SÍNTESE, CARACTERIZAÇÃO, COMPORTAMENO TÉRMICO E LUMINESCENTE
DOS SACARINATOS DE LANTANÍDEOS(III) COM Ɛ-CAPROLACTAMA
CUNHA, M.L. (Estudante de IC); BORGES, A. S.(Orientador); Instituto Federal de Educação do
Espírito Santo, Campus Vitória, [email protected]
Novos complexos, Sacarinatos de Lantanídeos(III) com a Lactama, Ɛ-caprolactama, foram
preparados e caracterizados por diversas técnicas analíticas: testes de solubilidade, frente a diversos
solventes; titulometria complexométrica com EDTA; condutividade eletrolítica molar; espectroscopia de
absorção na região do infravermelho e UV/Visível; análise elementar de carbono, hidrogênio, nitrogênio e
enxofre (CHNS) e análise térmica (TG/DTG e DTA). Os compostos de coordenação foram preparados
utilizando sacarina sódica, óxidos de Terras Raras (óxidos de lantanídeos(III)) e lactama (Ɛ-caprolactama).
Os dados de titulometria complexométrica com EDTA, condutividade elétrica, análise elementar de
carbono, hidrogênio, nitrogênio e enxofre (CHNS) e análise térmica, permitiram sugerir a estequiometria do
composto como sendo, [Ln(ε-cap)8]·(H2O)4(Sac)3; onde Ln(III) = Sm(III), Eu(III), Tb(III); ε-cap = εcaprolactama e Sac = Sacarinato, A presença da água de cristalização no complexo foi corroborada com a
espectroscopia de absorção na região do infravermelho.
Os compostos são levemente pastosos em condições ambiente (~25 oC), apresentando
aparentemente comportamento higroscópicos. São solúveis nos solventes: acetona, água, metanol, etanol e
parcialmente solúveis em clorofórmio.
Através da técnica de análise térmica, foi possível estudar o comportamento térmico do complexo de
Tb(III). Este composto apresentou cinco eventos principais de perda de massa. De 50 ºC a 90 ºC, o composto
apresentou perdas de massa relacionada à água de superfícies (higroscopia). A partir de 100ºC a 170 ºC
observou-se uma acentuada perda de massa (experimental: 4,34%, calculado: 4,28%), relacionado com
quatro moléculas de água de cristalização, corroborando assim com a sugestão estequiométrica dos
complexos. A primeira etapa de decomposição é apresentada abaixo:
1ª Etapa de decomposição: [Tb(e-capr)8]·(H2O)4(Sac)3 → 4H2O + [Tb(e-capr)8](Sac)3 (100 ~ 170 ºC)
A redução de massa relacionada com a saída da água de cristalização, observada na curva
termogravimétrica (TG) foi confirmado pelo suave pico endotérmico da DTA (100 ~ 170 ºC). Foi observado
também no DTA, pequenos declives endotérmicos (50 ~ 90ºC) relacionados a águas superficiais (composto
higroscópico). As três etapas seguintes são endotérmicas (pequenos declives) e provavelmente estão
relacionadas com a saída da sacarina entre as temperaturas de 270 e 530 °C. A última etapa apresentou um
evento altamente exotérmico, o qual pode estar relacionado com a degradação térmica dos ligantes orgânicos
(sacarina e a ε-caprolactama). A degradação completa do complexo de Tb(III) ocorre em torno de 630 ºC,
com uma perda de massa total de 74,18% e massa do resíduo de 25,82%. A perda de massa total calculado
foi de 78,26% e o resíduo calculado de 21,74% (considerando que o resíduo seja o óxido de térbio (Tb2O3)).
A diferença considerável entre a massa do resíduo calculado e experimental (± 4,0%) deve-se as águas de
higroscopia. A massa considerada deveria ser levemente menor que a massa registrada pela termobalança no
início da análise, o que provocaria uma diminuição na diferença entre a porcentagem calculada do resíduo do
complexo com a porcentagem experimental do mesmo.
Os testes qualitativos de fotoluminescência, realizados em caixa de UV-vis, mostraram que os
complexos de Eu(III) e Tb(III) são luminescentes. A Ɛ-caprolactama mostrou ser um ligante que consegue
realizar o efeito antena, absorvendo energia na região do UV e transferindo essa energia para o estado
emissor dos íons Eu(III) e Tb(III), e estes por sua vez, emitem a energia transferida para eles na região do
visível. Especificamente, no caso dos íons Eu(III) e Tb(III), na região do vermelho e verde respectivamente.
Esses novos materiais apresentaram excelente luminescência.
Palavras-chave: Terras Raras, Fotoluminescência, Novos Materiais, Lactamas.