Relatorio Combustão

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Universidade Federal do Ceará
Centro de Ciências
Departamento de Química Analítica e Físico-Química
Relatório:
Medida do calor de combustão em comprimidos de vitamina C. 
Aluno: Artur Chagas de Sousa 
Matrícula: 401034
Disciplina: Físico-Química Aplicada à Farmácia
Professora: Adriana Correia
Data de realização da prática: 24 de novembro de 2017
FORTALEZA-CE, 2017
Introdução
 A substância analisada no experimento da medida do calor de combustão, foi a vitamina C (ácido ascórbico) na forma de comprimidos. Basicamente, as vitaminas são compostos que o organismo humano não tem a capacidade de biossintetizar, sendo necessária a obtenção através da suplementação vitamínica por meio de comprimidos, forma mais encontrada nas farmácias, e drogarias, ou na dieta. A vitamina C está na classe das vitaminas hidrossolúveis, juntamente com as vitaminas do complexo B. Sua estrutura molecular está representada a seguir:
 Figura 1 - ácido 2,3-enediol-L-gulônico (Ácido ascórbico)
 A vitamina C participa de diversas atividades metabólicas enzimáticas que lhe conferem várias atividades benéficas ao organismo, citando-se: propriedades antioxidantes, proteção contra doenças cardiovasculares, regulação metabólica, fortalecimento do sistema imune, queima de gorduras. 
 O equipamento de laboratório utilizado foi o Calorímetro para quantificar o fluxo de calor em um comprimido de vitamina C e obter o ΔH. É importante lembrar que o comprimido de vitamina C utilizada no experimento é composto, além do princípio ativo, por substâncias adicionais para conferir estabilização e aceitação como forma farmacêutica. Portanto, além da determinação das calorias quantificadas no calorímetro pela queima do ácido ascórbico, há também os valores da queima de alguns excipientes como edulcorantes, por exemplo. Os dados foram organizados em um gráfico da variação de temperatura versus tempo de operação no calorímetro durante a queima de uma amostra de comprimido de ácido ascórbico. 
Objetivos
Estudar o processo de combustão de um sólido em um calorímetro, além de entender seu funcionamento. 
Construir a curva de variação de temperatura versus tempo de combustão.
Calcular o ΔH da reação de combustão do ácido ascórbico em um comprimido de vitamina C. 
Metodologia
 Na realização do experimento, foram utilizados os seguintes materiais:
Comprimido de vitamina C.
Calorímetro.
Bomba calorimétrica.
Cadinho.
Fio de algodão. 
Balança analítica.
Cilindro de oxigênio. 
 
Figura 3 – Bomba calorimétrica 
 Figura 2 - Calorímetro
 
 Primeiramente foi pesado e anotado o valor de um fragmento de comprimido de ácido ascórbico pesado na balança analítica. Em seguida a amostra é posta no cadinho da bomba calorimétrica e colocado no suporte, realizando o contato entre o fio de algodão (irá queimar) e o comprimido. O reator é composto de aço inox, por ser um material inerte e não interferir no experimento. Após esse processo, o suporte é posto na bomba calorimétrica e fechado com cautela para que o oxigênio que será introduzido não vaze. Por medida de segurança, é preciso verificar perceptivelmente se não há vazamento de oxigênio do interior da bomba calorimétrica. A pressão no interior do reator é de aproximadamente 10 atm. Em seguida é colocado o adaptador de contato elétrico. 
 Por fim, a bomba calorimétrica deverá ser colocada no interior do calorímetro, no espaço adequado. Um volume de 2 L de água da torneira, na faixa de 18°C a 24° é adicionada no calorímetro. Após essas etapas, é programado o calorímetro para funcionar. 
 A cada 0,20 min foi registrado variação de temperatura do sistema, durante 8 minutos para posteriormente organizar os dados em uma tabela e construir o gráfico. 
Resultados e discussão 
 A variação de temperatura, dada em Kelvin, da reação de combustão da vitamina C no calorímetro foi registrada a cada 0,20 min em um tempo total de 8 minutos. A tabela a seguir foi construída para organizar os dados.
Composto: Comprimido de Vitamina C 
	t (min)
	ΔT (K)
	0,20
	0,1257
	0,40
	0,0036
	0,60
	0,0435
	0,80
	0,0966
	1,00
	0,1286
	1,20
	0,1472
	1,40
	0,1596
	1,60
	0,1702
	1,80
	0,1780
	2,00
	0,1832
	2,20
	0,1869
	2,40
	0,1907
	2,60
	0,1938
	2,80
	0,1962
	3,00
	0,1987
	3,20
	0,2021
	3,40
	0,2077
	3,60
	0,2230
	3,80
	0,2507
	4,00
	0,2811
	4,20
	0,3049
	4,40
	0,3240
	4,60
	0,3396
	4,80
	0,3514
	5,00
	0,3611
	5,20
	0,3695
	5,40
	0,3769
	5,60
	0,3835
	5,80
	0,3894
	6,00
	0,3944
	6,20
	0,3988
	6,40
	0,4028
	6,60
	0,4064
	6,80
	0,4099
	7,00
	0,4130
	7,20
	0,4156
	7,40
	0,4182
	7,60
	0,4205
	7,80
	0,4228
	8,00
	0,4248
 A massa de comprimido de Vitamina C analisada foi de 0,1620 g previamente pesada na balança analítica. O valor de ΔH pode ser determinado pela medida do fluxo de calor que acompanha uma reação em uma dada pressão constante. O sistema quando é submetido ao calor tende a variar a temperatura, sendo, portanto, possível mensurar o fluxo de calor através da variação de temperatura. Sabe-se que a entalpia é representada matematicamente pela seguinte fórmula:
 
 Onde,
 ΔH é a variação de entalpia do sistema. 
 ΔU é a variação de energia interna do sistema.
 pV é a pressão e o volume do sistema. 
 Como visto no início do semestre, a Lei dos Gases Ideais diz que o produto pV é matematicamente igual ao produto nRT. Dispondo desse conhecimento a equação acima pode ser substituída, obtendo-se: 
 Em que, 
 R é a constante universal dos gases ().
 T é a temperatura do sistema em Kelvin (K). 
 é a variação do número de mols de espécies gasosas participantes da reação. 
 Considerando a reação de combustão do ácido ascórbico, tem-se a seguinte reação exotérmica: 
C6H8O6 (s) + 5 O2 (g) → 6 CO2(g) + 4 H2O(l) ΔH = -13,3 kJ
 O valor de ΔH acima é o valor teórico tabelado da variação de entalpia da combustão do ácido ascórbico. Como o comprimido é uma forma farmacêutico que pode conter excipientes calóricos, é difícil determinar com precisão o valor da combustão do ácido ascórbico. Na amostra analisada de ácido ascórbica no laboratório, obteve-se ΔH = 12,82 kJ quantificado pelo calorímetro. Como esperado, a variação de entalpia prático foi diferente do encontrado na literatura, confirmando o viés de que os comprimidos de vitamina C apresentam excipientes que podem alterar o fluxo de calor no sistema. 
 A partir das variações de temperatura acompanhada durante a queima do ácido ascórbico no reator do calorímetro, construiu-se o seguinte gráfico: 
 
 Podemos observar no gráfico a variação de temperatura que ocorreu e que foi quantificada no calorímetro. 
Conclusão
 É importante para o estudante de Farmácia conhecer os métodos que são utilizados em laboratório para quantificar a variação de entalpia de um sistema (ΔH). Através do experimento pode-se perceber que os excipientes de um comprimido alteram a sua variação de entalpia, interferindo consequentemente na queima da substância. Esse fator pode despertar a importância que há em escolher os excipientes corretos de uma forma farmacêutica para evitar efeitos impróprios ou alterações em suas propriedades físico-químicas. 
Referências Bibliográficas
CORREIA, Adriana. Roteiros de Práticas: Físico-Química Aplicada à Farmácia. Universidade Federal do Ceará.