Estudo sobre a reação entre íons azoteto e cátions metálicos, em meio aquoso - Neves, Eduardo Fausto de Almeida (1966)
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, βon, 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: β4 = 4,5.107. Afim de confirmar o aumento observado na constante β4 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).