Azul da Prússia

O azul da Prússia é um pigmento de cor azul-escura que foi descoberto acidentalmente por Johann Jacob von Diesbach, em Berlin, no início do século XVIII. Também conhecido como hexacianoferrato (II) de ferro (III), o pigmento se trata de um complexo de coordenação produzido por meio de reações de precipitação de sais de ferro, cuja intensa cor azul é resultada da transferência de elétrons do Fe(II) para o Fe(III).

Além de sua larga aplicação na produção de tintas, nas artes plásticas e na indústria têxtil, o azul da Prússia tem aplicação na medicina, no tratamento de intoxicação por metais pesados e câncer, além de aplicações no desenvolvimento de sensores e baterias recarregáveis.

O pigmento ganhou o nome do país em que foi descoberto, o recém-fundado Reino da Prússia, que tinha Berlim como sua capital. A descoberta do azul da Prússia revolucionou o mundo das artes plásticas, e o pigmento foi usado para a concepção de obras imortalizadas na história, como A noite estrelada, de Van Gogh.

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Tópicos deste artigo

• 1 - Resumo sobre azul da Prússia
• 2 - O que é o azul da Prússia?
• 3 - Para que serve o azul da Prússia?
• 4 - Reação do azul da Prússia
• 5 - Propriedades do azul da Prússia
• 6 - Como fazer o azul da Prússia?
• 7 - História do azul da Prússia

Resumo sobre azul da Prússia

• O azul da Prússia é uma substância de fórmula Fe₄[Fe₂(CN)₆]₃∙xH₂O, amplamente empregada como pigmento devido a sua cor azul-escura intensa.
• É utilizado como pigmento na produção de tintas e em tingimento de tecidos.
• Também é empregado no desenvolvimento de biossensores para determinação de peróxido de hidrogênio (H₂O₂).
• É usado como contraste em exames de ressonância magnética e no tratamento de intoxicação por metais pesados e radioativos, além do tratamento de câncer cerebral.
• O azul da Prússia é produzido por meio de reações de precipitação entre o cloreto férrico (FeCl₃) e o ferrocianeto de potássio (K₄Fe(CN)₆).
• É insolúvel em água, mas contendo cátions alcalinos, como na fórmula KFe[Fe(CN)₆], torna-se solúvel.
• Sua estrutura apresenta uma rede cristalina cúbica com cavidades que podem acomodar íons, o que confere troca iônica.
• Pode sofrer reações de redução, mudando sua coloração para branco da Prússia, e reações de oxidação, mudando sua coloração para marrom da Prússia.
• Apresenta resistência à luz, o que contribui para a manutenção da sua cor ao longo do tempo.
• O azul da Prússia foi descoberto acidentalmente em Berlin, em 1706, no recém-fundado Reino da Prússia, pelo colorista Johann Jacob von Diesbach, e sua descoberta revolucionou o mundo das artes plásticas.

O que é o azul da Prússia?

O azul da Prússia, também conhecido como azul prussiano, é uma substância de cor azul-escura utilizada principalmente como pigmento na preparação de tintas, com ampla aplicação nas artes plásticas e na indústria têxtil. Esse pigmento é um tipo de completo de coordenação de fórmula molecular Fe₄[Fe₂(CN)₆]₃∙xH₂O, em que a quantidade de água presente pode variar entre 10 e 16 moléculas.

A substância apresenta uma estrutura cristalina, sendo quimicamente identificada pelos nomes de ferrocianeto férrico, ferrocianeto de ferro (III), hexacianoferrato férrico ou hexacianoferrato (II) de ferro (III).

Para que serve o azul da Prússia?

O azul da Prússia é uma substância versátil que apresenta aplicações distintas nas artes plásticas, tecnologia e medicina. A principal aplicação do azul da Prússia é na produção de tintas a óleo, aquarelas e acrílicas. O pigmento também é muito utilizado na indústria têxtil para tingir tecidos devido a sua estabilidade e resistência à luz.

O azul da Prússia tem sido aplicado em sensores modificados para promover a redução catalítica de peróxido de hidrogênio (H₂O₂), sendo de grande relevância nas áreas ambiental, alimentar, farmacêutica, medicinal e forense. É utilizado como contraste em exames de ressonância magnética (RM), pois melhora a visibilidade de algumas estruturas e tecidos do corpo. Na medicina, o azul da Prússia também é utilizado no tratamento de pacientes intoxicados por metais pesados, como o tálio (Tl) e o césio-137 (¹³⁷Cs), que é radioativo.

O pigmento foi aplicado no tratamento dos pacientes contaminados por Cs-137 no incidente ocorrido em Goiânia, em 1987, quando, das 249 pessoas contaminadas, 46 receberam o tratamento. Os dados clínicos apontaram uma redução do tempo de meia-vida do Cs-137 em até duas vezes, e, entre os poucos efeitos adversos relatados, foram identificados constipação leve e hipocalemia assintomática.

Estudos recentes têm explorado nanopartículas de azul da Prússia em terapia fototérmica para induzir resposta autoimune contra linhagens celulares de glioblastoma, um tipo de tumor cerebral maligno muito comum, originado das células gliais.

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Reação do azul da Prússia

O azul da Prússia é produzido por dois tipos de reações:

• Reação de precipitação (método direto): entre sais de ferro e complexo de hexacianoferrato (II).

4 FeCl₃(aq) + 3 K₄Fe(CN)₆(aq) → Fe₄[Fe(CN)₆]₃∙xH₂O(s) + 12 KCl(aq)

• Reação de oxidação (método indireto): entre o ferrocianeto ferroso e o peróxido de hidrogênio, que atua como agente oxidante.

4 K₂Fe[Fe(CN)₆](s) + H₂O₂(aq) + 2 H⁺ → Fe₄[Fe(CN)₆]₃(s) + 2 H₂O(l) + 8 K⁺(aq)

Propriedades do azul da Prússia

Entre as propriedades do azul da Prússia, destaca-se sua tonalidade azul-escura, que depende do método de preparação, determinado pelo tamanho das partículas. A cor do azul da Prússia está associada à energia originada na transferência de elétrons do Fe(II) para o Fe(III). O composto absorve comprimento de onda na faixa de 680 nanômetros, relacionado à cor vermelha, fazendo com que o comprimento de onda relacionado à faixa do azul seja refletido.

A rede cristalina cúbica é constituída da sequência Fe(II)−C−N−Fe(III), que apresenta sítios vazios preenchidos por moléculas de água, dando origem a um composto insolúvel; porém, quando esses sítios são preenchidos por cátions como K⁺, geram um composto solúvel.

Além disso, destaca-se a resistência à luz, que torna o complexo estável, conservando sua coloração por longo tempo. A presença de íons de ferro na estrutura confere ao complexo propriedades redox, que garantem sua aplicação na produção de sensores e baterias.

Como fazer o azul da Prússia?

O azul da Prússia pode ser obtido por dois métodos, um direto e outro indireto. O método direto é baseado em reações de precipitação entre um sal de ferro e um complexo de hexacianoferrato (II), como mostra a equação abaixo.

4 FeCl₃(aq) + 3 K₄Fe(CN)₆(aq) → Fe₄[Fe(CN)₆]₃∙xH₂O(s) + 12 KCl(aq)

Quando o sal de ferro (FeCl₃) é utilizado em excesso, a reação produz um sólido azul-escuro que é insolúvel em água e que, por isso, precipita no meio. O precipitado formado é filtrado e lavado cuidadosamente com água destilada. Entretanto, quando é utilizada a proporção de 1:1 de um sal de ferro/hexacianoferrato (II), é produzido um pigmento azul da Prússia solúvel, como mostra a equação abaixo.

FeCl₃(aq) + K₄Fe(CN)₆(aq) → KFe[Fe(CN)₆]∙xH₂O (aq) + 3 Kcl(aq)

O método indireto consiste na oxidação do ferrocianeto ferroso (branco da Prússia) por peróxido de hidrogênio (H₂O₂), como mostra a reação a seguir.

4 K₂Fe[Fe(CN)₆](s) + H₂O₂(aq) + 2 H⁺ → Fe₄[Fe(CN)₆]₃(s) + 2 H₂O(l) + 8 K⁺(aq)

A reação ocorre em meio ácido, em que o H₂O₂ atua como oxidante, convertendo íons Fe²⁺ em íons Fe³⁺, que, na sequência, reagem com íons [Fe(CN)₆]^4- para formar o azul da Prússia. O método indireto é, atualmente, o mais utilizado na indústria de pigmentos para se obter o azul da Prússia.

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História do azul da Prússia

O azul da Prússia foi descoberto acidentalmente por Johann Jacob von Diesbach, no início do século XVIII, na cidade de Berlin, capital do recém-fundado Reino da Prússia, fato que gerou o seu nome. A reação clássica de obtenção do azul da Prússia partiu do óleo animal produzido por Johann Konrad Dippel e que era obtido por meio da destilação a seco de uma mistura de potassa (K₂CO₃) com sangue animal.

Essa destilação dava origem a uma mistura de compostos orgânicos contendo nitrogênio, como pirróis, piridinas ou nitrilas. O óleo foi produzido por Dippel com objetivo de se obter um remédio universal, sendo essa a sua aplicação.

Em 1706, Diesbach dividia laboratório com Dippel e utilizou da potassa para desenvolver um pigmento vermelho. Entretanto, a potassa estava contaminada e, em vez de ser formado um precipitado vermelho, foi identificado um precipitado de cor azul-escura intensa. Esse fato fez com que Diesbach e Dippel fossem apontados como os criadores do azul da Prússia.

De modo simples, durante a destilação a seco da mistura de potassa, formam-se compostos de cianeto (CN⁻), que, na presença de ferro, reage para formar o hexacianoferrato(II) (Fe(CN)₆) que é lentamente oxidado pelo oxigênio do ar para formar o hexacianoferrato(II) de ferro(III), de cor azul-escura intensa.

A descoberta significou um marco na história das artes plásticas, pois possibilitou a obtenção de um pigmento barato, não tóxico e com estabilidade que garantia a persistência da cor por muito tempo.

Isso fez com que as demandas do pigmento aumentassem consideravelmente por artistas, sendo amplamente explorado em pinturas a óleo e aquarelas. Entre as obras imortalizadas na história, está A noite estrelada, criada por Vincent van Gogh, em 1889.

Fontes

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