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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.46.2013.tde-08052013-082709
Document
Author
Full name
Deborah Rean Carreiro Matazo dos Santos
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Paulo, 2012
Supervisor
Committee
Santos, Paulo Sergio (President)
Azzellini, Gianluca Camillo
Franco, Douglas Wagner
Title in Portuguese
Estudos espectroscópicos da interação de dióxido de enxofre com aminoálcoois e complexos de níquel
Keywords in Portuguese
Aminoálcool
complexos Ni(cyclam)
Espectroscopia molecular
SO2
Abstract in Portuguese
Neste trabalho são apresentados estudos referentes a dois grupos de sistemas contendo dióxido de enxofre como principal foco, tendo em vista a importância desta molécula em sistemas ambientais e sua caracteristicas químicas interessantes como seu caráter anfotérico e sua capacidade de interação com sistemas inorgânicos via oxigênio ou enxofre. Tendo como principais feramentas as espectroscopias vibracionais (espalhamento Raman e absorção no Infravermelho), eletrônica (UV-VIS) e Ressonância Magnética Nuclear (RMN) investigou-se as interações inter e intramoleculares dos sistemas de interesse. Primeiramente foi investigada a interação do SO2 com aminoálcoois, sendo que estes sistemas apresentam boa capacidade de absorção do SO2. Destaca-se a formação de zwitteríons pela interação do SO2 com o grupamento alcoólico da molécula, observado apenas quando da presença de grupo amino para estabilização da separação de cargas gerada, mostou-se que o poduto fomado é mais estavél quanto menor a separação das cargas e menor o impedimento estérico na amina. Este sistema foi investigado quanto a sua revesibilidade, que foi observada sempre acompanhada de degradação do aminoálcool. O segundo sistema refere-se a interação do dióxido de enxofre com complexos de níquel em dois estados de oxidação (II/III) com ligante macrocíclico cyclam (1,4,8,11- Tetraazaciclotetradecano); o diferencial deste estudo frente a outros apresentados na literatura é a análise das reações em meio anidro. Nos experimentos em meio livre de O2 obseva-se a redução do complexo de Ni (III) a Ni(II) e em meio contendo O2 observa-se a oxidação do complexo de Ni(II) a Ni(III), mostrando a importância do O2 para a manutenção de um ciclo catalítico capaz de oxidar SO2 a SO42-. Os resultados aqui apresentados indicam que os mecanismos em meio anidro são bastante semelhantes aos observados em meio aquoso.
Title in English
Spectroscopic studies on the interaction of sulfur dioxide with aminoalcohols and nickel complexes
Keywords in English
Amino alcohol
Molecular spectroscopy
Ni(Cyclam) complex
SO2
Abstract in English
In this work we focus on two sulfur dioxide containing systems due to the relevance of this molecule in environmental science and its interesting physico-chemical properties as its amphoteric characteristic and ability to interact with inorganic systems through oxygen or sulfur atoms. The main tools for investigation was vibrational spectroscopy (Raman scattering and Infrared absorption), electronic spectroscopy (UV-VIS) and Nuclear Magnetic Resonance (NMR), whereby the intra and intermolecular interactions were probed. The first subject of investigation was the study of interactions between SO2 and amino alcohol. This system shows great ability to capture SO2, highlighting the zwitterionic formation due to the bonding of SO2 via the alcoholic part of the amino alcohol molecule, what is only possible due to the presence of the amino group to stabilize the charge separation, the stability of the poduct depends on the steric hindrance and on the charge separation. The reversibility of the system was investigated and it was always accompanied by degradation of the amino alcohol. The second system consists in the investigation of interactions between SO2 and two nickel-cyclam (1,4,8,11-Tetraazacyclotetradecane) complexes, where the metal is in different oxidation states (II/III). This work is different from previous in the sense that the analyses are carried out in anhydrous environment. In O2 free environment we were able to see the reduction of Ni(III) to Ni(II) complex, and in presence of O2 the oxidation of Ni(II) to Ni(III) complex occurs, showing the relevance of O2 to catalytic cicle that is able to transform SO2 to SO42-. Our results suggest that the mechanisms in aqueous and nonaqueous environments are very similar.
 
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Publishing Date
2013-06-18
 
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