El Grupo Científico Internacional y los químicos de la RUDN han propuesto nuevos reactivos para eliminar el plomo de las aguas residuales

Los compuestos complejos de plomo se usan ampliamente para la síntesis de polímeros y los compuestos necesarios para la producción de los semiconductores, los materiales para la óptica no lineal y los ferroeléctricos. El gran radio del ion bivalente de plomo Pb (II) le permite cambiar el número de átomos, iones o moléculas (ligandos) unidos de 4 a 9. Por lo tanto, sobre la base del plomo, es posible obtener una amplia gama de sustancias que combinan componentes orgánicos e inorgánicos en una sola molécula. El uso generalizado de los compuestos de plomo en la producción conduce a la acumulación de desechos tóxicos, lo que estimula la solución del problema de eliminar el plomo de las aguas residuales. 

Fedor Zubkov, el empleado del Departamento de Química Orgánica de la Universidad RUDN, junto con sus colegas de Irán, España, Italia y Croacia obtuvieron los compuestos que pueden unir eficazmente el plomo tanto en las aguas residuales como en los organismos de las personas y los animales. Los químicos los crearon a base de hidrazidas de ácidos nicotínicos y picolínicos. Los aniones nitrato, cloruro y perclorato en ellos sirven como las contraiones de los iones de plomo con carga positiva y estabilizan el complejo debido a las fuertes interacciones electrostáticas.

Para estudiar los complejos obtenidos, los químicos tuvieron que diseñar un dispositivo especial para la síntesis y la cristalización selectiva simultánea de los productos de reacción. Para esto, se colocó una solución de alcohol de una mezcla de nitrato de plomo (II), el ligando correspondiente y el perclorato de sodio, como donante de contraiones, en la parte principal del recipiente. La mezcla se calentó a 60°C para que la rama lateral del matraz, también llena de alcohol, permaneciera a la temperatura del ambiente. Los cristales del complejo formados en el recipiente lateral después de unos días de síntesis se separaron por la filtración, se lavaron con éter y se secaron al aire. El rendimiento de los complejos metálicos fue entre 67 y 87% de lo teóricamente posible.

Segun los datos de análisis de rayos X, uno de los complejos resultó ser binuclear, es decir, él contiene dos iones de plomo unidos por un ligando común. Mediante la simulación por computadora se demostró que todos los complejos forman los conjuntos supramoleculares con varios tipos de las interacciones intermoleculares. En la formación de estas estructuras los aniones de los ácidos inorgánicos que experimentan una fuerte atracción electrostática a la esfera de la coordinación interna del complejo de plomo juegan un papel importante. Como resultado, se forman los polímeros de coordinación organometálicos (armazones organometálicos, MOF), que se consideran como los catalizadores organometálicos prometedores y aceptores selectivos de iones de metales pesados.

Las sustancias resultantes, los conjuntos supramoleculares, incluso precipitan pequeñas cantidades de plomo en las aguas residuales. Se pueden usar para purificar el agua potable e incluso como antídoto para el envenenamiento por plomo.

 

El trabajo fue publicado en la revista Crystals.