apostila de quimica organica Thiago Viana
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apostila de quimica organica Thiago Viana


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separados giram a luz plano-polarizada em quantidades iguais, mas em sen-
tidos opostos. Por causa desses efeitos, os enantiômeros quando isolados são chamados de 
compostos oticamente ativos.
A luz comum é um pacote de ondas eletromagnéticas que oscilam simulta-
neamente em todos os planos perpendiculares à direção do deslocamento dos 
fótons, essa luz é chama de luz circularmente polarizada. Quando a luz passa 
através de um material denominado polarizador, todas as ondas menos uma 
são eliminadas, e o feixe resultante oscila em um único plano. A essa luz 
denomina-se plano-polarizada.
nota
Usaremos como exemplo a (+)-carvona e a (-)-carvona para explicar esse comportamento 
dos enantiômeros e também para entendermos o funcionamento de um instrumento cha-
mado polarímetro. A (+)-carvona é o principal componente do óleo da semente de cominho 
e é responsável por seu cheiro característico. A (-)-carvona, seu enantiômero, é o principal 
componente do óleo de hortelã e também fornece o seu cheiro característico. Extratos de 
ambos são usados como agentes flavorizantes em alimentos. Está claro que a diferença de 
odores dessas substâncias tem uma relação direta com as suas estruturas tridimensionais.
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Fazendo-se passar uma luz plano-polarizada através de uma solução da (+)-carvona ve-
rifica-se que ocorre um desvio da luz polarizada no sentido horário (+62º). Ao contrário, a 
solução da (-)-carvona desvia o plano da luz polarizada no sentido anti-horário (-62º). A ob-
servação do desvio do plano da luz polarizada é conhecida como polarimetria; essa medida é 
a maneira mais simples de determinar se uma amostra é oticamente ativa ou não. Lembre-se, 
para ser oticamente ativa precisa desviar a luz plano-polarizada e para desviá-la um enanti-
ômero deve estar em maior quantidade do que o outro, pois, como foi dito anteriormente, os 
enantiômeros desviam a luz polarizada em quantidades iguais, mas em sentidos opostos. Se 
a amostra tiver 50% de cada enantiômero não haverá desvio da luz plano-polarizada, visto 
que o desvio proporcionado por um enantiômero anulará o desvio do outro e então a mistura 
não será oticamente ativa. Essa amostra contendo quantidades iguais dos dois enantiômeros 
é denominada mistura racêmica ou racemato e muitas vezes designados como (±) ou par dl. 
Dessa forma, podemos chegar à importante conclusão de que uma substância quiral não será 
necessariamente oticamente ativa. 
As determinações polarimétricas são feitas em um polarímetro que é constituído dos se-
guintes componentes: Uma fonte de luz com um único comprimento de onda (monocromáti-
ca), normalmente é usado uma lâmpada de sódio, um filtro plano-polarizante, o mais comum 
é o prisma de Nicol (bloco de cristal de calcite \u2013 CaCO3), um recipiente para acondicionamento 
de amostra, onde uma célula contendo, normalmente, uma solução com a substância a ser 
analisada é introduzida, e um detector com um indicador do ângulo de desvio do plano da 
luz polarizada, que pode ser o olho humano ou uma célula fotoelétrica. O esquema mostrado 
a seguir ilustra os componentes de um polarímetro.
Luz não-polarizada Luz
polarizada
Fonte de luz
Polarizador Tubo de amostra contendo
moléculas orgânicas
Analizador Observador
Fonte: \u201cQuímica Orgânica\u201d tradução da 6ª edição Norte-Americana, John McMurry, 2005, editora Cengage Learning.
Nesse tipo de instrumento a luz é inicialmente polarizada antes de atravessar uma célula 
contendo a amostra a ser analisada. Quando a luz age sobre as moléculas simétricas, para 
cada posição de uma molécula existe uma posição de outra molécula que corresponderá 
à imagem no espelho da primeira. Considerando que qualquer amostra líquida por menor 
quantidade e/ou mais diluída que seja, contém um número muito grande de moléculas, en-
tão, para cada posição aleatória de uma molécula, será grande a probabilidade de existir 
outra molécula cuja posição seja a imagem especular da primeira. Como resultado, o desvio 
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proporcionado por essas moléculas tendem a se cancelar. Por outro lado, a interação da luz 
sobre uma molécula assimétrica não ocorrerá esse cancelamento, porque não se pode colocar 
uma molécula assimétrica em posição que corresponda exatamente à imagem especular dela 
mesma, ou seja, não existe sobreposição entre dois enantiômeros. O resultado é o desvio 
do plano da luz polarizada, a que chamamos de rotação ótica (\u3b1). A medida desse ângulo 
de rotação é feita pela rotação de outro polarizador, o analisador. Quando a amostra gira o 
plano da luz polarizada no sentido horário (para a direita), a rotação ótica (\u3b1) é designada 
pelo sinal de (+) ou pela letra d e amostra é chamada de destrógira. Por sua vez, se o desvio 
ocorrer mo sentido anti-horário (para a esquerda), o ângulo a recebe o sinal de (-) ou a letra 
l e a amostra é denominada levógira. 
O ângulo final que uma amostra (líquido puro ou uma solução) de um composto gira o 
plano da luz polarizada depende de uma série de fatores: o tamanho da célula (comprimento 
do tubo contendo o líquido ou a solução da amostra), concentração da amostra, temperatura, 
solvente e comprimento de onda da luz.
Densidade do líquido puro (g mL ) ou 
concentração da solução (g 100mL )
-1
-1
Comprimento da célula - l (dm)
Comprimento
de onda (\u3bb)
Temperatura da
medição
Rotação ótica (\u3b1)
O ângulo (\u3b1) observado no polarímetro, a rotação ótica, quando dividido pelo comprimen-
to da célula (l) em dm e pela concentração da amostra (c) em g 100 mL-1 ou pela densidade do 
líquido (d) em g mL-1 fornece a rotação específica [\u3b1] para o composto em questão.
Costuma-se indicar o comprimento de onda e a temperatura (como índice inferior e su-
perior, respectivamente). Isso se faz necessário, pois, como foi dito anteriormente o valor 
da rotação específica varia com o comprimento de onda da luz e coma temperatura. Esses 
índices servem, portanto, para especificar como a rotação ótica foi medida. Normalmente 
as rotações óticas de uma amostra em solução são determinadas a 20 °C, usando solventes 
como etanol ou clorofórmio e a luz usada é obtida a partir de uma lâmpada de sódio, com 
comprimento de onda de 589 nm (raia D do sódio).
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Soluções excessivamente concentradas introduzem possibilidades de associa-
ções entre as moléculas que podem alterar a natureza do meio por onde está 
passando a luz plano-polarizada, e com isso a relação apresentada entre \u3b1, l e 
c deixa de ser linear fornecendo resultados discrepantes. Por razões semelhan-
tes, a mudança do solvente pode ter influência pronunciada na rotação especí-
fica de certos compostos. Por isso normalmente também se indica o solvente e 
a concentração da solução, utilizados na determinação da rotação ótica.
nota
Tomando como exemplo novamente as propriedades dos dois enantiômeros do 2-buta-
nol mostradas anteriormente, podemos perceber claramente a única diferença entre esses 
dois enantiômeros.
Propriedade Física Enantiômero A do 2-butanol Enantiômero B do 2-butanol
Ponto de ebulição a 1atm (ºC) 99,5 99,5
Massa específica (g mL-1 a 20ºC) 0,808 0,808
Índice de refração (20 ºC) 1,397 1,397
Rotação específica [\u3b1]D
25 -13,52º +13,52º
Uma amostra de uma substância oticamente ativa contendo um único enantiômero é 
chamada de enantiomericamente pura ou ter um excesso enantiomérico de 100%. Por exem-
plo, uma amostra enantiomericamente pura do (+)-2-butanol apresenta uma rotação espe-
cífica ([\u3b1]D25) de +13,52º. Por outro lado, uma amostra que tem menos do que a quantidade 
equimolar do enantiômero (-)-2-butanol exibirá uma rotação específica que será menor 
do que +13,52º, porém, maior do que 0º. Tal exemplo é dito ter um excesso enantiomérico 
menor do que 100%. O excesso enantiomérico (e.e.),