Polarimetria

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ

INSTITUTO DE FÍSICA E QUÍMICA

RELATORIO 5 – POLARIMETRIA

JOÃO VICTOR ROCHA DE FREITAS-24230

MARIA CECÍLIA OLIVEIRA-25119

MATHEUS FERREIRA-25451

QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL I TURMA P3

PROFESSOR MAURICIO SANTOS

EXPERIMENTOS REALIZADOS EM: 22/11/2013 E 29/11/2013

ITAJUBÁ 2013

1. OBJETIVOS

- Verificar o ângulo de desvio da luz polar em diferentes soluções diluídas de sacarose, Coca-Cola normal e Coca-Cola zero;

- Verificar o ângulo de desvio da luz polar da sacarose na presença de catalisador (meio ácido) à temperatura ambiente, na solução da sacarose pura aquecida até 100ºC por 10 minutos, e na solução da sacarose na presença de catalisador (meio ácido) aquecido até 100ºC por 10 minutos.

2. INTRODUÇÃO

A polarimetria é uma técnica que se baseia na medição da rotação óptica produzida sobre um feixe de luz polarizada ao passar por uma substância opticamente ativa. A luz natural  é formada por ondas eletromagnéticas, sendo que as ondas elétricas vibram em um plano e as magnéticas em outro, mas perpendicular ao primeiro. Uma luz ou radiação que não foi polarizada é denominada comum e se propaga por todas as direções, já a luz polarizada se propaga em uma única direção¹.

Segue abaixo a representação de um polarímetro:

Figura 1. Figura modificada da composição de um polarímetro².

A lâmpada que funciona como a fonte de energia pode ser de Hg ou Na, visto que possuem 2 vezes mais energia, apresentam uma precisão de 0,001nm, e uma resolução melhor que 0,0002º. Na roda de filtros a presença de filtros favorece a alta precisão com amostras coloridas, é melhor para amostras opticamente densas, pode ser usado como detector de HPLC, e permite o uso de micro celas.

No polarizador (Prisma de Glan-Taylor) são permitidas as passagens de mais energia do que filmes polarizadores, e possuem um melhor sinal (ruído). A eficiência dos filmes polarizadores depende do comprimento de onda, por isso possuem uma baixa eficiência na região do U.V. Na cela (compartimento da amostra), tem-se um tubo de vidro com janelas de Quartzo com rosca e no detector tem-se a leitura dos ângulos de desvios da luz polar.

A técnica de polarimetria é muito utilizada em análises de açúcares, sendo que há duas formas possíveis de utilização, a qualitativa e a quantitativa. Na Qualitativa é medido o valor do α no aparelho, depois este é corrigido usando a equação 1 para achar a atividade ótica específica do seu açúcar e compara-se esse valor com os tabelados de vários açúcares para saber qual se está em análise. Na Quantitativa descobre-se o valor da atividade ótica específica do enantiômero em análise e o comprimento do tubo. Mede-se o desvio da luz polarizada e utiliza-se também a equação 1 para achar a concentração.

Equação 1 – Rotação específica.

Tem-se que α é o ângulo de rotação e [α]Tλ é uma constante chamada de poder rotatório específico, característico da substância opticamente ativa. Esta constante depende do comprimento de onda λe da temperatura t. Às vezes [α]Tλ é encontrado na literatura como [α]20D onde "20" é a temperatura da medição em graus centígrados, "D" é a linha D do espectro de emissão do sódio (598 nm). Usando essa fórmula é possível calcular a concentração ou a atividade ótica e eventualmente identificar o tipo de isômero

A rotação óptica varia em função da temperatura e do comprimento de onda empregado (quanto mais curto, maior o ângulo), da natureza química da substância e da sua concentração.

3. METODOLOGIA

3.1 MATERIAIS, VIDRARIAS E EQUIPAMENTOS

Balança Analítica;

Polarímetro Automático AAKER QUIMIS;

Placa de aquecimento;

1 Tubo de polarímetro de 1 dm e outro de 2 dm;

Bécher de 250mL;

1 Balão volumétrico de 200mL;

3 Balões volumétricos de 100mL;

1 Balão volumétrico de 50mL;

Pipeta volumétrica de 25mL;

2 Pipetas volumétricas de 50mL;

1 Espátula;

1 Bastão de vidro;

Provetas de 20mL;

1 Termômetro (escala > 100ºC).

3.2 REAGENTES QUÍMICOS

Água destilada;

Sacarose;

1 lata de 350mL de Coca-Cola normal;

1 lata de 350mL de Coca-Cola zero;

HCl 1 mol.L-1;

NaOH 1 mol.L-1.

3.3 ROTAÇÃO DE DIFERENTES SOLUÇÕES DE SACAROSE

Primeiramente foi pesado 40,0300g de sacarose em um bécher de 250mL e adicionado água destilada para solubilização deste. A solução foi transferida para um balão volumétrico de 200mL (balão A) e completado com água destilado até o menisco, com o cuidado da parte inferior da superfície da solução estar tocando o menisco:

(%m/v) = (40,0300g/200mL) x 100 = 20,015%

A partir da solução obtida foram preparadas soluções de 15% (balão B), 10% (balão C), 5% (balão D) e 2,5% (balão E) (%m/v), sendo que para preparo dos balões B e C foi utilizada a solução já preparada do balão A, para preparo de D foi utilizada a solução já preparada do balão C, e para preparo de E foi utilizada a solução já preparada do balão D:

15%: 20% x Vi = 15% x 100mL