Calorimetria em Farmácia: Princípios e Aplicações

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UNIVERSIDADE DA INTEGRAÇÃO INTERNACIONAL DA LUSOFONIA 
AFRO-BRASILEIRA 
INSTITUTO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE 
CURSO DE FARMÁCIA 
DISCIPLINA DE FÍSICO-QUÍMICA APLICADA À FARMÁCIA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CALORIMETRIA 
Maria Isabelly de Paiva Leitão 
Profa. Dra. Raquel Petrilli Eloy 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
REDENÇÃO - CE 
2021 
 
 
1 INTRODUÇÃO 
 
 
O Princípio da Conservação da Energia diz que “ a energia pode ser transformada ou 
transferida, mas nunca criada ou destruída”. 
Em física, a lei ou princípio da conservação de energia estabelece que a quantidade total 
de energia em um sistema isolado permanece constante. Tal princípio está intimamente ligado 
com a própria definição da energia. 
Em seu sentido mais abrangente, a conservação da energia implica que se entenda a 
energia a ser conservada como a energia total do sistema, em acordo com o princípio da 
equivalência entre massa e energia. Assim, a massa é tratada como se fosse energia e não há lei 
de conservação de massa para o sistema, apenas lei da conservação de energia em seu sentido 
mais abrangente. 
Ou seja, a conservação de energia, em seu sentido mais amplo, de acordo com a teoria da 
relatividade restrita de Albert Einstein, diz respeito à conservação de uma grandeza que engloba 
massa e energia, dentro de um sistema isolado. 
Sempre que dois sistemas, a diferentes temperaturas, são colocados dentro de um 
recipiente termicamente isolado (não há troca de energia com o ambiente), ocorre transferência 
de energia, na forma de calor, do sistema à temperatura mais elevada para o sistema à 
temperatura mais baixa, até que o equilíbrio térmico entre eles seja atingindo. 
Quando um corpo recebe ou perde calor, pode ter sua temperatura aumentada ou 
diminuída ou, ainda, mudar seu estado de agregação das moléculas, passando do estado sólido 
para líquido, líquido para vapor, ou vice-versa. Consideremos inicialmente que a única 
consequência da troca de energia seja a variação de temperatura. 
A capacidade térmica de um corpo tem a ver com a quantidade de energia que este recebe 
e a variação de temperatura quue esta causa no corpo. Suponhamos que um corpo receba ou 
perca uma quantidade de energia Q sem alterar seu estado de agregação. Nesse caso, podemos 
observar que o corpo sofrerá uma variação de temperatura ΔT. 
Na indústria farmacêutica, medidas calorimétricas são comumente empregadas para 
determinar, por exemplo, o calor de solução, i.e. quando um soluto, normalmente sólido, se 
dissolve em um excesso de solvente. Essas medidas são feitas durante todas as fases de uma 
formulação farmacêutica. Já na indústria de alimentos, a calorimetria de alimentos determina 
o número de calorias por grama de um alimento. 
 
 
 
O método de calorimetria exploratória diferencial (DSC), se baseia na medida das 
diferenças no fluxo de calor na substância e referências como uma função da temperatura da 
amostra, sendo que essas duas variáveis estão submetidas a um programa de temperatura 
controlada. Em geral, os estudos de calorimetria exploratória diferencial são realizados em 
modo de varredura de temperatura. Tem aplicações na indústria farmacêutica, em testes de 
pureza de fármacos, por exemplo. 
A calorimetria é a parte da física que estuda os fenômenos relacionados às trocas de 
energia térmica. Essa energia em trânsito é chamada de calor e ocorre devido à diferença de 
temperatura entre os corpos. 
Dentro de um calorímetro (é um sistema fechado que não permite trocas de calor com o 
ambiente, semelhante à garrafa térmica) existe uma quantidade de água retirada da torneira e 
nela adicionamos uma quantidade de água quente. Para um pequeno intervalo de tempo o 
sistema (calorímetro) isolado do meio ambiente, ou seja, não troca calor com o meio ambiente, 
as trocas de calor após a mistura, devem ocorrer obedecendo ao princípio da conservação da 
energia (Primeira Lei da Termodinâmica). A quantidade de calor cedida pela água quente é 
igual à quantidade de calor recebida pela água fria e pelo calorímetro.
 
2 OBJETIVO 
 
 
Geral 
 
Verificar experimentalmente, como ocorre o equilíbrio térmico, utilizando um calorímetro. 
 
Específicos 
● Determinar a capacidade térmica de um calorímetro, e o calor específico de um objeto; 
● Entender como o calorímetro pode ser utilizado para encontrar o equilíbrio térmico de 
uma reação química; 
● Aprender a medir a capacidade térmica do calorímetro; 
● Praticar e compreender os conceitos básicos visto em aula teórica; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3 MATERIAIS E MÉTODOS 
 
 
 Materiais utilizados no experimento: 
 
● 100 mL de água quente 
● 50 mL de água fria 
● Proveta 
● Placa aquecedora 
● Calorímetro 
● Termômetro 
 
 Métodos: 
 
a) Para realizar o experimento, primeiramente foram feitas todas as medidas da água; 
b) Em seguida, foi feita a adição de 50 mL de água fria no calorímetro, e após uma leve e 
breve agitação da água, verificou-se sua temperatura. 
c) Através da placa aquecedora houve o aquecimento de 100 mL de água, e após alguns 
minutos a temperatura da mesma foi verificada. 
d) Por fim, misturou-se a água quente com a água fria no calorímetro, e após uma espera de 
5 minutos mediu-se a temperatura, desse modo, obtive-se a temperatura do equilíbrio 
térmico. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
 
Número 
da Medida 
mágua1 (g) mágua2 (g) Tli (°C) T 2i (°C) T f (°C) Ccal 
(cal/°C) 
1 50g 100g 23°C 67°C 51°C 234.67 
 
A tabela descreve as medidas e o resultado obtido na realização da prática relacionada a 
capacidade térmica do calorímetro, na qual obtive-se o valor de 234.67 cal/°C, através do 
seguinte cálculo: 
 
cágua1 (Tf - T1i) + C (Tf - T1i) = mágua2 cágua (T2i - Tf) 
4.18 × (51 - 23) + C × (51 - 23) = 100 × 4.18 × (67 - 51) 
117.04 + 28C = 6688 
28C = 6688 - 117.04 
C = 6570,96 ÷ 28 
C = 234,67 
 
 A capacidade térmica do calorímetro poderia diminuir com o aumento da variação de 
temperatura, isto pode ser feito alterando a massa da água, pois quanto maior a massa de um 
corpo maior será a quantidade de calor necessária para variar sua temperatura, por exemplo, a 
mistura feita entre água em temperatura ambiente e água aquecida, pois quando misturam -se 
ambas acaba ocorrendo a diminuição da capacidade térmica do calorímetro. 
No experimento prático foi utilizado apenas uma amostra, sendo assim, não ocorreu 
variação nas medidas, diferentemente do que aconteceria se a análise estivesse sendo feita por 
grupos distintos, utilizando os mesmos materiais, pois a amostra estaria sendo submetida a 
diferentes leituras, e o preparo poderia não ser o mesmo para todos os grupos, desta forma 
poderiam ocorrer, por exemplo, alterações na temperatura de cada amostra, e o mau isolamento 
seria um erro passível de acontecer durante o experimento o que resultaria em resultados 
desiguais, a agitação também poderia ser uma fonte de erro no experimento pois em decorrência 
dela a amostra pode sofrer perda de calor. 
Em relação ao resultado de verificação da intensidade do ultrassom de haste por 
calorimetria, obteve-se 8.38 W/cm2, atráves do seguinte cálculo: 
I = mágua × Cágua × ΔT 
A × Δt 
I = 1000 × 4.18 ×0.8 
1,33×300 
I = 3344 
399 
I = 8.38 W/cm2
 
5 CONCLUSÃO 
 
Infere-se que a calorimetria possui diversas aplicações no ramo farmacêutico, e por meio 
dela podemos fazer a permeabilidade de fármacos na membrana celular. Além disso, através 
do experimento realizado foi possível verificar a influência do calorímetro na pesquisa de troca 
de calor, o que garantiu melhor desempenho e assim obteve-se resultados mais precisos, já que 
o calorímetro isola a solução do ambiente externo. Com base no experimento e nos resultados 
obtidos, o conceitode calorimetria foi demonstrado e compreendido tanto na teória como na 
prática . 
 
 
 
 
 
6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
 
Bezerra, Ana Carolina. Lei da Conservação de Energia. Disponível em: 
<https://www.infoescola.com/fisica/lei-da-conservacao-de-energia/> 
 
 
Calorimetria. UFG. Disponível em: 
<https://www.google.com/url?q=https://files.cercomp.ufg.br/weby/up/56/o/FQExpServ_P10_ 
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DIAS, Fabiana. Calorimetria: Estudo das transferência de energia térmica. Educa Mais 
Brasil, 2018. Disponível em: 
<https://www.educamaisbrasil.com.br/enem/fisica/calorimetria>.. 
Gouveia, Rosimar. Calorimetria. Toda Materia. Disponível em: 
<https://www.todamateria.com.br/calorimetria/>. 
PORTAL EDUCAÇÃO. Métodos Térmicos de Análise Laboratorial. Disponível em: 
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%A1rmacos%2C%20por%20exemplo>. 
Resumo de física: Calorimetria. Guia do Estudante, 2011. Disponível em: 
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	1 INTRODUÇÃO
	2 OBJETIVO
	Específicos
	3 MATERIAIS E MÉTODOS
	4 RESULTADOS E DISCUSSÃO
	5 CONCLUSÃO
	6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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