Identificação e determinação de espécies derivadas do ácido esquárico em dimetilsulfóxido e em sais de tetraalquilamônio

A investigação das soluções de ácido esquárico (H2SQ), diprótico, em dimetilsulfóxido, utilizando a espectroscopia Raman, com o auxílio do cálculo dos métodos numéricos, possibilitou identificar e determinar quantitativamente diversas espécies formadas em solução, distinguindo também as possíveis in...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2014
Main Author: Georgopoulos, Stéfanos Leite lattes
Orientador/a: Oliveira, Luiz Fernando Cappa de lattes
Format: Tese
Language:por
Published: Universidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)
Programa: Programa de Pós-graduação em Química
Department: ICE – Instituto de Ciências Exatas
Assuntos em Portugês:
Áreas de Conhecimento:
Online Access:https://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/4300
Resumo Português:A investigação das soluções de ácido esquárico (H2SQ), diprótico, em dimetilsulfóxido, utilizando a espectroscopia Raman, com o auxílio do cálculo dos métodos numéricos, possibilitou identificar e determinar quantitativamente diversas espécies formadas em solução, distinguindo também as possíveis interações entre o solvente e o soluto e, ainda, a interação entre os solutos vizinhos. A identificação destas interações permitiu tanto a descoberta de espécies químicas na solução, como o H2SQ não-dissociado, formando complexo e não formando complexo, como a fração de H2SQ que se dissociou, formando o ânion monovalente hidrogeno-esquarato (HSQ-) e o ânion divalente esquarato (SQ2-). Também se fez a determinação do tipo de interação predominante que ocorre entre os H2SQ, explicando-se a razão de surgir a cor rosa nas soluções que contêm o H2SQ como soluto, através da interação π-π entre os anéis vizinhos. A formação de sistemas cristalinos através dos sais contendo os cátions tetraalquilamônio e os ânions originados dos oxocarbonos, tais como o íon SQ2-, o ânion divalente croconato e o íon HSQ-, fornece condições de investigar como a variação do volume do cátion influencia na forma da dissociação iônica sofrida pelo H2SQ. Ao compararmos os diferentes sais de tetraalquilamônio, podemos perceber a avidez do ânion divalente croconato, por moléculas de água, e a preferência dos ânions derivados do H2SQ e do próprio H2SQ por realizar ligações de hidrogênio entre si, em solução aquosa. Estes sistemas cristalinos mostram claramente a maior “maciez” da nuvem eletrônica dos íons originados a partir da dissociação iônica do H2SQ do que a daqueles originados no íon croconato. A formação exclusiva do íon SQ2-, ligado, por ponte de hidrogênio, a outros dois H2SQ, no esquarato de tetrabutilamônio, enquanto no sal de tetrapropilamônio há apenas dois íons HSQ-, ligados por pontes de hidrogênio entre si, mostram o quanto o volume do cátion influencia na quantidade de dissociação iônica sofrida pelo H2SQ.
Investigations of the diprotic squaric acid (H2SQ) solutions in dimethylsulfoxide using Raman spectroscopy supported by numerical method calculation, were able to identifying and measure the amounts of the several species present in solutions, taking into account the interactions between solvent and solute, as well as the neighbouring solutes. The identification of such interactions allowed the discover of the chemical species present in the solution, as for instance the complex and non-complex H2SQ associated species, and the dissociated H2SQ, as a fraction of the hydrogen squarate anion (HSQ-) and divalent anion squarate (SQ2-). In addition, the type of interaction between neighbors H2SQ has also been determined, justifying the reason of an emerging pink color for the H2SQ solutions, probably generated by π-π interaction between neighbor rings of H2SQ species. The synthesis of a crystaline system originated by tetraalkylammonium cations and oxocarbon anions, as a SQ2- ion, croconate divalent anion and HSQ- ion was able to investigate how the variation of the cationic volume can influence the type of ionic dissociation presented by the different H2SQ species. When comparing different tetraalkylammonium salts, it can be noticed a great affinity by water molecules from croconate divalent anion, and the preference of the anions derived from H2SQ to perform hydrogen bonds between them, in aqueous solution. This crystalline system shows more “softly” electronic clouds of the ions originated from ionic dissociation of the H2SQ than croconate ion. Exclusive formation of the SQ2- ion, bonded by htdrogen bonds, for two H2SQ species, in the tetrabutylammonium squarate salts, while in the tetrapropylammonium salts have only two HSQ- ions, bonded by hydrogen bonds between them, has also showed how the cation volume can be an important influence for the ionic dissociation quantities suffered by H2SQ.