Heteropoliácido

Heteropoliácidos são uma classe de ácidos constituídos por uma combinação particular de hidrogénio e oxigénio com certos metais e não metais. Este tipo de ácido é frequentemente usado como catalisador ácido reutilizável em reações químicas.

Para ser considerado um heteropoliácido, um composto deve conter:

um metal como o tungsténio, molibdénio ou vanádio, chamado átomo adendo;
oxigénio;
um elemento geralmente do bloco p da tabela periódica, como o silício, fósforo ou arsénio, designado heteroátomo;
átomos de hidrogénio ácidos.

Os átomos do adendo metálico ligados pelos átomos de oxigénio formam um aglomerado com o heteroátomo no interior ligado por meio dos átomos de oxigênio. São bem conhecidos exemplos com mais de um tipo de átomos metálicos adendos. O ião conjugado de um heteropoliácido é chamado polioxometalato.

Devido às possibilidades de existirem diferentes combinações de átomos adendos e diferentes tipos de heteroátomos existem muitos heteropoliácidos. Dois dos grupos mais bem conhecidos dentre estes baseiam-se nas estruturas de Keggin (H_nXM₁₂O₄₀) e de Dawson (H_nX₂M₁₈O₆₂).


Estrutura de Keggin, XM₁₂O₄₀ⁿ⁻	Estrutura de Dawson, X₂M₁₈O₆₂ⁿ⁻

Alguns exemplos são:

H₄Xⁿ⁺M₁₂O₄₀, X = Si, Ge; M = Mo, W
H₃Xⁿ⁺M₁₂O₄₀, X = P, As; M = Mo, W
H₆X₂M₁₈O₆₂, X=P, As;M = Mo, W

Os heteropoliácidos são largamente utilizados como catalisadores homogéneos e heterogéneos,^[1] sobretudo aqueles baseados na estrutura de Keggin, pois estes possuem qualidades como boa estabilidade térmica, alta acidez e alta capacidade oxidante. Alguns exemplos de catálise são^[2]:

Catálise ácida homogénea
- hidrólise do propeno para obter 2-propanol por H₃PMo₁₂O₄₀ e H₃PW₁₂O₄₀
- reação de Prins por H₃PW₁₂O₄₀
- polimerização de hexafluoreto de tungsténio por H₃PW₁₂O₄₀
Catálise ácida heterogénea
- desidratação do 2-propanol para propeno e do metanol para hidrocarbonetos por H₃PW₁₂O₄₀
- reformação do hexano em 2-metilpentano (iso-hexano) por H₃PW₁₂O₄₀ em SiO
  2
Oxidação homogénea
- cicloexeno + H₂O₂ para ácido adípico pelos adendos misto H₆PMo₆V₆O₄₀
- cetona por O₂ em ácido e aldeído pelos adendos mistos H₅PMo₁₀V₂O₄₀

Os heteropoliácidos são há muito usados em análise e histologia e são um componente de muitos reagentes, p.e. reagente de Folin-Ciocalteu, usado no método de Lowry e o ácido fosfotúngstico etanólico.

Ver também

Referências

↑ Kozhevnikov, I.V. (1998). «Catalysis by heteropoly acids and multicomponent polyoxometalates in liquid-phase reactions». Chemical Reviews. 98 (1): 171–198. PMID 11851502. doi:10.1021/cr960400y
↑ Oxide catalysts in solid state chemistry T Okuhara, M Misono Encyclopedia of Inorganic chemistry Editor R Bruce King (1994) John Wiley and Sons ISBN 0-471-93620-0

Cotton, F. Albert; Wilkinson, Geoffrey; Murillo, Carlos A.; Bochmann, Manfred (1999), Advanced Inorganic Chemistry, ISBN 0-471-19957-5 6th ed. , New York: Wiley-Interscience

[Kozhevnikov1998-1] Kozhevnikov, I.V. (1998). «Catalysis by heteropoly acids and multicomponent polyoxometalates in liquid-phase reactions». Chemical Reviews. 98 (1): 171–198. PMID 11851502. doi:10.1021/cr960400y

[2] Oxide catalysts in solid state chemistry T Okuhara, M Misono Encyclopedia of Inorganic chemistry Editor R Bruce King (1994) John Wiley and Sons ISBN 0-471-93620-0

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