Relatório_ Prática_02

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UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL 
ÁREA DO CONHECIMENTO DE CIÊNCIAS EXATAS E ENGENHARIAS 
QUI0245 - QUÍMICA INSTRUMENTAL 
Prof. Dr. Carlos A. Figueroa 
 
 
 
 
 
 
RELATÓRIO PRÁTICA 2 
ANALISAR ESPECTROS DE INFRAVERMELHO DE HIDROCARBONETOS 
E CALCULAR E COMPARAR PARÂMETROS QUÍMICOS DA LIGAÇÃO C-H 
 
 
 
 
 
 
Caroline Lorenzzetti 
Gilson Antonio Bitencourt dos Santos Junior 
William Luan Deconto 
 
 
 
Caxias do Sul, 30 de setembro de 2020 
 
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1. RESUMO 
Assim como ocorre em outros tipos de absorção de energia, as moléculas, quando 
absorvem radiação no infravermelho, são excitadas para atingir um estado de maior 
energia. A absorção de radiação no infravermelho é, como outros processos de absorção, 
um processo quantizado. Uma molécula absorve apenas frequências (energia) 
selecionadas de radiação do infravermelho. A absorção de radiação no infravermelho 
corresponde a alterações de energia de ordem de 8 a 40 kj/mol. 
A radiação nessa faixa de energia corresponde a faixa que engloba frequências 
vibracionais de estiramento e dobramento das ligações na maioria das moléculas mais 
covalentes. No processo de absorção são absorvidas as frequências de radiação no 
infravermelho que equivalem as frequências vibracionais naturais da molécula em 
questão, e a energia absorvida serve para aumentar a amplitude dos movimentos 
vibracionais das ligações das moléculas. 
Nem todas as ligações em uma molécula são capazes de absorver energia no 
infravermelho, mesmo que a frequência da radiação seja exatamente igual à do 
movimento vibracional. Apenas as ligações que tem um momento de dipolo que muda 
como uma função de tempo são capazes de absorver radiação no infravermelho. Ligações 
simétricas, como a do H2 ou Cl2, não absorvem radiação no infravermelho. Para transferir 
energia, uma ligação deve apresentar um dipolo elétrico que mude na mesma frequência 
da radiação que está sendo introduzida. O dipolo elétrico oscilante da ligação pode, então, 
acoplar-se com o campo eletromagnético da radiação incidente, que varia de forma 
senoidal. 
2. OBJETIVOS 
O objetivo deste trabalho é analisar espectros de infravermelho de hidrocarbonetos 
e calcular e comparar parâmetros químicos da ligação C-H. 
3. INTRODUÇÃO TEÓRICA 
A espectroscopia estuda a interação da radiação eletromagnética com a matéria, 
sendo um dos seus principais objetivos o estudo dos níveis de energia de átomos ou 
moléculas. Normalmente, as transições eletrônicas são situadas na região do ultravioleta 
ou visível, as vibracionais na região do infravermelho e as rotacionais na região de 
microondas e, em casos particulares, também na região do infravermelho longínquo. 
 
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Em uma molécula, o número de vibrações, a descrição dos modos vibracionais e 
sua atividade em cada tipo de espectroscopia vibracional (infravermelho e Raman) podem 
ser previstas a partir da simetria da molécula e da aplicação da teoria de grupo. Embora 
ambas as espectroscopias estejam relacionadas às vibrações moleculares, os mecanismos 
básicos de sondagem destas vibrações são essencialmente distintos em cada uma. Em 
decorrência disso, os espectros obtidos apresentam diferenças significativas: quando da 
ocorrência de um mesmo pico nos espectros Raman e no infravermelho observa-se que o 
seu tamanho relativo nos espectros é muito diferente. Existe, também, o caso onde um 
certo pico aparece em um espectro e é totalmente ausente em outro. 
Devido a essas diferenças, a espectroscopia no infravermelho é superior em alguns 
casos e em outros a espectroscopia Raman oferece espectros mais úteis. De modo geral, 
pode-se dizer que as espectroscopias Raman e infravermelho são técnicas 
complementares. A condição para que ocorra absorção da radiação infravermelha é que 
haja variação do momento de dipolo elétrico da molécula como conseqüência de seu 
movimento vibracional ou rotacional (o momento de dipolo é determinado pela 
magnitude da diferença de carga e a distância entre dois centros de carga). Somente nessas 
circunstâncias, o campo elétrico alternante da radiação incidente interage com a molécula, 
originando os espectros. De outra forma, pode-se dizer que o espectro de absorção no 
infravermelho tem origem quando. 
4. MATERIAIS UTILIZADOS 
• Espectrômetro para análise de espectrometria vibracional de infravermelho; 
• KBr; 
• Pastilhador; 
• Espátula; 
• Porta amostras; 
• Ácido benzoico; 
• Filme de Nujor 
5. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL 
Na análise de espectrometria vibracional de infravermelho nesta pratica, foi 
utilizado no primeiro experimento uma matriz sólida, utilizando como base o KBr grau 
espectroscópico sendo mais puro e livre de qualquer umidade. A umidade pode interferir 
 
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na análise do infravermelho. Foi feito o encerramento do KBr para deixar a amostra em 
um pó bem fino, após foi feita a pastilha do branco para o equipamento. 
A montagem do pastilhador foi feita da seguinte forma: Coloca-se a base do 
pastilhador, após a esfera de alumínio e fecha-se o sistema. O KBr é colocado dentro do 
equipamento (pastilhador) já montado, não se pode colocar muito KBr, pois a pastilha 
ficará muito grossa. É importante que a pastilha seja translucida para fazer o branco. Após 
espalhar o material dentro do pastilhador, coloca-se a esfera com a parte mais lisa sobre 
o pastilhador e rotaciona-se para espalhar o material. O sistema é fechado e o aparato 
levado ate a prensa, levando a uma pressão de 7.000 short. Retira-se o aparato da prensa 
alocando a pastilha de KBr no porta amostras. 
Abrir a porta do Espectrômetro e colocar a pastilha de KBr dentro do 
equipamento, deixando o feixe de laser passar por dentro da amostra. Com a ajuda o 
software fazer a leitura do branco, para obter o espectro. Para a leitura da amostra 
procedeu-se da mesma forma do preparo do branco, sendo o analito o ácido benzoico. Foi 
selecionado o modo de medição de espectro em transmitância, absorbância e 
interferograma e faixa do espectro ficou em 400 à 4000 cm-1. Exportar o espectro e salvar 
para posteriores analises. 
6. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
Para plotar o espectro de infravermelho utilizamos o programa Origin. O primeiro 
passo é importar os dados do infravermelho como demostrado na figura 01. 
Figura 01 – Importar dados infravermelho. 
Fonte: Vida de químico 
 
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Quando se importa os dados do infra vermelho, os valores iram aparecer em duas 
colunas, em um arquivo asck, como apresentado na figura 02. Pode-se importar duas ou 
mais colunas dos valores coletados 
Figura 02 – Planilha de dados. 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Vida de químico 
Após escolher e adicionar as colunas, gera-se o gráfico com os dados coletados e 
plotados, figura 03. 
Figura 03 – Gráfico com os dados coletados e plotados. 
 
Fonte: Vida de químico 
 
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No gráfico da figura 03 o eixo X vai de 0 a 5000, mas normalmente o infravermelho é 
apresentado na ordem decrescente, por isso foi mudado o eixo X, delimitando a área do eixo, 
como demostrado na figura 04. 
Figura 04 – Gráfico final. 
 
Fonte: Vida de químico 
Calculou-se a constante de força (k) para as ligações C-H nas três diferentes 
hibridizações do carbono e interprete quimicamente essa mudança; 
A força K é uma constante que varia de uma ligação para outra. As constantes de 
força para ligações triplas são o triplo das de ligação simples, enquanto as constantes de 
força para ligações de duplas, são o dobre das ligações simples. Isso porque, se 
observarmos, ligações mais fortes tem constante de força K maior e vibram em frequência 
mais altas do que ligações mais fracas envolvendo as mesmas massas, e ligações entre 
átomos de massas maiores, vibram em frequências mais baixas do que ligações entre 
átomos mais leves envolvendo o mesmo tipo de ligação. Em geral, ligações triplas são 
mais fortes do que duplasou simples entre os mesmos átomos e tem frequências de 
vibração mais alta, como mostrado na figura 05. 
Figura 05 - Força K constante que varia de uma ligação para outra. 
 
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Fonte: Vida de químico 
A hibridização afeta também a constante de força k. As ligações são mais fortes 
na ordem sp3> sp2> sp, e as frequências que nos mostram na figura 06, assim nos 
confirmam isso. 
Figura 06 - Hibridização afeta também a constante de força k 
 
Fonte: Vida de químico 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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7. CONCLUSÕES 
O experimento tornou possível um maior aprendizado do funcionamento do 
espectrofotômetro, além da preparação de amostras sólidas para leitura a partir de uma 
amostra padrão. 
8. BIBLIOGRAFIA 
Disponível em https://www.youtube.com/watch?v=xtsiwbb44Fo. Acesso em: 25 
setembro de 2020. 
Disponível em https://www.youtube.com/watch?v=507pv4VZIrs&t=20s. Acesso em: 25 
setembro de 2020. 
Disponível em https://www.youtube.com/watch?v=WukLduaDkU0. Acesso em: 25 
setembro de 2020. 
Disponível em https://www.youtube.com/watch?v=NY-Gncem24o. . Acesso em: 25 
setembro de 2020. 
SECA, Ana. Espect rofotometria. Disp onível em: <http:/ /www.uac.pt>. Acesso em: 25 
setembro de 2020.