Prática 1
Polarimetria
Data de realização do experimento: 07/03/2014
Alunos: Gabriel Martins de Alvarenga
Naira Buzzo Anhesine
Rodrigo Cesar Costa
Weslei Bruno Botero
Professor: Rodrigo Fernandes Costa Marques
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Relatório sobre Fisico-Química Experimental 2
Tipologia: Provas
2015
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Prática 1
Polarimetria
Data de realização do experimento: 07/03/
Alunos: Gabriel Martins de Alvarenga
Naira Buzzo Anhesine
Rodrigo Cesar Costa
Weslei Bruno Botero
Professor: Rodrigo Fernandes Costa Marques
Sumário
- Objetivo
- Introdução..................................................................................................................
- Materiais e métodos
- Resultados e discussões
- Conclusão
- Referências
quando os eixos dos dois prismas são perpendiculares uns aos outros), um tubo (chamado de porta amostra) contendo uma solução de açúcar é colocado entre os dois prismas, o campo fica claro, e um dos prismas deve sofrer uma rotação de um certo ângulo α , antes que o campo fique escuro novamente. A solução de açúcar tem, portanto, o poder de girar ou rotacionar o plano da luz polarizada através de certo ângulo e, consequentemente, é dita como opticamente ativa. Quando o intuito é obter escuridão, o analista deve ser girado para a direita (sentido horário) e a substância opticamente ativa é dita como dextrógira. Ela será tida como levógira quando o analista for girado para a esquerda (sentido anti-horário) com o intuito de se obter escuridão novamente.
Figura 2 – Descrição do funcionamento básico de um polarímetro. Fonte: Imagem adaptada de http://goo.gl/FpIAjx.
Figura 3 – Porta amostra do polarímetro. Fonte: Imagem retirada de http://goo.gl/XEM7rg.
O ângulo de rotação depende dos seguintes fatores:
- Natureza da substância;
- O comprimento do porta amostra na qual a luz atravessa;
- O comprimento de onda da luz empregada (quanto menor o comprimento de onda, maior será o ângulo de rotação);
- Temperatura;
- Concentração da substância opticamente ativa.
Com o fim de obter a medida do poder de rotação da substância, esses fatores devem ser levados em consideração e então, é possível obter a sua rotação específica através da seguinte equação:
]D^25 (I) Onde c é a concentração em g/100ml, l é o caminho óptico em decímetro, α é a rotação observada e ]D^25 é a rotação específica para a linha D (luz de sódio) à uma temperatura de 25°C. Todos os polarímetros estão equipados com um aparelho óptico que divide o campo em duas ou mais partes adjacentes de modo a que, quando o ponto final é alcançado às secções do campo tomam a mesma intensidade.
Figura 4 – Visualização do aparelho óptico do polarímetro. Fonte: Imagem retirada de http://goo.gl/zh4ra7.
Uma das possíveis falhas em se usar um polarímetro é a dificuldade em determinar o ponto final preciso, ou ponto de máxima ou mínima iluminação. Apesar de o olho humano ser um mau juiz de intensidade absoluta, ele é capaz de comparar as intensidades de dois campos diferentes se vistos simultaneamente com grande precisão. Por esta razão, o ponto final pode ainda ser chamado de "zero óptico". Uma rotação
Realizou-se em seguida, segundo a equação cinética da reação a observação da ordem da mesma e uma regressão linear para a obtenção da constante de velocidade da reação.
4. Resultados e discussões
Após o preparo das soluções de sacarose e completa solubilização das mesmas, realizaram-se medidas da rotação (αo) observada no polarímetro. Os resultados obtidos estão representados na tabela abaixo.
Tabela 2 – Rotações observadas para as diferentes soluções de sacarose αo 5% 3,25° αo 10% 6,50° αo 20% 13,30°
Como já exemplificado, compostos diferentes apresentam diferentes valores de rotação específica molar. Pode-se encontrar a rotação específica molar de um composto à 25⁰ C segundo a equação abaixo (Lei de Biot), onde a grandeza é dada em relação à rotação observada, a concentração da solução em g/100 ml e o caminho óptico do equipamento utilizado.
]D^25 (I) A equação pode ser reescrita da seguinte forma: ]D^25 (II) Desse modo temos que é possível obter a rotação específica molar da sacarose a partir de uma relação linear dos valores de rotação medidos na tabela 2 pelas
concentrações, onde o coeficiente angular pode ser representado por ]D^25.
O resultado gráfico está representado abaixo:
Figura 5 – Gráfico de α vs a concentração para a obtenção da rotação específica molar da sacarose.
Observou-se um coeficiente angular de 0,67143 e uma rotação específica molar de:
]D^25 Sendo o caminho óptico (l) igual à 1 dm temos: ]D^25 ]D^25 = 67,14° Comparando o valor acima obtido experimentalmente com o encontrado na literatura (66,5 foi possível calcular o erro da medida.
r =^ % Desse modo, podemos determinar que as medidas realizadas apresentaram-se precisas, com um valor obtido próximo do literário e consequentemente um pequeno erro relativo. Temos que uma solução aquosa de sacarose sofre hidrólise mais rapidamente na presença de um ácido, resultando na formação de uma molécula de frutose e uma molécula de glicose.
12 22 11 2 O^ →^6 12 6 +^6 12
Figura 6 – Gráfico demonstrando a relação linear entre o logaritmo da razão Co/C e o tempo, onde temos o coeficiente angular como a constante de velocidade dessa reação de pseudo- primeira ordem.
Comparando a equação da reta com a equação IX verificamos que o coeficiente angular da reta equivale à constante de velocidade K.
-3 (^) min-
5. Conclusão
As medidas experimentais realizadas demonstraram um pequeno erro e uma adequada determinação da rotação específica molar da sacarose. Realizou-se também a determinação da constante de velocidade da hidrólise ácida da sacarose obtendo um resultado plausível e dentro do encontrado na literatura.
6. Referências
CROCKFORD, H. D; NOWELL, J. W. Manual de laboratório de Química Física. ed.
- Madrid: Alambra, 1961. 170 p.
FINDLAY, A.; KITCHENER, J. A.; Practical Physical Chemistry. 8. ed. London: Longmans, 1954. 364p.
AUXILAB – Porta amostra do polarímetro. Disponível em . Acesso em 11/03/2014.
FLORIDA ATLANTIC UNIVERSITY – Funcionamento de um polarímetro. Disponível em . Acesso em 11/03/2014.
UNIVERSIDADE DO PORTO – O polarímetro na determinação de concentrações de soluções. Disponível em . Acesso em 12/03/2014.