system. The value of the average molar absortivity is 2,10.104 mol-1.L.cm-1. The ideal range of work for the determination of iron is from 1 to 8 ppm. A good precision was verified by suitable studies. About diverse ion effects, just the species NO2-, S2032-, C2042-, HPO42-, H2PO4-, Co2+ and Cu2+ showed some interference on determination in the proposed method. Concluding the analytical application of present method, determination of iron was tested in pharmaceutical product and natural rocks. Comparative studies of the results were made also using the atomic absorption as parallel measures. In these analysis samples, the comparative study between the spectrophotometric and atomic absorption presented concordant results, not evidencing significant interferences (errors commonly acceptable, <5%). The obtained results showed the viability and potentiality of the proposed method, as an alternative analytical manner for the determination of the metal with precision and exactness.
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Estudo crítico de equilíbrios no sistema cobalto (II)/tiocianato / Critical study of the equilibrium on the cobalt(II)/thiocianate system

Nina Coichev 01 June 1984 (has links)
O sistema cobalto(II)/tiocianato foi estudado em meio aquoso com o objetivo de se obter dados reais das constantes de formação globais dos complexos. Foram utilizados os métodos potenciométrico indireto e espectrofotométrico em meio de força iônica 2,0 M (NaCl04) a 25,0 &#177; O,l&#176;C. O sistema cádmio(II)/tiocianato foi utilizado como indicador no método potenciométrico indireto com o eletrodo de gota pendente de amálgama de cádmio. As seguintes constantes de equilíbrio foram obtidas para os complexos formados entre o cádmio e o tiocianato, a 25&#176;C e força iônica 2,0 M (NaCl04): &#946;1 = 21,51 &#177; 0,09 M-1, &#946;2 = 123,3 &#177; 1,2 M-2, &#946;3 = 129,9 &#177; 3,1 M-3 e &#946;4 = 173,5 &#177; 1,2 M-4. Valores do número médio de ligantes, &#241;, foram obtidos para várias concentrações de tiocianato, até 2,0 M, pela adição de Co(Cl04)2 (0,1 M) à solução contendo cádmio(II) e tiocianato. A integração da curva de formação e o tratamento das funções de Leden, pelo método dos mínimos quadrados desenvolvido, levou às seguintes constantes de formação globais para o sistema cobalto(II)/tiocianato: &#946;1 = 11,0 M-1, &#946;2 = 22,0 M-2, &#946;3 = 11,2 M-3 e &#946;4 = 1,63 M-4. Um estudo do sistema zinco(II)/tiocianato foi realizado com o objetivo de avaliar o método potenciométrico indireto, visto que esse sistema foi anteriormente estudado por um método direto confiável. A curva de formação obtida apresenta uma boa concordância até &#241; = 1. Depois desse ponto um desvio negativo é observado, com relação a curva obtida pelo método direto, devido à causas não bem compreendidas. Várias curvas de absortividade molar média, &#949; vs. concentração analítica de ligante foram obtidas em três comprimentos de onda (515, 590 e 615 nm) em tres concentraçoes de cobalto(II) diferentes: 0,01, 0,05 e 0,1 M. A análise com base no método das soluções correspondentes permitiu obter a curva &#241; vs. concentração de tiocianato livre, com as seguintes constantes de equilíbrio: &#946;1 = 6,9 M-1, &#946;2 = 28,9 M-2, &#946;3 = 12,1 M-3</SUP e &#946;>SUB>4 = 1,30 M-4. Ambos os métodos revelaram uma tendência à formaçao de duas espécies e uma diminuição acentuada na afinidade com o ligante para formar os complexos &#8204;Co(SCN)3&#8204;- e &#8204;Co(SCN)4&#8204;2-. Uma relação linear entre o número médio de ligantes e a absortividade molar média foi observado em 515 nm, o que permitiu obter o valor de &#949;4. Entretanto, em 590 e 615 nm, observou-se somente uma linearidade entre &#949; e o grau de formação calculado, &#945;4, correspondente a espécie &#8204;Co(SCN)4&#8204;2-, com uma intersecção muito próxima da origem. Isto é uma evidência que &#8204;Co(SCN)4&#8204;2- existe virtualmente como uma espécie tetraédrica com absortividade molar relativamente alta. Foram obtidos os seguintes valores de &#949;n individuais: a) &#949;o = 4,31, &#949;1 = 22,6, &#949;2 = 26,3, &#949;3 = 42,8 e &#949;4 = 50,3 cm-1.M-1 em 515 nm; b) &#949;o = 0,29, &#949;1 = 1,3, &#949;2 = 3,2, &#949;3 = 3,9 e &#949;4 = 215 cm-1.M-1 em 590 nm; c) &#949;o = 0,20, &#949;1 = 0,90, &#949;2 1,5, &#949;3 = 2,2 e &#949;4 = 294 cm-1.M-1 em 615 nm. Especulações com os dados sugerem que somente 1% das espécies tetraédricas estão em equilíbrio com as espécies octaédricas correspondentes com 1,2 e 3 tiocianatos coordenados. Com o emprego de um computador foi realizado um estudo efetuando uma simulação dos métooos espectrofotométricos da razão molar e das variações contínuas. As Simulações, com sistemas reais e hipotéticos, foram muito úteis para mostrar as conclusões ambíguas que podem ser obtidas, a partir de dados experimentais, para se estimar o número de espécies complexas. / The cobalt (II) /thiocyanate system in aqueous medium was studied with the purpose to obtain reliables data of overall stepwise formation constants to complexes. An indirect potentiometric method and a spectrophotometric one were used at 2,0 M ionic strength (NaCl04), at 25,0 &#177; O,l&#176;oC. The cadmium(II)/thiocyanate system was used as indicator in the indirect potentiometric method with hanging drop electrode with cadmium amalgam. The following equilibrium constants of the cadmium(II)/thiocyanate complexes were obtained at 25&#176;C and 2,O M ionic strenght (NaCl04: &#946;1 = 21.51 &#177; 0.09 M-1, &#946;2 = 123.3 &#177; 1,2 M-2, &#946;3 = 129.9 &#177; 3.1 M-3 and &#946;4 = 173.5 &#177; 1.2 M-4. Average 1igands number data, &#241;, were obtained for several thiocyanate concentrations, up to 2 M, by adding Co(Cl04)2 (0.1 M) to the working solution of cadmium (II)/thiocyanate. The integration of the formation curve and treatment of Leden\'s functions by a self developed least square method, lead to the following overall formation constants of the cobalt(II)/thiocyanate system: &#946;1 = 11.0 M-1, &#946;2 = 22.0 M-2, &#946;3 = 11.2 M-3 and &#946;4 = 1.63 M-4. A study of the zinc(II)/thiocyanate system was performed with the purpose to check the indirect potentiometric method inasmuch as this system was formerly studied by a re1iable direct method. The formation curve presented a good agreement until the average ligand number 1. After this point a negative desviation is observed with regard the direct method by not well understood causes. Severa1 curves of average molar absorbtivity, &#949; vs the analytical ligand concentration were obtained at three wave lengths (515, 590 and 615 nm) and three differents cobalt(II) cation concentrations: 0.01, 0.05 and 0.1 M. The analysis on base of corresponding solutions permited to obtain &#241; vs free thiocyanate ion concentrations, with the following equilibrium constants: &#946;1 = 6.9 M-1, &#946;2 = 28.9 M-2, &#946;3 = 12.1 M-3</SUP e &#946; = 1.30 M-4. Both methods revealed a tendency to form two species and a marked decrease in affinity with the 1igand to form &#8204;Co(SCN)3&#8204;<SUP- and &#8204;Co(SCN)4&#8204;2-. A linear relationship between calculated &#241; and &#949; was observed at 515 nm and this permited to obtain &#949;4. However, at 590 and 615 nm linearity of &#949; was achieved only for calculated formation degree, &#945;4, corresponding to specie &#8204;Co(SCN)4&#8204;2-, with an intercept very close to the origin. This is an evidence that the &#8204;CoO(SCN)4&#8204;2- exists virtually as tetrahedra1 specie with relative1y high molar absorbtivity. The fol1owing individual &#949;n were obtained: a) &#949;0 = 4.31, &#949;1 = 22.6, &#949;2 = 26.3, &#949;3 = 42.8 and &#949;4 = 50.3 cm-1.M-1 at 515 nm; b) &#949;0 = 0.29, &#949;1 = 1.3, &#949;2 = 3.2, &#949;3 3.9 and &#949;4 = 215 cm-1.M-1 at 590 nm; c) &#949;0 = 0.20, &#949;1 = 0.90, &#949;2 1.5, &#949;3 = 2.2 and &#949;4 = 294 cm-1 .m-1 at 615 nm. Speculations with the data suggest that on1y 1% of tetrahedral species are in equi1ibrium with the corresponding octahedral ones with 1, 2 and 3 thiocyanate 1igands. An extension of the study was a computer assisted simulation of the molar ratio spectrophotometric titration as well as the continuous variations method. This simulation study with real and hypothetica1 systems,was very usefu1l to show how ambiguous can be the conclusions, taken from experimental data,when the number of species are to be estimated.
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Estudo sobre a reação entre íons azoteto e cátions metálicos, em meio aquoso / Studies on the reaction between azide ions and metal cations in aqueous media

Neves, Eduardo Fausto de Almeida 01 January 1966 (has links)
1. Em prosseguimento a pesquisas anteriores, procurou-se estudar as ainda pouco conhecidas propriedades complexantes do íon azoteto, com relação a diversos cátions, em solução aquosa, e, sempre que interessante, confrontá-las com as do íon tiocianato, com o qual apresenta analogias. Assim, na primeira parte, avaliou-se o poder complexante do íon N-3 com relação aos íons de Tl+, Cd2+, Zn2+, UO2+2, Fe3+/Fe2+, Co3+/Co2+, Ni2+, Mn3+/Mn2+ e Cu2+/Cu+. Utilizaram-se, medidas polarográficas e potenciometricas que permitiram chegar ao número médio de ligantes, (- \'sobre\' n), e grau de complexação, Fo(X), funções essas indicativas da magnitude do processo de complexação. 2. O estudo preliminar sugeriu diversas possibilidades de trabalho. Pareceu, porem, mais interessante prosseguir na investigação mais aprofundada da reação dos íons de cádmio(II) e cobre(II) com íons de azoteto. Assim, a segunda parte refere-se ao estudo minucioso da reação cádmio-azoteto, através de medidas polarográficas, em fôrça iônica 2,0, mantida com NaClO4. Observou-se a formação sucessiva de complexos de um até cinco ligantes de azoteto e logrou-se determinar as correspondentes constantes de formação. A reação cádmio-tiocianato foi estudada em condições análogas para fins comparativos. Verificou-se também que, nas condições de trabalho adotadas por outros autores, os valores atribuidos às constantes de formação são afetados pela presença de nitrato, que competem com SCN-, ou N-3, na complexação do cádmio. Obtiveram-se os seguintes valores de constantes, para os dois sistemas considerados: (Ver esquema no arquivo PDF). Observa-se assim a ocorrência de apenas quatro complexos entre os íons de cádmio e tiocianato, ao passo que se chega a cinco ligantes de azoteto, com a formação de complexos estáveis. 3. Prosseguiu-se realizando minucioso estudo das características polarográficas do cobre (II) em eletrólito de suporte de NaN3. Comprovou-se a reversibilidade da redução polarográfica em duas ondas, via cobre(I) e proporcionalidade entre corrente de difusão e concentração de cobre(II). Após fixar cuidadosamente as condições de determinação de E1/2 da primeira onda, comprovou-se a não existência de espécies polinucleares nas soluções em estudo. Determinou-se ainda o número máximo de quatro ligantes, reconfirmado por titulação condutométrica. 4. Conhecida a composição do sistema cobre(II)-azoteto, onde ocorre formação sucessiva de complexos, realizou-se estudo da solubilidade da fase sólida Cu(N3)2 em soluções de azoteto de sódio quer em baixa fôrça iônica quer em fôrça iônica 4,0. Aproveitando a intensa coloração do cobre(II) em eletrólito de suporte de azoteto, chegou-se a processo analítico conveniente para a determinação do cobre nessas soluções de estudo. Tratamento dos dados experimentais, obtidos em baixa fôrça iônica, permitiram chegar aos valores termodinâmicos do produto de solubilidade, kOS, e das constantes de formação globais, &#946;on, dos íons complexos: (Ver esquema no arquivo PDF) Alguns dêstes dados, juntamente com outros da literatura, permitiram completar as três funções termodinâmicas do sólido Cu(N3)2: (Ver esquema no arquivo PDF). 5. Os estudos de solubilidade em força iônica 4,0, requereram a determinação espectrofotométrica da constante de formação da especie CuN+3, bem como da constante de ionização de ácido fraco HN3, nessas condições experimentais, por medidas de pH. O cálculo das constantes de formação, referentes à reação cobre(II)-azoteto mostrou, entre outros fatos, acentuado aumento no valor numérico da constante do último complexo, com relação ao obtido em baixa fôrça iônica: &#946;4 = 4,5.107. Afim de confirmar o aumento observado na constante &#946;4 ao passar para a fôrça iônica 4,0, procurou-se chegar por outro caminho a êsse valor, através de método inteiramente diferente do de solubilidade, o polarográfico. Tal determinação requereu, inicialmente, que se obtivessem, além dos valores de E1/2 das duas ondas em azoteto 4,0 M, os potenciais formais dos sistemas Cu2+/Cu+ e Cu+/Cu(Hg) em perclorato 4,0 M. Para isso foi necessário, entre outras medidas experimentais, efetuar a determinação da constante referente ao equilíbrio de desproporcionamento dos íons de cobre(I), em força iônica 4,0 (Ver esquema no arquivo PDF). Determinando-se a pequena concentração de íons + Cu+, formada em soluções de perclorato de cobre(II) em equilíbrio com cobre metálico, obteve-se: (Ver esquema no arquivo PDF). Mediante o uso dos potenciais formais mencionados, confirmou-se satisfatoriamente a referida constante de formação do íon tetra-azido-cuprato (II). Resultou, também, desse estudo a determinação do número máximo de três ligantes de azoteto, para os íons de cobre(I), bem como o conhecimento da respectiva constante de formação: (Ver esquema no arquivo PDF). / Abstract not available.
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Efeito da oxidação eletroquímica e da irradiação ultravioleta na formação de biomoléculas a partir do tiocianato de amônio em condições pré-bióticas / Effect of the Electrochemistry Oxidation and Ultraviolet Irradiation on the Formation of Biomolecules from Ammonium Thiocyanate under Prebiotic Conditions

Carvalho, Vítor Alexandre Nunes de 27 October 2016 (has links)
Desde o clássico experimento de Miller em 1953 evidenciando a formação de aminoácidos em condições de Terra primitiva, a química do período pré-biótico ainda é muito discutida. Cita-se, por exemplo, o papel da teoria sulfociânica, que descreve a origem de moléculas orgânicas a partir de compostos contendo enxofre, como o tiocianato de amônio (NH4SCN). Neste contexto, essa Tese aborda um estudo sobre a investigação do NH4SCN em condições pré-bióticas. Para isso, experimentos de oxidação eletroquímica e de irradiação ultravioleta (UV) em amostras contendo NH4SCN em diferentes condições experimentais foram conduzidos. Por eletroquímica acoplada à espectroscopia vibracional no infravermelho (FTIR in situ), identificou-se como o primeiro produto da oxidação do NH4SCN, o dímero tiocianogênio (SCN)2, que é um reconhecido precursor dos oligômeros do período pré-biótico. Em contrapartida, a irradiação UV do NH4SCN levou a formação de enxofre ortorrômbico (S8) e das bases nitrogenadas 4-(3H)-pirimidinona, citosina, purina e adenina, além de outras moléculas. Provavelmente, o cianeto de hidrogênio (HCN) é um dos precursores das biomoléculas supracitadas, contrariando uma possível rota via (SCN)2. Os resultados desse estudo também reforçam a hipótese de que não há formação direta de aminoácidos por irradiação do NH4SCN. Desta forma, propõe-se aqui que a formação dos blocos do DNA, as bases nitrogenadas, também possa ser inserida no contexto da teoria sulfociânica. / Since the classic Miller experiment in 1953 evidencing the amino acids formation under early Earth conditions, the chemistry of the prebiotic period is still very discussed. It is cited, for example, the role of sulfocyanic theory, which describes the origin of organic molecules from sulfur-containing compounds such as ammonium thiocyanate (NH4SCN). In this context, this thesis shows a study about the investigation of NH4SCN in prebiotic conditions. Thereby, experiments of electrochemical oxidation and ultraviolet (UV) irradiation were carried out with samples containing NH4SCN in different experimental conditions. By using electrochemistry coupled to Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR in situ), the dimer thiocyanogen (SCN)2 was identified as the first oxidation product of NH4SCN, which is a recognized precursor of the oligomers from prebiotic period. In counterpart, UV irradiation of the NH4SCN led to the formation of orthorhombic sulfur (S8) and the nitrogenous bases 4-(3H)-pyrimidinone, cytosine, adenine and purine, besides other molecules. Probably, hydrogen cyanide (HCN) is one of the precursors of the biomolecules abovementioned, contradicting a possible route via (SCN)2. The results of this study also reinforce the hypothesis that there is no direct formation of amino acids by irradiation of NH4SCN. Thus, it is proposed here that the formation of DNA blocks, the nitrogenous bases, can also be inserted in the context of sulfocyanic theory.
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Efeito da oxidação eletroquímica e da irradiação ultravioleta na formação de biomoléculas a partir do tiocianato de amônio em condições pré-bióticas / Effect of the Electrochemistry Oxidation and Ultraviolet Irradiation on the Formation of Biomolecules from Ammonium Thiocyanate under Prebiotic Conditions

Vítor Alexandre Nunes de Carvalho 27 October 2016 (has links)
Desde o clássico experimento de Miller em 1953 evidenciando a formação de aminoácidos em condições de Terra primitiva, a química do período pré-biótico ainda é muito discutida. Cita-se, por exemplo, o papel da teoria sulfociânica, que descreve a origem de moléculas orgânicas a partir de compostos contendo enxofre, como o tiocianato de amônio (NH4SCN). Neste contexto, essa Tese aborda um estudo sobre a investigação do NH4SCN em condições pré-bióticas. Para isso, experimentos de oxidação eletroquímica e de irradiação ultravioleta (UV) em amostras contendo NH4SCN em diferentes condições experimentais foram conduzidos. Por eletroquímica acoplada à espectroscopia vibracional no infravermelho (FTIR in situ), identificou-se como o primeiro produto da oxidação do NH4SCN, o dímero tiocianogênio (SCN)2, que é um reconhecido precursor dos oligômeros do período pré-biótico. Em contrapartida, a irradiação UV do NH4SCN levou a formação de enxofre ortorrômbico (S8) e das bases nitrogenadas 4-(3H)-pirimidinona, citosina, purina e adenina, além de outras moléculas. Provavelmente, o cianeto de hidrogênio (HCN) é um dos precursores das biomoléculas supracitadas, contrariando uma possível rota via (SCN)2. Os resultados desse estudo também reforçam a hipótese de que não há formação direta de aminoácidos por irradiação do NH4SCN. Desta forma, propõe-se aqui que a formação dos blocos do DNA, as bases nitrogenadas, também possa ser inserida no contexto da teoria sulfociânica. / Since the classic Miller experiment in 1953 evidencing the amino acids formation under early Earth conditions, the chemistry of the prebiotic period is still very discussed. It is cited, for example, the role of sulfocyanic theory, which describes the origin of organic molecules from sulfur-containing compounds such as ammonium thiocyanate (NH4SCN). In this context, this thesis shows a study about the investigation of NH4SCN in prebiotic conditions. Thereby, experiments of electrochemical oxidation and ultraviolet (UV) irradiation were carried out with samples containing NH4SCN in different experimental conditions. By using electrochemistry coupled to Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR in situ), the dimer thiocyanogen (SCN)2 was identified as the first oxidation product of NH4SCN, which is a recognized precursor of the oligomers from prebiotic period. In counterpart, UV irradiation of the NH4SCN led to the formation of orthorhombic sulfur (S8) and the nitrogenous bases 4-(3H)-pyrimidinone, cytosine, adenine and purine, besides other molecules. Probably, hydrogen cyanide (HCN) is one of the precursors of the biomolecules abovementioned, contradicting a possible route via (SCN)2. The results of this study also reinforce the hypothesis that there is no direct formation of amino acids by irradiation of NH4SCN. Thus, it is proposed here that the formation of DNA blocks, the nitrogenous bases, can also be inserted in the context of sulfocyanic theory.
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Estudo sobre a reação entre íons azoteto e cátions metálicos, em meio aquoso / Studies on the reaction between azide ions and metal cations in aqueous media

Eduardo Fausto de Almeida Neves 01 January 1966 (has links)
1. Em prosseguimento a pesquisas anteriores, procurou-se estudar as ainda pouco conhecidas propriedades complexantes do íon azoteto, com relação a diversos cátions, em solução aquosa, e, sempre que interessante, confrontá-las com as do íon tiocianato, com o qual apresenta analogias. Assim, na primeira parte, avaliou-se o poder complexante do íon N-3 com relação aos íons de Tl+, Cd2+, Zn2+, UO2+2, Fe3+/Fe2+, Co3+/Co2+, Ni2+, Mn3+/Mn2+ e Cu2+/Cu+. Utilizaram-se, medidas polarográficas e potenciometricas que permitiram chegar ao número médio de ligantes, (- \'sobre\' n), e grau de complexação, Fo(X), funções essas indicativas da magnitude do processo de complexação. 2. O estudo preliminar sugeriu diversas possibilidades de trabalho. Pareceu, porem, mais interessante prosseguir na investigação mais aprofundada da reação dos íons de cádmio(II) e cobre(II) com íons de azoteto. Assim, a segunda parte refere-se ao estudo minucioso da reação cádmio-azoteto, através de medidas polarográficas, em fôrça iônica 2,0, mantida com NaClO4. Observou-se a formação sucessiva de complexos de um até cinco ligantes de azoteto e logrou-se determinar as correspondentes constantes de formação. A reação cádmio-tiocianato foi estudada em condições análogas para fins comparativos. Verificou-se também que, nas condições de trabalho adotadas por outros autores, os valores atribuidos às constantes de formação são afetados pela presença de nitrato, que competem com SCN-, ou N-3, na complexação do cádmio. Obtiveram-se os seguintes valores de constantes, para os dois sistemas considerados: (Ver esquema no arquivo PDF). Observa-se assim a ocorrência de apenas quatro complexos entre os íons de cádmio e tiocianato, ao passo que se chega a cinco ligantes de azoteto, com a formação de complexos estáveis. 3. Prosseguiu-se realizando minucioso estudo das características polarográficas do cobre (II) em eletrólito de suporte de NaN3. Comprovou-se a reversibilidade da redução polarográfica em duas ondas, via cobre(I) e proporcionalidade entre corrente de difusão e concentração de cobre(II). Após fixar cuidadosamente as condições de determinação de E1/2 da primeira onda, comprovou-se a não existência de espécies polinucleares nas soluções em estudo. Determinou-se ainda o número máximo de quatro ligantes, reconfirmado por titulação condutométrica. 4. Conhecida a composição do sistema cobre(II)-azoteto, onde ocorre formação sucessiva de complexos, realizou-se estudo da solubilidade da fase sólida Cu(N3)2 em soluções de azoteto de sódio quer em baixa fôrça iônica quer em fôrça iônica 4,0. Aproveitando a intensa coloração do cobre(II) em eletrólito de suporte de azoteto, chegou-se a processo analítico conveniente para a determinação do cobre nessas soluções de estudo. Tratamento dos dados experimentais, obtidos em baixa fôrça iônica, permitiram chegar aos valores termodinâmicos do produto de solubilidade, kOS, e das constantes de formação globais, &#946;on, dos íons complexos: (Ver esquema no arquivo PDF) Alguns dêstes dados, juntamente com outros da literatura, permitiram completar as três funções termodinâmicas do sólido Cu(N3)2: (Ver esquema no arquivo PDF). 5. Os estudos de solubilidade em força iônica 4,0, requereram a determinação espectrofotométrica da constante de formação da especie CuN+3, bem como da constante de ionização de ácido fraco HN3, nessas condições experimentais, por medidas de pH. O cálculo das constantes de formação, referentes à reação cobre(II)-azoteto mostrou, entre outros fatos, acentuado aumento no valor numérico da constante do último complexo, com relação ao obtido em baixa fôrça iônica: &#946;4 = 4,5.107. Afim de confirmar o aumento observado na constante &#946;4 ao passar para a fôrça iônica 4,0, procurou-se chegar por outro caminho a êsse valor, através de método inteiramente diferente do de solubilidade, o polarográfico. Tal determinação requereu, inicialmente, que se obtivessem, além dos valores de E1/2 das duas ondas em azoteto 4,0 M, os potenciais formais dos sistemas Cu2+/Cu+ e Cu+/Cu(Hg) em perclorato 4,0 M. Para isso foi necessário, entre outras medidas experimentais, efetuar a determinação da constante referente ao equilíbrio de desproporcionamento dos íons de cobre(I), em força iônica 4,0 (Ver esquema no arquivo PDF). Determinando-se a pequena concentração de íons + Cu+, formada em soluções de perclorato de cobre(II) em equilíbrio com cobre metálico, obteve-se: (Ver esquema no arquivo PDF). Mediante o uso dos potenciais formais mencionados, confirmou-se satisfatoriamente a referida constante de formação do íon tetra-azido-cuprato (II). Resultou, também, desse estudo a determinação do número máximo de três ligantes de azoteto, para os íons de cobre(I), bem como o conhecimento da respectiva constante de formação: (Ver esquema no arquivo PDF). / Abstract not available.

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