Relatório final 4 - FQ

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ
CENTRO DE CIENCIAS
DEPARTAMENTO DE QUIMICA ANALÍTICA E FÍSICO-QUIMICA
CURSO: FARMÁCIA
DISCIPLINA: FÍSICO-QUÍMICA APLICADA A FARMÁCIA
PROFESSOR: HAROLDO CESAR BEZERRA DE PAULA
Determinação da concentração de substâncias oticamente ativas por uso de polarímetro
Daniel Moreira Alves – 354914
Fernanda Martins de Sousa – 354918
Fernanda Soares Macedo – 359464
Gabrielle Dantheias Barroso - 354925
George Alves do Nascimento - 352194
Iasmim Crispim Alencar - 359465
Isaac Verino de Souza - 354927
João Victor Sousa - 354931
Jose Tiago Valentim - 359466 
Luciana de Vasconcelos Rebouças - 352249
Vicente de Souza Lima - 354949
18 DE OUTUBRO 2013
INTRODUÇÃO
Polarização é uma propriedade de ondas eletromagnéticas. Ao contrário de ondas mais familiares como as ondas aquáticas ou sonoras, as ondas eletromagnéticas são tridimensionais e a polarização é uma medida da variação do vetor do campo elétrico dessas ondas com o decorrer do tempo.							A manifestação mais simples, para visualização, é a de uma onda plana, que é uma boa aproximação para a maioria das ondas luminosas. Numa onda plana as direções dos campos magnético e elétrico estão, em qualquer ponto, perpendiculares à direção de propagação. Simplesmente porque o plano é bidimensional, o vetor campo elétrico no plano num dado ponto do espaço pode ser decomposto em duas componentes ortogonais. Chamemos as componentes de x e y (seguindo as convenções da geometria analítica). 									Para uma onda harmônica, onde a amplitude do vetor do campo elétrico varia senoidalmente, as duas componentes têm exatamente a mesma frequência. Contudo, estas duas componentes têm duas outras características que podem diferir. Em primeiro lugar, as duas componentes podem não ter a mesma amplitude. Em segundo, as duas componentes podem não ter a mesma fase, isto é, podem não alcançar os seus máximos e mínimos ao mesmo tempo, no plano fixo que temos por base. 				Então, com a ajuda de instrumentos óticos, conhecidos como polarizadores, é possível converter um feixe de luz não polarizado em num feixe de luz com qualquer polarização e assim determinar a concentração de substâncias opticamente ativas, ou seja, determinar o poder rotatório especifica de substâncias quirais utilizando a lei de Biot.		 
FINALIDADE DA PRÁTICA
Essa prática teve como finalidade determinar o desvio angular de três diferentes amostras, com a utilização de polarímetro, bem como, pela utilização da Lei de Biout, objetivou-se encontrar as concentrações das mesmas. 						Além disso, nos propiciou entender um pouco mais sobre substâncias oticamente ativas e sua caracterização pelo uso do polarímetro.
RESULTADOS E EXECUÇÃO DOS CÁLCULOS
Para a análise no polarímetro, foram usadas três diferentes soluções: soro fisiológico, soro caseiro e soro para reidratação oral. As soluções estavam a 20ºC e o comprimento do tubo do polarímetro era 1,926 dm.					Inicialmente encheu-se o tubo do instrumento com água destilada, e na ocular foi possível observar as 3 partes do campo igualmente sombreadas. O ângulo encontrado (αs) foi de 0º. Posteriormente foi analisado o soro fisiológico, e novamente se observou o campo todo sombreado. O desvio angular observado (αobs) indicou 0º.				Seguiu-se com a análise do soro caseiro. Com esta solução o campo visto na ocular mostrou-se escuro ao centro e claro nas laterais. Nesse caso foi girado o analisador até que o campo ficasse com as 3 partes sombreadas e só então o valor do ângulo foi anotado. O αobs foi de 4,6º. 							Por fim, foi analisado o soro para reidratação oral. Da mesma forma que a solução anterior, o campo ficou escuro ao centro e claro nas laterais, e após o ajuste no analisador, o αobs foi de 2,5º.										Sabendo que αfinal = αobs – αs, foi possível calcular a concentração utilizando da Lei de Biout: αfinal = [α]D . L . C , 								Onde: [α]D = poder rotatório específico característico de uma substância presente na solução (depende da temperatura);								 L é o comprimento, em dm, do tubo polarímetro; e 					 C é a concentração da substância oticamente ativa em g/cm³.
Essa lei pode ser expressa ainda em função da Concentração: C = αfinal / [α]D . L 	Sabe-se pois que o desvio observado no soro caseiro foi decorrente da sacarose presente em sua composição e esta em 20ºC tem [α]D = 66,53º; e o desvio observado no soro para a reidratação oral foi decorrente da glicose, presente em sua formulação. A glicose, a 20º, possui [α]D = 52,7º.								Com todos esses dados, foi possível calcular as concentrações das soluções.
Soro fisiológico
αfinal = 0 – 0 
 αfinal = 0º 
C = 0 / 0 . 1,962 
C = 0 g/cm³
Soro caseiro
αfinal = 4,6 – 0 
αfinal = 4,6º 
C = 4,6 / 66,53 . 1,962 
 C = 0,036 g/cm³
Soro para reidratação oral
αfinal = 2,5 – 0 
αfinal = 2,5º 
C = 2,5 / 52,7 . 1,962 
C = 0,025 g/cm³
 Esses dados foram organizados na tabela 1.
Tabela 1 – Resultados obtidos para as 3 soluções analisadas.
	SOLUÇÕES
	DESVIO ANGULAR FINAL (º)
	CONCENTRAÇÃO (g/cm³)
	Soro fisiológico
	0
	0
	Soro caseiro
	4,6
	0,036
	Soro para a reidratação oral
	2,5
	0,025
DISCUSSÃO
No soro fisiológico não foi observado desvio porque a sua composição é de NaCl e água, substâncias que não possuem atividade ótica, já que essas substâncias não presentam carbonos quirais, e assim não são capazes de promover um desvio angular. Logo, ao ver as 3 partes do campo, todas permaneceram sombreadas, tal qual ocorreu com a analise da água destilada, que pelas mesmas razões não possui atividade ótica.		Entretanto, com relação ao soro caseiro e ao para reidratação oral, o campo observado na ocular foi escuro no centro e claro nas laterais, indicando serem compostas por substancias oticamente ativas, dado que o campo alterou sua uniformidade sombreada, e essa disposição de claro e escuro caracteriza tais substâncias como dextrógenas. 										E vale salientar que essa disposição escura ao centro e claro nas laterais é decorrente do analisador ter se encontrado um pouco antes da posição cruzada em relação ao polarizador, partes essas que compões o polarímetro. 					Vamos entender que quando um feixe de luz polarizada passa através de uma molécula ele sofre quase sempre uma pequenina rotação no respectivo plano devido à interação com as partículas carregadas eletricamente da molécula. Dependendo da molécula pode haver um desvio do plano de rotação da luz polarizada.				Numa amostra pura de um único enantiômero nenhuma molécula pode servir de imagem da outra; não se produz, portanto, a anulação de rotações de moléculas individuais e o resultado é o aparecimento de certa rotação. 				Na maioria dos compostos, dada à distribuição aleatória do imenso número de moléculas e por cada molécula que a luz encontra existe outra molécula que, pela sua orientação, se apresenta como imagem da primeira num espelho plano, e cujo efeito sobre o feixe luminoso anula exatamente o efeito da primeira molécula resultando numa rotação nula.	
CONCLUSÕES
De acordo com os resultados obtidos a partir dos experimentos realizados, foi possível observar fatores que determinam a mensuração da rotação específica das três diferentes soluções: soro fisiológico, soro para reidratação oral e soro caseiro.			A partir das analises foi possível identificar esses fatores como sendo a constituição química das amostras utilizadas no polarímetro, bem como diferença das concentrações das soluções de enântiomeros. Isso determina a ocorrência dos desvios e a variação das rotações.									Foi comprovado que quando um composto opticamente ativo, que possui uma estrutura assimétrica capaz de desviar o plano da luz polarizada, é atravessado pela luz de um polarímetro, faz rodar o plano de polarização da luz de certo ângulo alfa, que vai diferi de composto para composto e também vai depender do número de moléculas que a luz atravessa, isto é, varia com a concentração da solução e do comprimento do tubo.		Assimsendo, graças ao polarímetro, foi possível diferenciar e identificar soluções que continham ou não substâncias oticamente ativas, através da percepção desse desvio, que culminava na modificação da visualização do campo visual.			Além disso, pelos resultados obtidos referentes a concentração dessas substâncias, foi possível notar que a concentração foi maior na solução cujo desvio angular final apresentava o maior valor. Isso é possível de ser comprovado pela própria lei de Biot, que mostra C como sendo diretamente proporcional a αfinal.