Síntese de Adutos entre Cobre, Cobalto e Uréia: Química de Coordenação no Estado Sólido

Várias são as rotas de síntese que podem ser utilizadas para a síntese de compostos de coordenação. Talvez a mais

largamente empregada seja a dissolução do sal metálico (geralmente um haleto) e do ligante em um solvente (ou

mistura de solventes) no qual o composto a ser formado seja insolúvel, ocorrendo sua precipitação, tão logo as

soluções contendo o metal e o ligante sejam misturadas. Caso não haja imediata precipitação do composto,

evaporação do solvente utilizado, adição de um novo solvente, ou resfriamento da solução são artifícios comumente

empregados para esse fim de propiciar a precipitação do composto. Filtração, lavagem para a retirada do excesso de

ligante e secagem são etapas subseqüentes envolvidas no isolamento e purificação do composto.

Contudo, esta clássica rota de síntese em solução não é a única que pode ser empregada. Mistura direta entre haleto e

ligante caso o ligante seja líquido; fusão do haleto ou do ligante (o que apresentar ponto de fusão mais baixo, que

usualmente é o ligante) podem ser ainda utilizadas com sucesso como rota de síntese.

Uma rota pouco explorada, porém bastante eficaz,consiste na reação no estado sólido (com ou sem aquecimento) na

qual haleto metálico e ligante, ambos sólidos e misturados em quantidades estequiométricas, são triturados em

almofariz. Esta última rota será a aqui empregada.

Ureia

A Ureia(português europeu) ou Uréia(português brasileiro) é um composto orgânicocristalino, incolor, de fórmula CO(NH2)2 (ou CH4N2O),

com um ponto de fusão de 132,7 °C. Tóxica, a uréia forma-se principalmente no fígado, sendo filtrada pelos rins e

eliminada na urina ou pelo suor, onde é encontrada abundantemente; constitui o principal produto terminal do

metabolismoprotéico no ser humano e nos demais mamíferos. Em quantidades menores, está presente no sangue, na

linfa, nos fluidos serosos, nos excrementos de peixes e de muitos outros animais inferiores. Altamente azotado, o

nitrogênio da uréia (que constitui a maior parte do nitrogênio da urina), é proveniente da decomposição das células do

corpo e também das proteínas dos alimentos. A uréia também está presente no mofo dos fungos, assim como nas

folhas e sementes de numerosos legumes e cereais. É solúvel em água e em álcool, e ligeiramente solúvel em éter.

Citrulina

A uréia foi descoberta por Hilaire Rouelle em 1773. Foi o primeiro composto orgânico sintetizado artificialmente em

1828 por Friedrich Woehler, obtido a partir do aquecimento do cianato de amônio (salinorgânico). Esta síntese

derrubou a teoria de que os compostos orgânicos só poderiam ser sintetizados pelos organismos vivos (teoria da força

vital).

NH4(OCN) → CO (NH2)2

As principais aplicações da uréia são:

1. Na manufatura de plásticos, especificamente da resina uréia-formaldeído.

2. Devido ao seu alto teor de nitrogênio, a uréia preparada comercialmente é utilizada na fabricação de fertilizantes

agrícolas.

3. Como estabilizador em explosivos de nitrocelulose.

4. Na alimentação de ruminantes.

5. Pode ser encontrada em alguns condicionadores de cabelo e loções.

Uréia em uma cela eletrolítica na deposição de cobre

A adição da uréia se faz necessária para a solução ficar isenta de íon nitrito que impedem a deposição completa do

cobre; logo, em uma solução eletrolítica a finalidade da uréia é remover vestígios dos íons nitrito.

Reação:

2H+ + 2NO2- + CO(NH2)2 → 2N2 + CO2 + 3H2O

Aduto

Aduto, em química, é uma molécula resultante, terminal ou mesmo final, AB, formada pela união direta de moléculas A

e b, sem que se produzam mudanças estruturais nas porções A e B. Outras estequiometrias diferentes de proporções

1:1 são também possíveis, por exemplo 2:1.

Os adutos a princípio se formam entre ácidos de Lewis e bases de Lewis. Um bom exemplo seria a formação de

adutos entre um ácido de Lewis como o borano e as bases de Lewis tetrahidrofurano (THF) ou éter etílico: BH3•THF,

BH3•OEt2.

Adutos não são necessariamente moleculares na natureza. Um bom exemplo da química do estado sólido são os

adutos de etileno ou monóxido de carbono de CuAlCl4. O segundo é um sólido com uma estrutura em rede. Sobre a

formação do aduto uma nova fase estendida é formada na qual as moléculas de gás são incorporadas (inseridas)

como ligantes dos átomos de cobre dentro da estrutura. Esta reação pode também ser considerada uma reação entre

uma base e um ácido de Lewis com o átomo de cobre como receptor de elétrons e os elétrons pi da molécula de gás

no papel de doador[1].

Adutos desempenham papel significativo em alguns processos bioquímicos, e os estudos sobre tais compostos, como

por exemplo em compostos quinoídicos, podem levar a novos tratamentos por fármacos para quimioterapia.

Procedimento experimental

Como haleto será utilizados os cloretos de cobalto CoCI2.6H2O respectivamente. Como ligante será utilizada a uréia.

Deve-se triturar haleto e ligante para se obter os compostos utilizando-se as proporções (em mol) 1 :4 para o cobalto.

Questões

Que vantagens a síntese efetuada no estado sólido apresenta em relação às outras rotas de síntese?

BIBLIOGRAFIA.

1. IUPAC Compendium of Chemical Terminology - goldbook.iupac.org - Versão eletrônica (em inglês)

2. Capracotta, Michael D.; Sullivan, Roger M.; Martin, James D.. Sorptive Reconstruction of CuMCl4 (M = Al and Ga) upon

Small-Molecule Binding and the Competitive Binding of CO and Ethylene. Journal of the American Chemical Society

(2006), 128(41), 13463-13473

3. Reações de substituição nucleofílica no aduto cloranilciclopentadieno; Amauri P. Santos, Guilherme L. Batista, José E.

P. Cardoso Fo., Liliana Marzorati, Blanka Wladislaw, Claudio Di Vitta; 25a Reunião Anual da Sociedade Brasileira de

Química - SBQ - sec.sbq.org.br

4. http://www-cie.iarc.fr/htdocs/monographs/vol52/11-cobaltandcobaltcomp.htm

5. http://www.ilo.org/public/english/protection/safework/cis/products/icsc/dtasht/_icsc07/icsc0783.htm

6. LIDE, David R. (ed.), TAYLOR and FRANCIS. CRC Handbook of Chemistry and Physics. 87.ed. Boca Raton, FL.

7. http://ull.chemistry.uakron.edu/erd/Chemicals/8000/7062.html

8. http://pt.wikipedia.org/wiki/WP:V

9. http://webmineral.com/data/Urea.shtml

Ureia

Ir para: navegação, pesquisa A Ureia é um composto orgânico cristalino, incolor, de fórmula (N H 2)2C O , com um ponto de fusão de 132,7 °C.

Tóxica, a ureia forma-se principalmente no fígado, sendo filtrada pelos rins e eliminada na urina ou pelo suor, onde é encontrada abundantemente; constitui o principal produto terminal do metabolismo proteico no ser humano e nos demais mamíferos. Em quantidades menores, está presente no sangue, na linfa, nos fluidos serosos, nos excrementos de peixes e de muitos outros animais inferiores. Altamente azotado, o nitrogênio da ureia (que constitui a maior parte do nitrogênio da urina), é proveniente da decomposição das células do corpo e também das proteínas dos alimentos. A ureia também está presente no mofo dos fungos, assim como nas folhas e sementes de numerosos legumes e cereais. É solúvel em água e em álcool, e ligeiramente solúvel em éter.

A ureia foi descoberta por Hilaire Rouelle em 1773. Foi o primeiro composto orgânico sintetizado artificialmente em 1828 por Friedrich Woehler, obtido a partir do aquecimento do cianato de amônio (sal inorgânico). Esta síntese derrubou a teoria de que os compostos orgânicos só poderiam ser sintetizados pelos organismos vivos (teoria da força vital).

As principais aplicações da ureia são:

Na manufatura de plásticos, especificamente da resina ureia-formaldeído. Devido ao seu alto teor de nitrogênio, a ureia preparada comercialmente é

utilizada na fabricação de fertilizantes agrícolas. Como estabilizador em explosivos de nitrocelulose. Na alimentação de ruminantes. Pode ser encontrada em alguns condicionadores de cabelo e loções. Utilizado para aumentar a solubilidade de corantes na indústria têxtil. Na produção de ARLA32 (AddBlue), reagente utilizado no SCR para reduzir

NOx em veículos Diesel - SCR (Catalizador de Redução Seletiva)

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UreiaAlerta sobre risco à saúde

Nome IUPAC Diaminometanal

Outros nomes Carbamida

Identificadores

Número CAS 57-13-6

SMILES[Expandir]

Propriedades

Fórmula molecular (NH2)2CO

Massa molar 60.07 g/mol

Aparência sólido branco inodoro

Densidade 1.33·10³ kg/m³,[1] sólido

Ponto de fusão132.7 °C (406 K)

Ponto de ebulição n.a.

Solubilidade em água

108 g/100 ml (20 °C)167 g/100 ml (40 °C)251 g/100 ml (60 °C)400 g/100 ml (80 °C)733 g/100 ml (100 °C)

Acidez (pKa) 26.9

Basicidade (pKb) 13.82

Estrutura

Momento dipolar 4.56 p/D

Riscos associados

MSDS ScienceLab.com

Principais riscosassociados

Tóxica

NFPA 704

1

2

Compostos relacionados

Outros aniões/ânions

Ácido carbâmico (um -NH2 substituído por -OH; instável)Guanidina (C=O trocado por C=NH)

Amidas relacionados

FormamidaAcetamidaOxalamidaBiuretoN-metilureia

Compostos relacionados

TioureiaCianato de amônio (isômero)

Excepto onde denotado, os dados referem-se amateriais sob condições PTN

Referências e avisos gerais sobre esta caixa.Alerta sobre risco à saúde.

Um aduto (do latim adductus, "atraído") é o produto da adição direta de duas ou mais moléculas diferentes, resultando em um único produto de reação contendo todos os átomos de todos os componentes iniciais.[1] O resultado é considerado uma espécie molecular distinta. Exemplos incluem o aduto entre peróxido de sódio e carbonato de sódio para criar o percarbonato de sódio, e a adição de bissulfito de sódio a um aldeído para dar sulfonato.

Adutos quase sempre se formam entre um ácido de Lewis e uma base de Lewis. Um bom exemplo seria a formação de adutos entre o borano (ácido de Lewis) e o átomo de oxigênio nas bases de Lewis, tetraidrofurano (THF):BH3•O(CH2)4 ou éter dietílico: BH3•O(CH3CH2)2.

Molécula de THF.

Molécula de BH3

Aduto de Lewis entre BH3 e THF,

Compostos ou misturas que não formam um aduto por causa de impedimento estérico são chamados pares de Lewis frustrados.

Adutos não são necessariamente de natureza molecular. Um bom exemplo da química do estado sólido são os adutos de etileno ou monóxido de carbono com CuAlCl4. O último é um sólido com uma extensa extrutura em grade. Sobre a formação do aduto uma nova fase estendida é formada, na qual as moléculas do gás são incorporadas (inseridas) como ligantes dos átomos de cobre da estrutura. Esta reação pode também ser considerada uma reação entre uma base e um ácido de Lewis, sendo o cobre o receptor e as moléculas de gás a doadoras dos elétrons pi.[2]