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, XM12O40^n−	Estrutura de Dawson, X2M18O62^n−

Alguns exemplos são:

• H₄X^n+M₁₂O₄₀, X = Si, Ge; M = Mo, W
• H₃X^n+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

• Ácido silicotúngstico
• Ácido silicomolíbdico
• Ácido fosfotúngstico
• Ácido 18-fosfotúngstico
• Ácido fosfomolíbdico
• Ácido borotúngstico
• Ácido fosfovanadomolíbdico
• Estrutura de Keggin
• Estrutura de Dawson
• Estrutura de Lindqvist

Referências

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

• 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  !CS1 manut: Nomes múltiplos: lista de autores (link)