O Efeito da força iônica sobre a taxa de reação

Universidade de São Paulo[pic 1]

Faculdade de Filosofia, Ciências e Letras de Ribeirão Preto.

Departamento de Química

Físico-química Experimental

Experimento 7: Um estudo fluorimétrico do efeito da força iônica sobre a taxa de reação

Temperatura:

 Pressão:

Grupo 7:

Érick Eduardo P. de Oliveira - 9290522

Henrique Romero G. M. Ferreira – 8601210

Isabella Furlin Machado – 8625377

Profa. Dra. Ana Paula Ramos

Ribeirão Preto, 14 de março de 2018.

1. Introdução

         A quinina bissulfato é um alcaloide extraído da árvore cinchona e seu uso mais conhecido é sua atividade como uma droga antimalárica, e possui outras aplicações farmacológicas e presentes na literatura e também usado na indústria alimentícia como aromatizante. [1][2]

         A quinina bissulfato (ou QBS) possui atividade fluorescente, qual pode ser medida por uma fluorimetria. [2] A fluorescência é um processo no qual temos a excitação de uma espécie química, em comprimento de onda, assim elevando a espécie química a um estado excitado, ela pode decair ao estado fundamental com a emissão de luz sem que haja mudança de multiplicidade do spin. [4]

        O processo de fluorescência é umas formas de relaxamento de uma espécie química, assim, ele pode ser diminuído através de uso de outros processos não radiativos para o relaxamento do estado excitado para estado fundamental. [4] Os elétrons da QBS são excitados para cima do estado fundamental através da energia do comprimento de excitação em 350nm, e responde com emissão pelo efeito da fluorescência com maior energia no comprimento de 450 nm. [3]

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Figura 1: Espectro de absorção da Quinina em 0,1M H2SO4 [3].

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Figura 2: Espectro de excitação da Quinina nas condições da figura 1. [3]

        Porém, há possibilidade da QBS também poder voltar ao nível de menor energia através por meios vibratórios, sendo resultados de colisões. Esse efeito que causa diminuição no comportamento foto-físico da QBS é conhecido como supressão, e essa molécula tem como seus principais supressores os íons haletos.[4][5][6] O processo de supressão pode ser clássico entre: dinâmico ou estático. Isso se deve ao fato do tempo de vida desse processo poder ser fixo em qualquer espécie supressora do efeito luminescente (supressão estática) ou pode interferir no tempo de vida (supressão dinâmica). Temos que os haletos usados nesse experimento foram Cl- e Br- e temos nesse caso, uma supressão dinâmica. [5][6][8]

        Por ocorrer esse fato temos que podemos mensurar esse fenômeno da queda da fluorescência em razão da concentração dos supressores através da equação de Stern-Volmer que descreve essa queda devido a formação de um complexo não fluorescente no meio, o que diminuiria o sinal final. [9]

A supressão pode aumentar com o aumento da concentração do supressor, mas pode diminuir com o aumento da força iónica no meio. Isso deve pelo fato do aumento da força iónica, na teoria eletrolítica de Deby-Huckel e sua lei limite, que com o aumento da força iónica, maior será o envolvimento de cargas por cargas, sendo assim solvatadas e não disponíveis ao meio, consequentemente, temos a diminuição da atividade das espécies do meio e diminuição da supressão. [7]

Neste experimento, será verificado a veracidade do fenômeno pela equação de Stern-Volmer em forças iônicas distintas e logo depois visto o aspecto da força iônica na interferência da supressão e termos compreensão sobre a natureza dos eventos que afetam a fluorescência da QBS.

1. Parte Experimental

1. Reagentes:

-  HNO3 65%

- Solução de Quinina

- Brometo de sódio PA

- Cloreto de sódio PA

1. Vidrarias/Equipamentos

Balão volumétrico de 10 mL

Balão volumétrico de 100 mL

Béquer de 500 mL

Chapa de aquecimento

Cubeta de Quartzo

Espectrofotômetro de emissão

Micropipeta 10-100 uL

Micropipeta de 200 - 1000 uL

Micropipeta - 10 uL

Pipeta volumétrica de 1 mL

Pipeta volumétrica de 3 mL

Pipeta volumétrica de 5 mL

Ponteiras para micropipeta de 1000 uL/ 100 uL/10 uL

1. Procedimento

Realizou-se apenas o teste com o sal de brometo devido ao tempo de manuseio do Equipamento, porém os dados foram trocados entre os grupos.

A concentração de Quinina foi a mesma para cada solução de teste 2,0 x 10-5 M, para isso adicionou-se 35 mL de água tônica em um béquer e por evaporação em chapa de aquecimento, concentrou a amostra até um volume aproximado de 9,0 mL. Este volume foi transferido para um balão volumétrico de 10,00 mL e o volume completado com água destilada.

A força iônica de cada conjunto de soluções foi determinada pela adição de HNO3, para isso preparou-se em um balão volumétrico de 100 mL uma solução estoque 1M (6,9 mL de ácido nítrico 65%) e a partir desta, realizou-se as seguintes diluições utilizando micropipetas p1000 e pipetas volumétricas de 1 3 e 5 mL:

Solução A. 0,5 mL da solução estoque em um balão de 10 mL (0,05mol/L)

Solução B. 1,0 mL da solução estoque em um balão de 10 mL (0,10mol/L)

Solução C. 2,0 mL da solução estoque em um balão de 10 mL (0,20mol/L)