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Resumo Teórico - Físico-Química EXP.

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RESUMO P1
Experimentos:
1. DISSOCIAÇÃO DE INDICADORES POR ESPECTROFOTOMETRIA
2. DETERMINAÇÃO DA VELOCIDADE DE REAÇÃO DE HIDRÓLISE BÁSICA DO
ACETATO DE ETILA SEGUIDA POR CONDUTÂNCIA
3. DETERMINAÇÃO DE PARÂMETROS CINÉTICOS DE REAÇÕES CATALISADAS POR
ENZIMAS
4. CONDUTIVIDADE DE SOLUÇÕES ELETROLÍTICAS
5. CALORIMETRIA: DETERMINAÇÃO DA VARIAÇÃO DE ENTALPIA DE
COMBUSTÃO DE SÓLIDOS
1. DISSOCIAÇÃO DE INDICADORES POR ESPECTROFOTOMETRIA
Indicadores: espécies ácido-base ou ácido orgânico fraco que quando dissociados mudam de
coloração em relação a espécie que não dissocia.
Espectrofotometria: método utilizado para medir quanto uma substância química absorve luz,
medindo a intensidade quando um feixe de luz passa através da solução da amostra.
Espectros de absorção: é a representação gráfica dos valores de comprimento de onda versus a
absorbância. É um gráfico que determina a absorção de cada comprimento de onda por uma molécula
em solução e cada molécula possui um espectro de absorção característico e único. Quando uma
solução de um dado composto é submetida a leituras de absorbância ao longo de uma faixa de
comprimentos de onda eletromagnética, obtém-se informações referentes à capacidade do composto
em absorver luz. Como a interação da luz com a matéria depende da estrutura química dos compostos
de absorção, o espectro de absorção é uma forma de caracterização que permite verificar qual a faixa
de comprimento de onda em que um dado composto apresenta sua maior afinidade de absorção.
Aparelho de Espectrofotometria de Absorção Ultravioleta e Visível: mede-se a intensidade de luz
absorvida em função do comprimento de onda de radiação. A intensidade de radiação inicial (I0) ao
atravessar a solução líquida contendo os cromóforos pode ser parcialmente absorvida, assim a
intensidade absorvida agora é I. Essa intensidade depende do coeficiente de absortividade molar, do
caminho óptico (a largura da cubeta, b) e da concentração da solução C. A relação entre as
intensidades é expressa pela equação de Lambert-Beer.
Moléculas que apresentam absorção no ultravioleta e no visível: a absorção da região visível depende
do número e do arranjo de elétrons nas moléculas ou íons absorventes. Como consequência, o pico de
absorção pode ser relacionado com o tipo de ligação que existe na espécie que está sendo estudada.
Nos compostos orgânicos, os que possuem dupla ligação absorvem fortemente no ultravioleta remoto.
Os compostos que possuem ligações simples e duplas alternadas, chamadas de ligações conjugadas,
produzem absorção em comprimentos de ondas maiores. Quanto mais extenso for o sistema
conjugado, mais longos serão os comprimentos de onda absorvidos, podendo chegar à região do
visível.
Ponto Isosbéstico: é onde as soluções com diferentes concentrações apresentam a mesma absorbância
em um comprimento de onda fixo. Pode ser observado em amostras com o mesmo produto mas com
concentrações distintas porque apresentam o mesmo coeficiente de absorção molar.
O uso de um espectrofotômetro na região visível para verificar a dissociação do indicador ácido-base
vermelho de metila foi possível pois um dos componentes do indicador ácido-base do vermelho de
metila absorve determinado comprimento de onda na faixa visível (cromóforo). Este cromóforo em
especial compreende conjugações nos anéis aromáticos. A mudança de coloração dos indicadores se
explica devido ao fato do vermelho de metila ser um cromóforo que quando protonado o cromóforo
apresenta a cor vermelha e quando desprotonado a cor amarela.
Um grupo cromóforo é a parte ou conjunto de átomos em uma molécula responsável por sua cor. Os
cromóforos se apresentam quase sempre em um sistema conjugado pi ou complexo metálico. No
sistema conjugado pi os níveis de energia que alcançam os elétrons são de orbital pi gerados a partir
de ligações simples e duplas alternadas, como acontece nos sistemas aromáticos. Os cromóforos de
complexos metálicos são provenientes da divisão de orbitais d ao vincular metais de transição com
ligantes.
Vermelho de Metila:
A Energia Livre de Gibbs: no processo o valor foi positivo, isso significa que não foi espontâneo e
que termodinamicamente não é favorecido. A energia livre de Gibbs expressa a diferença entre os
reagentes e os produtos no equilíbrio termodinâmico. Uma variação positiva indica aumento da
entalpia e diminuição da entropia do sistema, o que significa um processo não espontâneo e com baixa
capacidade de realizar trabalho.
Espectrofotometria em aminoácidos e proteínas: um método para determinar o pKa de proteínas é
através da curva de titulação, onde pode-se encontrar um valor igual para pH e pKa. É utilizada em
pKa na faixa de 2 a 12, sendo calculado a partir de mudanças na curva de titulação. Outras técnicas
para a determinação do pKa são a eletroforese capilar, espectrofotometria UV-VIS, a cromatografia
líquida e a titulação potenciométrica. O comprimento de onda no qual a molécula absorve luz depende
da intensidade em que seus elétrons estão ligados. Os elétrons compartilhados de ligações
carbono-carbono e carbono-hidrogênio estão fortemente ligados, fazendo com que suas excitações
requeiram um comprimento de onda abaixo de 180nm. Os elétrons que participam de ligações duplas
ou triplas não estão fortemente ligados, assim são mais difíceis de serem excitados pela radiação. As
proteínas são macromoléculas constituídas por uma ou mais cadeias de aminoácidos e apresentam
ligações carbono carbono e carbono hidrogênio, sendo assim a espectrofotometria não teria sucesso.
Entretanto existem aminoácidos como a Tirosina, Triptofano e a Fenolftaleína que possuem um anel
benzênico, que por possuir ligações duplas de carbono é responsável majoritariamente pela absorção
de luz na região ultravioleta nas proteínas.
Constante de dissociação ácida e básica para uma substância: é definida como o valor que expressa as
concentrações dos eletrólitos dissociados em meio aquoso. Assim como as demais constantes de
equilíbrio esta constante é o quociente entre as concentrações dos produtos e reagentes.
Constante de Ionização:
pKa em função da constante de ionização:
Se o indicador se encontra em soluções com pH abaixo do pKIn, sua cor será aquela da forma não
ionizada, ou protonada. Em pH’s acima de pKIn, a cor será a da forma ionizada ou desprotonada.
A determinação do pKIn por espectrofotometria pode ser calculada a partir das absorvâncias (A, AHin e
AIn-) a vários pH’s:
com e , pH: A= A In- + AHIn
Por meio da plotagem de gráficos é possível determinar o pKIn pois ele corresponde ao coeficiente
linear em um gráfico de pH versus log .(𝐴 − 𝐴𝐻𝐼𝑛 / 𝐴𝐼𝑛 − 𝐴)
A curva 6 corresponde ao valor de A In (pH mais básico) e a curva 1 ao AHIn- (pH mais ácido).
2. DETERMINAÇÃO DA VELOCIDADE DE REAÇÃO DE HIDRÓLISE BÁSICA DO
ACETATO DE ETILA SEGUIDA POR CONDUTÂNCIA
Constante de Velocidade: é determinada pela rapidez com que se formam os produtos ou se
consomem os reagentes. É uma medida experimental e é obtida pelo acompanhamento da variação da
concentração dos produtos ou dos reagentes com o tempo.
Para uma reação geral com a lei de velocidade:
dizemos que a reação é de ordem m em relação ao reagente 1 e de ordem n ao reagente 2. A ordem
global da reação é m+n e a reação será de ordem zero se m e n forem zero. Os valores dos expoentes
(conhecidos como ordens) podem ser inteiros, fracionários, positivos ou negativos e só podem ser
determinados experimentalmente.
Uma reação é de ordem zero em relação a um reagente se a variação da concentração daquele
reagente não produzir nenhum efeito.
Uma reação é de primeira ordem se, ao dobrarmos a concentração, a velocidade também dobrar.
Uma reação é de ordem n se, ao dobrarmos a concentração, a velocidade aumentar de 2n.
REAÇÃO DE PRIMEIRA ORDEM
Utilizando o processo de integração a lei de velocidade pode ser convertida em uma equação que
fornece as concentrações como uma função do tempo.
(Gráfico negativo)
Meia vida para Primeira Ordem:
REAÇÃO DE SEGUNDA ORDEM
Para uma reação de segunda

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