FOTOQUÍMICA DO ÁCIDO CAFÉICO EM ÓXIDO

FOTOQUÍMICA DO ÁCIDO CAFÉICO EM ÓXIDO MISTO DE CuO / ZnO
Tarsis Santos Patini (PIBIC/CNPq-UEL), Wagner José Barreto (Orientador),
e-mail: [email protected].
Universidade Estadual de Londrina/Departamento de Química/ Londrina,
PR.
Química e Físico-Química.
Palavras-chave: ácido cafeico, óxido misto, adsorção.
Resumo: Foram obtidos os espectros UV-Vis de 200 a 900 nm para uma
solução contendo ácido cafeico (AC) e óxido misto CuO/ZnO, sob luz
ambiente e luz ultra-violeta, afim de se estudar a decomposição do AC e
medir a velocidade da reação. Observou-se que nas condições propostas, o
AC decompõe-se seguindo a lei de velocidade de primeira ordem e que a
velocidade da reação aumenta com a adição de tiossulfato de sódio ao meio
reacional.
Introdução
O ácido trans-3-(3,4-dihidroxifenil)propenóico, conhecido como ácido
cafeico, é um o-difenol encontrado naturalmente em vários tipos de frutas,
vegetais e ervas, incluindo o café, formado a partir do ácido 4hidroxicinâmico e que pode se converter em ácido felúrico. O ácido cafeico
tem chamado a atenção por sua grande variedade de efeitos biológicos
positivos como propriedades inibidoras de carcinogênese, anti-oxidante,
anti-viral, anti-inflamatório e anti-reumático (CILLIERS et al., 1991).
O óxido de zinco (ZnO) é um óxido anfótero encontrado como um pó
branco geralmente cristalizado na forma de wurtzita hexagonal que é a
forma mais comum em condições ambientes. Pode ser empregado como
fotocatalisador de reações devido ao seu potencial semicondutor e é
utilizado como aditivos em cimentos, tintas, vidros, pomadas, entre outros.
(ÖZGÜR et al, 2005).
O óxido de cobre (CuO) é um semicondutor, encontrado como um pó
preto, que possui uma estrutura cristalina monoclínica, que é a forma mais
estável encontrada. É utilizado em processos de catálise (REITZ et al., 1998)
e possui uma grande importância na produção de semicondutores de alta
temperatura crítica (WU et al, 1987). O tiossulfato de sódio, Na2S2O3, é um
forte redutor que pode atuar como estabilizador de espécies intermediárias
reativas que surgem em processos de oxidação de compostos orgânicos.
Materiais e Métodos
Preparou-se o óxido misto, composto de óxido de cobre CuO
(Mallinckrodt) e óxido de zinco ZnO (Nuclear), macerando a mistura
equimolar por duas horas e após aquecendo a 500 ºC por duas horas. Em
um béquer de 600 mL, adicionou-se 500 mL de água destilada e foi mantido
em banho termostático (MQBMP01), sob constante agitação, até atingir
60ºC. Adicionou-se 0,01g de ácido cafeico (AC) (Sigma-Aldrich) e esperouse total diluição. Retirou-se 2 mL da solução e diluiu-se com 2 mL de água
destilada para a obtenção do espectro UV-Vis de 200 a 900 nm (Termo
Scientific Evolution 60).
Foi adicionado 0,200g do óxido misto à solução deixando-se a mistura
agitar por 300 min a 60ºC e obtendo-se espectros a cada 20 min até o final
da reação. O mesmo procedimento foi realizado incidindo-se luz ultra-violeta.
Em outro experimento foi realizado com adição de 0,0763g de tiossulfato de
sódio, sob agitação por 140 min e incidindo luz ultra-violeta. Os
experimentos foram realizados em duplicata.
Os espectros coletados foram digitalizados utilizando o programa
Origin, medindo-se o valor da absorvância em 314nm para determinar a
ordem e a constante de velocidade da reação.
Resultados e Discussão
Verificou-se que a reação segue a equação cinética de primeira
ordem kt= ln (C/Co), no qual C é a absorvância da banda do AC em 314 nm
que desapareceu durante a reação, Figura 1. Com o experimento realizado
com luz ambiente obtivemos constante de velocidade k= 5,15 x 10-3 min-1 e
com incidência de luz UV k= 1,45 x 10-2 min-1 e o experimento com tiossulfato
de sódio foi obtido k= 1,23 x 10-2 min-1. Observou-se o aparecimento de uma
banda intensa em torno de 390 nm sob ação da luz UV.
0,8
314 nm
0,7
0,7
0,6
0,6
A
0,5
Absorvância
Absrovância
0,8
0,4
0,3
0,3
0,1
0,1
300
400
500
600
Comprimento de onda / nm
B
0,4
0,2
200
388 nm
0,5
0,2
0,0
314 nm
0,0
200
300
400
500
600
Comprimento de onda/nm
Figura 1. Desaparecimento da banda em 314 nm do ácido cafeico em oxido misto de CuO/
ZnO 1:1 no tempo de 300 min: (A) sob luz ambiente, e (B) sob radiação ultravioleta.
1,0
Absorvância
314 nm
400 nm
0,5
0,0
200
300
400
500
600
Comprimento de onda/nm
Figura 2. Espectro UV-Vis da reação de ácido cafeico em oxido misto de CuO/ZnO 1:1 na
presença de tiossulfato de sódio sob radiação ultravioleta no tempo de 140 min.
Conclusões
Observou-se que o ácido cafeico irradiado com luz ambiente e luz
ultravioleta na presença do oxido misto de CuO/ZnO na proporção molar 1:1
decompõe-se seguindo a lei cinética de primeira ordem e que a velocidade
triplica com sob luz UV, ou com tiossulfato e luz UV. O aparecimento de uma
banda intensa em torno de 390 nm sob irradiação UV indicou a formação de
um composto estável que atribuímos à forma quinônica do ácido cafeico.
Agradecimentos
Tarsis S. Patini agradece a bolsa IC da PIBIC/CNPq. Os autores agradecem
a Fundação Araucária, FAEPE/UEL e CNPq pelo auxílio financeiro obtido.
Referências
CILLIERS, J. J. L.; SINGLETON, V. L. Characterization of the products of
nonenzymic autoxidative phenolic reactions in a caffeic acid model system.
Journal of Agriculture and Food Chemistry, v.39, p.1298-1303, 1991.
ÖZGÜR, Ü.; ALIVOV, Y.I; TEKE, A.; RESHCHIKOV, M. A.; AVRUTIN, V.;
CHO, S. J.; MORKOC, H. Acomprehensive review of ZnO materials and
devices. Journal of Applied Physics, v. 98, 2005.
REITZ, JB; SOLOMON, EI. Propylene oxidation on copper oxide surfaces:
Eletronic and geometric contributions to reactivity and selectivity. Journal of
the American Chemical Society, v. 120, n. 44, p. 11467-11478, 1998.
WU, MK; ASHBURN, JR; TORNG, CJ, et al. Superconductivity at 93-K in a
new mixed-phase Y-BA-CU-O compound system at ambient pressure.
Physical Review Letters, v. 58, n. 9, p. 908-910, 1987.