Resumen de Determinação da variação de entalpia da interação entre o herbicida glifosato e os íons cálcio, cobre, zinco e alumínio em solução aquosa por calorimetria por titulação isotérmica

Flavio Adriano Bastos, José de Alencar Simoni

• español

  El glifosato [N-(fosfonometil) glicina] es una molécula no selectivo ampliamente utilizado en Brasil como un desecante en los cultivos sin labranza, entre las hileras de los cultivos perennes y para la eliminación de las malezas en ambientes acuáticos. Es el herbicida más usado en el mundo. Debido a la presencia de grupos amino, carboxílico y fosfónico en su molécula, este herbicida es capaz de formar complejos con metales fuertes.

  El objetivo de este trabajo fue la determinación de los parámetros de la termodinámica de las interacciones entre el glifosato y el calcio, cobre, zinc y aluminio por calorimetría isotérmica de titulación (ITC). Los experimentos se llevaron a cabo a 298,15 K en una solución acuosa de pH controlado y es igual a 2,00. El tratamiento de los datos se realizó por el método de la tangente. Los resultados para el cambio de entalpía (kJ.mol-1), la energía libre de Gibbs (kJ.mol-1) y cambio de entropía (J.mol-1K-1), fueron, respectivamente: Ca (II) = + 0,07 ± 0,01; - 18,8 ± 0,5, 63,0 ± 2; Cu (II) = + 6,24 ± 0,06, - 67,9 ± 0,5, 249 ± 2; Zn (II) = + 0,25 ± 0,01, - 49,7 ± 0,5, 167 ± 2 e Al (III ) = + 6,84 ± 0,45, - 78,2 ± 0,5, 285 ± 2.

  Los complejos formados son entrópicamente impulsado, desde el punto de vista energético, las interacciones se presentan muy pobres, que pueden ser observadas por los valores positivos del cambio de entalpia. Esto se debe principalmente a la eliminación de las moléculas de agua de hidratación de los iones de metal para la mayor parte de la solución. Con la información actual, podemos concluir que la complejidad del herbicida con el ion de aluminio es más fuerte que con otro cationes.

• English

  Glyphosate [N-(phosphonomethyl)glycine] is a non-selective molecule widely used in Brazil as a desiccant in no-till crops between rows of perennial crops for weed elimination in aquatic environments. It is the most used herbicide around the world. Due to the presence of amino, carboxylic, and phosphonic groups in its molecule, this herbicide is able to form strong complexes with metals. The aim of this work was to determine thermodynamic parameters of interactions between the Glyphosate and metals such as calcium, copper, zinc and aluminium by isothermal titration calorimetry (ITC). The experiments were carried out at 298.15 K in an aqueous solution under controlled pH and about to 2.00. The data treatment was made by Tangent’s Method. The results for enthalpy change, DrHq (kJ.mol-1), Gibbs free energy, DrGq(kJ.mol-1) and entropy change, DrSq (J.mol-1K-1), were, respectively: Ca(II) = + 0.07 ± 0.01, - 18.8 ± 0.5, 63 ± 2; Cu(II) = + 6.24 ± 0.06, - 67.9 ± 0.5, 249 ± 2; Zn(II) = + 0.25 ± 0.01, - 49.7 ± 0.5, 167 ± 2 e Al(III) = + 6.8 ± 0.5, - 78.2 ± 0.5, 285 ± 2. The formation of complexes is entropically driven since, from an energetic point of view, the interactions are very weak, which can be observed in the positive values of enthalpy change. This is mainly due to the elimination of water molecules to the bulk solution through metal hydration. From the current information, we can conclude that complexation of the herbicide with the aluminium ion is stronger than with other cations.

• português

  O glifosato (N-fosfonometilglicina), que é um herbicida não seletivo, largamente usado nas lavouras dos mais diversos produtos é hoje o herbicida mais utilizado no Brasil e no mundo. Devido à presença dos grupos amino, fosfonato e carboxilato, esta molécula forma complexos metálicos muito fortes.Neste trabalho foram determinados os seguintes parâmetros termodinâmicos da interação entre o glifosato e os íons metálicos cálcio, cobre, zinco e alumínio em solução aquosa: variação de entalpia, DrHq, energia livre de Gibbs, DrGq e variação de entropia, DrSq à temperatura de 298.15 K e em pH controlado e igual a 2.00. A técnica utilizada foi a calorimetria por titulação isotérmica (ITC). O tratamento dos dados foi realizado pelo Método das tangentes, onde o valor de variação de entalpia foi calculado. A partir destes resultados e dos valores de constante de formação encontrados na literatura, procedeu-se à determinação de DrGq e DrSq. Os resultados encontrados de DrHq (kJ.mol-1), DrGq (kJ.mol-1) e DrSq (J.mol-1.K-1) foram, respectivamente: Ca(II) = + 0.07 ± 0.01, - 18.8 ± 0.5, 63 ± 2; Cu(II) = + 6.24 ± 0.06, - 67.9 ± 0.5, 249 ± 2; Zn(II) = + 0.25 ± 0.01, - 49.7 ± 0.5, 167 ± 2 e Al(III) = + 6.8 ± 0.5, - 78.2 ± 0.5, 285 ± 2. Os complexos formados são entropicamente dirigidos, uma vez que, do ponto de vista energético, as interações se apresentam bastante desfavoráveis, o que pode ser observado pelos valores positivos de variação de entalpia. Parte deste favorecimento entrópico se deve à eliminação de moléculas de águas de hidratação dos íons metálicos para o seio da solução. Com as informações atuais, pode-se concluir que a complexação do herbicida com o íon alumínio é mais forte do que com os demais cátions.