Síntese de ferrihidrita na presença de água do mar artificial e tiocianato de amônio : um experimento de química prebiótica

• Main Author: Murilo Ameno Coutinho
• Other Authors: Dimas Augusto Morozin Zaia .
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Estadual de Londrina. Centro de Ciências Exatas. Programa de Pós-Graduação em Química. 2018
• Online Access: http://www.bibliotecadigital.uel.br/document/?code=vtls000219592

A vida na Terra provavelmente surgiu de um grande número de experiências naturais em que várias combinações de moléculas reagiram e recombinaram-se para formar sistemas mais complexo. A química prebiótica estuda como essas reações ocorreram e quais os percussores químicos para a origem da vida. Como os óxidos de ferro são materiais abundantes na crosta terrestre, esses compostos provavelmente devem ter desempenhado um papel importante na origem da vida. O presente trabalho tem como principal objetivo a síntese de ferrihidrita em condições de química prebiótica e posterior caracterização dos óxidos de ferro obtidos. Foi realizado a síntese padrão da ferrihidrita-6-linhas e ao inserirmos na síntese a água do mar artificial e NH4SCN 1:1 Fe3+ foram obtidos além da ferrihidrita-6-linhas, uma mistura de óxidos de ferro (goethita, magnetita e hematita). Destacamos que a água do mar artificial tem sua composição de íons diferente da água do mar atual. Está última possui uma grande concentração de Na+ e Cl-, sendo que a água do mar artificial 4.0 Ga possui uma grande concentração de Mg2+ e SO42- . A ferrihidrita-6-linhas obtida na presença da água do mar artificial, reduziu sua cristalinidade, aumentando assim sua área específica. O SO42- proveniente da água do mar artificial reduziu os valores de pHpcz. A forma como o NH4SCN é adicionado ao meio reacional direciona a síntese para a formação de magnetita, hematita e goethita. Os espectros de infravermelho das amostras apresentaram bandas em 624 cm-1 da ligação Fe-O da ferrihidrita, as bandas em 793cm-1 e 894cm-1(Fe-O) da goethita, 588cm-1 (Fe-O) da magnetita e 430cm-1 (Fe-O) da hematita. As amostras sintetizadas com NH4SCN apresentaram bandas em 2976 cm-1 (N-H) e em 2041 cm-1, evidenciando a efetividade da interação do tiocianato de amônio nos óxidos ferro. As maiores perdas de massa na decomposição térmica correspondem ao processo de desidratação, chegando até 14,9% da massa total da amostra. A partir dos cálculos de PCA da Fluorescência de raio-X foi possível qualificar as porcentagens de cada óxido de ferro nas amostras que apresentaram mistura de óxidos de ferro. === Prebiotic chemistry studies the reactions that could have contributed to the origin of life. The Fe is the fourth most abundant element in the Earth's crust, so most likely it must have played an important role in the origin of life. The present work has as main objective the synthesis of ferrihydrite in conditions of prebiotic chemistry and later characterization of the oxides obtained. The standard synthesis of ferrihydrite -6-lines and variations of this was carried out using artificial seawater 4.0 Ga and NH4SCN 1:1 Fe3+. We emphasize that the artificial seawater 4.0 Ga has its composition of cations and anions different from the today's seawater. Today's seawater has high concentration of Na+ and Cl-, and the artificial seawater 4.0 Ga has a high concentration of Mg2+ and SO42-. In addition to the ferrihydrite -6-Lines, a mixture of iron oxides (goethite, magnetite and hematite) were obtained and characterized. The artificial seawater decreased the crystallinity of the ferrihydrite and consequently the surface area of the material was altered. The SO42- was adsorbed onto the materials, decreasing the pHPZC of them. The way the NH4SCN is added to the reactional medium changes the final product of iron oxides obtained. The infrared spectra of the samples showed bands in 624 cm-1 from the Fe-O bond of ferrihydrite and oxide mixture, with bands in 793cm-1 and 894cm-1(Fe-O) of goethite, 588cm-1 (Fe-O) of magnetite and 430cm-1 (Fe-O) of hematite. The samples synthesized with NH4SCN presented bands in 2976 cm-1 (N-H) and in 2041 cm-1, demonstrating the effectiveness of the interaction of ammonium thiocyanate in the iron oxides. The highest mass losses in thermal decomposition correspond to the dehydration process, reaching up to 14.9% of the total sample mass. In the range of 700-900 °C occurred the phase transition to hematite in all samples. From the PCA calculations of X-ray Fluorescence it was possible to qualify the percentages of each iron oxide in the samples that presented mixture of iron oxides.