Mestre em quimica aplicada

SÍNTESE E CARACTERIZAÇÃO DE FERRITA DE ZINCO COM ESTRUTURA ESPINÉLIO POR MEIO DE UMA MATRIZ DE GELATINA Thales Rafael Machado (PIBIC/CNPq-UEPG), Augusto Celso Antunes (Orientador), Sandra R. M. Antunes (Pesquisadora) e-mail: ac_antunes@uol.com.br. Universidade Estadual de Ponta Grossa/Centro de Ciências Exatas e Naturais/Departamento de Química– Ponta Grossa – PR. Palavras-chave: ferrita dezinco, espinélio, gel protegido. Resumo: Este trabalho apresenta uma rota simples de síntese orgânico-inorgânica para a ferrita de zinco (ZnFe2O4) utilizando-se de gelatina. O método é conhecido como gel protegido. Esta metodologia é muito interessante, pois utiliza matérias-primas bastante comuns como nitratos e gelatina sendo água o meio reacional. Um fator muito importante é o tempo de processamentomuito menor quando comparado aos outros métodos para obtenção de óxidos mistos. As caracterizações foram realizadas por meio de espectroscopia de absorção na região do infravermelho e difração de raios X. Introdução Espinélio é uma importante classe de compostos com uma larga variedade de propriedades eletrônicas. Alguns espinélios são supercondutores com uma temperatura de transiçãorelativamente alta, outros exibem propriedades magnéticas que tornam esses sistemas magnéticos interessantes para dispositivos de armazenamento [1]. Estes óxidos mistos também são utilizados como catalisadores de reações químicas e pigmentos resistentes ao calor, aplicados para colorir materiais de porcelana e cerâmicos [2]. O espinélio possui a fórmula geral AB2O4 e consiste em uma estrutura cúbica com doissítios catiônicos desiguais: um octaédrico e outro tetraédrico. A cela unitária contém 32 ânions e, desse modo, 64 interstícios tetraédricos, dos quais oito são ocupados por cátions (posição A). Possui também 32 interstícios octaédricos onde 16 deles são ocupados por cátions (posição B). Nesta estrutura, o cátion A é normalmente bivalente com quatro

Anais do XVII EAIC – 19 a 22 de novembro de2008

oxigênios vizinhos e o cátion B é normalmente trivalente com seis oxigênios vizinhos [3]. A ferrita de zinco, ZnFe2O4, é um espinélio de estrutura com os sítios tetraédricos A ocupados pelos íons Zn2+ e os sítios octaédricos B ocupados pelos íons Fe3+. A síntese desse composto pode ser realizada por diversos métodos, o que inclui reações no estado sólido, sol-gel, método Pechini, síntesebaseada em géis protegidos, dentre outros. A rota utilizada neste trabalho consiste na síntese orgânico-inorgânica baseada em géis protegidos a partir de sais inorgânicos em uma matriz de gelatina. Esse método de síntese tem duas importantes funções: a gelatina pode quelar cátions através de seus grupos aminos e carboxilas, em termos de funcionalidade possui uma quantidade muito maior quandocomparada com os outros métodos e a gelatina forma um bom colóide hidrofílico que atua como um colóide protetor sobre as partículas sóis liofóbicas [3]. Nesse método uma solução de sais inorgânicos é congelada por meio da adição de uma solução coloidal de gelatina, formando assim uma estrutura gel contínua [2]. No gel, juntamente com o efeito quelato, um efeito de proteção sobre as partículas liofóbicascoloidais de moléculas inorgânicas entra em vigor quando o gel é desidratado durante a secagem e nas etapas de carbonização [3]. A rota utilizando gelatina para obter a ferrita de zinco, geralmente, apresenta baixo custo e tempo de processamento menor, quando comparado aos processos sol-gel e Pechini, além de sua simplicidade e a não utilização de matéria-prima prejudicial à saúde e ao meioambiente. Materiais e Métodos Preparou-se uma solução contendo 0,01 mol de nitrato de zinco hexahidratado (Zn(NO3)2.6H2O) e 0,02 mol de nitrato férrico nonahidratado (Fe(NO3)3.9H2O) e a ela adicionou-se uma solução coloidal homogênea de gelatina a 70ºC, agitando-se até completa homogeneização. Deixou-se envelhecer a mistura obtida por 24 horas em um frasco aberto em atmosfera ambiente. Colocou-se a...