ÁCIDO PÍCRICO: ESTRUTURA, SÍNTESE, PROPRIEDADES E UTILIZAÇÕES - QUÍMICA - 2025

O ácido pícrico é um produto químico orgânico altamente nitrado, cujo nome é 2,4,6-trinitrofenol da IUPAC. Sua fórmula molecular é C ₆ H ₂ (NO ₂) ₃ OH. É um fenol muito ácido e pode ser encontrado como picrato de sódio, amônio ou potássio; isto é, em sua forma iônica C ₆ H ₂ (NO ₂) ₃ ONa.

É um sólido de forte sabor amargo, de onde deriva seu nome, da palavra grega 'prikos', que significa amargo. É encontrado na forma de cristais amarelos úmidos. Sua secagem ou desidratação é perigosa, pois aumenta as propriedades instáveis ​​que o tornam explosivo.

Molécula de ácido pícrico. Fonte: Iomesus

A molécula de ácido pícrico é mostrada acima. Na imagem é difícil reconhecer as ligações e os átomos porque isso corresponde à representação de sua superfície de Van der Waals. A próxima seção aborda a estrutura molecular em maiores detalhes.

A partir do ácido pícrico, alguns compostos intermediários, vários sais picrato e complexos de ácido pícrico são sintetizados.

O ácido pícrico é usado como base para a síntese de corantes amarelos permanentes. Alguns patologistas e pesquisadores usam na fixação ou coloração de seções de tecido e outros processos imunohistoquímicos.

É muito útil na produção de produtos farmacêuticos. Além disso, é utilizado na produção de fósforos ou fósforos e explosivos. Também é usado para gravar metais, fazer vidros coloridos e na determinação colorimétrica de parâmetros biológicos como a creatinina.

Por outro lado, o ácido pícrico é irritante quando entra em contato com a pele, mucosa respiratória, ocular e digestiva. Além de danificar a pele, pode afetar gravemente os rins, o sangue e o fígado, entre outros órgãos.

Estrutura

Estrutura e cargas formais em ácido pícrico. Fonte: Cvf-ps

A imagem acima mostra todas as ligações e a própria estrutura da molécula de ácido pícrico em maiores detalhes. É constituído por um fenol com três substituintes nitro.

Pode-se observar que nos grupos NO ₂ o átomo de nitrogênio tem carga parcial positiva e, portanto, exige a densidade eletrônica de seu entorno. Mas, o anel aromático também atrai os elétrons para si e, diante dos três NO _2, acaba cedendo parte de sua densidade eletrônica.

Em conseqüência disso, o oxigênio do grupo OH tende mais a compartilhar um de seus pares eletrônicos livres para suprir a deficiência eletrônica sofrida pelo anel; e ao fazer isso, a ligação C = O ⁺ -H é formada. Essa carga positiva parcial no oxigênio enfraquece a ligação OH e aumenta a acidez; ou seja, ele será liberado como o íon hidrogênio, H ⁺.

Fenol ácido

É por essa razão que esse composto é um ácido excepcionalmente forte (e reativo), ainda mais do que o próprio ácido acético. No entanto, o composto é na verdade um fenol cuja acidez supera a dos outros fenóis; devido, tal como já mencionado, para os NO ₂ substituintes.

Portanto, por ser um fenol, o grupo OH tem prioridade e direciona a enumeração na estrutura. Os três NO ₂ estão localizados nos carbonos 2, 4 e 6 do anel aromático em relação ao OH. É aqui que a nomenclatura IUPAC para este composto é derivada: 2,4,6-Trinitrofenol (TNP).

Se não houvesse grupos NO ₂, ou se houvesse um número menor deles no anel, a ligação OH enfraqueceria menos e, portanto, o composto teria menos acidez.

Estrutura de cristal

As moléculas de ácido pícrico são organizadas de forma a favorecer suas interações intermoleculares; tanto para ligações de hidrogênio entre _grupos OH e NO ₂, forças dipolo-dipolo, ou repulsões eletrostáticas entre regiões deficientes de elétrons.

Pode-se esperar que os grupos NO ₂ se repelam e se orientem na direção dos anéis aromáticos vizinhos. Além disso, os anéis não seriam capazes de se alinhar um sobre o outro devido ao aumento das repulsões eletrostáticas.

Produto de todas essas interações, o ácido pícrico consegue formar uma rede tridimensional que define um cristal; cuja célula unitária corresponde a um sistema cristalino do tipo ortorrômbico.

Síntese

Inicialmente, foi sintetizado a partir de compostos naturais como derivados de chifres de animais, resinas naturais, entre outros. A partir de 1841, o fenol passou a ser utilizado como precursor do ácido pícrico, por várias vias ou por diversos procedimentos químicos.

Como já mencionado, é um dos fenóis mais ácidos. Para sintetizá-lo, o fenol primeiro passa por um processo de sulfonação, seguido por um processo de nitração.

A sulfonação do fenol anidro é realizada tratando o fenol com ácido sulfúrico fumante, ocorrendo substituições eletrofílicas aromáticas de H por grupos sulfonato, SO ₃ H, nas posições -orto e -para em relação ao grupo OH.

Este produto, ácido 2,4-fenoldissulfônico, passa pelo processo de nitração, tratando-o com ácido nítrico concentrado. Ao fazer isso, os dois grupos SO ₃ H são substituídos pelos grupos nitro, NO ₂, e um terceiro entra na outra posição nitro. A seguinte equação química ilustra isso:

Nitração do ácido 2,4-fenoldissulfônico. Fonte: Gabriel Bolívar.

Nitração direta de fenol

O processo de nitração de fenol não pode ser realizado diretamente, uma vez que alcatrões de alto peso molecular são gerados. Este método de síntese requer um controle muito cuidadoso da temperatura, pois é muito exotérmico:

Nitração direta de fenol. Fonte: akane700

O ácido pícrico pode ser obtido por meio do processo de nitração direta do 2,4-dinitrofenol, com ácido nítrico.

Outra forma de síntese é tratando o benzeno com ácido nítrico e nitrato mercúrico.

Propriedades físicas e químicas

Peso molecular

229,104 g / mol.

Aparência física

Massa amarela ou suspensão de cristais úmidos.

Odor

É inodoro.

Gosto

É muito amargo.

Ponto de fusão

122,5 ° C

Ponto de ebulição

300 ° C Mas, quando derretido, ele explode.

Densidade

1,77 g / mL.

Solubilidade

É um composto moderadamente solúvel em água. Isso ocorre porque seus _grupos OH e NO ₂ podem interagir com as moléculas de água por meio de ligações de hidrogênio; embora o anel aromático seja hidrofóbico e, portanto, prejudique sua solubilidade.

Corrosividade

O ácido pícrico é geralmente corrosivo para os metais, exceto estanho e alumínio.

pKa

0,38. É um ácido orgânico forte.

Instabilidade

O ácido pícrico é caracterizado por propriedades instáveis. Constitui um risco para o meio ambiente, é instável, explosivo e tóxico.

Deve ser armazenado bem fechado para evitar a desidratação, uma vez que o ácido pícrico é muito explosivo se secar. Muito cuidado deve ser tomado com sua forma anidra, pois é muito sensível ao atrito, choque e calor.

O ácido pícrico deve ser armazenado em locais frescos e ventilados, longe de materiais oxidáveis. É irritante em contato com a pele e mucosas, não deve ser ingerido e é tóxico para o corpo.

Formulários

O ácido pícrico tem sido amplamente utilizado na pesquisa, química, indústria e militar.

Investigação

Quando usado como fixador de células e tecidos, melhora os resultados da coloração com corantes ácidos. Isso acontece com métodos de coloração tricrômicos. Após a fixação do tecido com formalina, uma nova fixação com ácido pícrico é recomendada.

Isso garante uma coloração intensa e muito brilhante dos tecidos. Você não obtém bons resultados com corantes básicos. No entanto, devem-se tomar precauções, pois o ácido pícrico pode hidrolisar o DNA se deixado por muito tempo.

Quimica Organica

-Em química orgânica é usado como picratos alcalinos para realizar a identificação e análise de várias substâncias.

-É utilizado na química analítica de metais.

-Em laboratórios clínicos é usado na determinação dos níveis de creatinina sérica e urinária.

-Também tem sido usado em alguns dos reagentes que são usados ​​para a análise dos níveis de glicose.

Na indústria

- No nível da indústria fotográfica, o ácido pícrico tem sido usado como um sensibilizador em emulsões fotográficas. Tem feito parte da produção de produtos como agrotóxicos, inseticidas fortes, entre outros.

-O ácido pícrico é usado para sintetizar outros compostos químicos intermediários, como cloropicrina e ácido picrâmico, por exemplo. Alguns medicamentos e tintas para a indústria do couro têm sido feitos a partir desses compostos.

-O ácido pícrico passou a ser utilizado no tratamento de queimaduras, como anti-séptico e outras condições, antes de se tornar evidente a sua toxicidade.

-Componente importante devido ao seu caráter explosivo na produção de fósforos e baterias.

Aplicações militares

-Por causa da alta explosividade do ácido pícrico, tem sido usado em fábricas de munição para armas militares.

- O ácido pícrico prensado e derretido tem sido usado em projéteis de artilharia, granadas, bombas e minas.

-O sal de amônio do ácido pícrico tem sido usado como explosivo, é muito poderoso, mas menos estável que o TNT. Por um tempo, foi usado como um componente de combustível de foguete.

Toxicidade

Está provado que é muito tóxico para o corpo humano e em geral para todos os seres vivos.

Recomenda-se evitar sua inalação e ingestão, devido à sua toxicidade oral aguda. Também causa mutação em microrganismos. Tem efeitos tóxicos na vida selvagem, mamíferos e meio ambiente em geral.

Referências

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7. Baker, JR (1958). Ácido Pícrico. Methuen, Londres, Reino Unido.