RESSONÂNCIA MAGNÉTICA NUCLEAR (RMN) COMO FERRAMENTA PARA CARACTERIZAÇÃO DE FOSFATO DE ALUMÍNIO OBTIDO POR SOL-GEL

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Neste experimento, temos como principais objetivos compreender as reações que ocorrem durante o processo de formação do gel de polifosfato de alumínio e a análise dos espectros de RMN (31P e 27Al).

Materiais e Métodos

Materiais e reagentes:

- Materiais:

Béquer, espátula, pipeta graduada 10 mL.

- Reagentes:

Solução de Na5P3O10 0,2 M; Solução de NaH2PO4 0,2 M; Solução de Al(NO3)3 1 M..

Procedimento experimental

Preparou-se três misturas contendo, uma solução de trifosfato de sódio e de fosfato de sódio monobásico (ortofosfato de alumínio). Em seguida a essas soluções, foram adicionadas quantidades crescentes de íon alumínio (Al3+), conforme a tabela 1.

Tabela 1. Definição das misturas de soluções

Na5P3O10

0,2 M

NaH2PO4

0,2 M

Al(NO3)3

1 M

Mistura 1

5,0 mL

5,0 mL

0,00 mL

Mistura 2

5,0 mL

5,0 mL

1,00 mL

Mistura 3

5,0 mL

5,0 mL

2,00 mL

A adição da solução de Al(NO3)3 foi feita sob agitação, ficando as amostras nesta condição por 1 hora

Posteriormente, foram obtidos os espectros de RMN 31P para cada mistura. Os espectros de RMN 31P foram obtidos utilizando o equipamento de 300 MHZ, tempo de aquisição igual a XX s, tempo de espera igual a xx s e temperatura igual xx°C Especificar (janela espectral utilizada; porque foi utilizada essa janela? Tempo de aquisição, tempo de espera e temperatura

Resultados e Discussão

A figura 1 mostra a estrutura dos fosfatos presentes na mistura inicial (mistura 1), onde observou-se uma solução incolor e não viscosa, (figura 2), a mesma foi deixada sob agitação por uma hora.. Na figura 2 encontram-se os espectros de RMN 31P obtido para a mistura 1. Nas misturas 2 e 3, contendo a solução de Na5P3O10 e NaH2PO4, foi observado novamente uma solução incolor e não viscosa. Porém a medida que a solução de Al(NO3)3 foi adicionada a mistura 2, a mesma adquiria uma leve turbidez (figura 2). A solução de Al(NO3)3 também foi adicionada a mistura 3, porém numa quantidade maior, ao final da adição observou-se que a mistura ficou bastante turva e esbranquiçada (figura 2).

[pic 1]

Figura 1: Fosfatos presentes na mistura 1.

[pic 2]

Figura 2: Da esquerda para direita ( mistura 1, mistura 2 e mistura 3).

Na figura 2 encontra-se o espectro de RMN 31P obtido para a mistura 1, onde o singleto em S= -5,6 é atribuído ao átomo de fósforo do fosfato monobásico de sódio (NaH2PO4), o dubleto por volta de S= -14,7 é atribuído aos átomos de fósforo terminais da cadeia do trifosfato de sódio(Na5P3O10), os quais estão acoplando com o átomo de fosforo do meio da cadeia, que aparece como um tripleto em torno de S= -28,6.

[pic 3]Figura 3: Espectro de RMN 31P, mistura 1.

[pic 4]

Figura 4: Espectro de RMN 31P, mistura 2.

EXPLICAR O ESPECTRO

[pic 5]

Figura 5: Espectro de RMN 31P, mistura 3.

EXPLICAR O ESPECTRO

O deslocamento químico de 31P é muito sensível a variação de pH. A adição de íon alumínio a uma solução aquosa reduz o pH do meio, por isso que se observa uma mudança nos picos em função da concentração de íon Al 3+. No caso de fosfatos, quanto mais ácido for o meio, menor o deslocamento químico.

Conclusão

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Referências

[1] SHAW, D. J., 1992, Colloid & Surface Chemistry. 4 ed., Eastbourne, Great Britain, Elsevier Science Ltd

[2] Antonio A. S. Alfaya e Lauro T. Kubota. A UTILIZAÇÃO DE MATERIAIS OBTIDOS PELO PROCESSO DE SOL-GEL NA CONSTRUÇÃO DE BIOSSENSORES. Quim. Nova, Vol. 25, No. 5, 835-841, 2002.

[3] Brinker, C. J.; Scherer, G. W.; Sol-Gel Science - The Physics and Chemistry of Sol-Gel Processing, Academic Press, Inc.: San Diego, 1990.

[4]AUREMN – Associação dos Usuários de Ressonância Magnética Nuclear, Parâmetros e símbolos a serem utilizados em RMN. htpp://www.auremn.org.br acesso em: 09/01/16

[5] WAKI, H & HATANO, M.. The protonation constants and 31P RMN of tetra-, penta- hexa- and heptapolyphosphates. Polyhedron. 1. p. 69-75, 1982.

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