A Espectrometria é uma ferramenta indispensável para o cientista, técnico e para a indústria

     UNIVERSIDADE FEDERAL DE PERNAMBUCO[pic 1][pic 2]

CENTRO ACADÊMICO DO AGRESTE

NÚCLEO DE TECNOLOGIA                    

DISCIPLINA: QUÍMICA GERAL II

Profª Érika Marinho

Experimento I. Espectroscopia Molecular

1. Introdução

A espectrometria é uma ferramenta indispensável para o cientista, técnico e para a indústria. Essa ferramenta serve para caracterizar, quantificar e elucidar estruturas, substâncias e processos químicos, o quer mostra sua generalidade e importância. Contudo, o correto uso na análise espectroscópica. Para tanto, é necessário um conhecimento mínimo sobre a interação da radiação eletromagnética com a matéria.

        Em química, como nas ciências em geral, quase todos os problemas não podem ser mais importante de maneira exata. Conseqüentemente, cabe ao cientista isolar os fatores e variáveis mais importantes para o problema e criar um modelo simplificado que descreva o mais realisticamente possível os fenômenos associados a este problema. No caso específico da espectroscopia, a descrição deve ser feita utilizando-se a Mecânica Quântica. Contudo, são poucos os problemas ou sistemas que podem ser tratados exatamente pela Mecânica Quântica. Para evidenciar tal situação, esse experimento tratará do espectro molecular, que não possui solução exata, e que deverá ser descrito por um modelo aproximado (partículas na caixa). Sendo assim, o objetivo consiste também em analisar o desempenho do modelo através de sua descrição, apropriado ou não, do espectro de uma dada molécula. Com isso, espera-se que as limitações e a funcionalidade do modelo sejam evidenciadas.

1. Espectroscopia molecular – O Espectro de moléculas Orgânicas

Como já mencionado anteriormente, não há solução exata da Equação de Schrodinger para moléculas. Consequetemente,  torna-se necessária a criação de modelos que forneçam os valores dos níveis de energia dos elétrons na molécula, os quais serão utilizados no cálculo e interpretação dos espectros eletrônicos. Tais modelos dependem do sistema e da disponibilidade computacional para a solução da Equação de Schrodinger.

Atualmente, é possível o cálculo do espectro eletrônico de moléculas com alta precisão; contudo, os modelos e métodos utilizados são tão sofisticados que necessitam de computadores muito potentes para serem implementados. Neste experimento, contudo, foram escolhidas moléculas orgânicas conjugadas (cujos elétrons π estão deslocados).

Assim, o modelo mais simples para tratar tal sistema seria considerar os elétrons π movendo-se livremente (ou movendo-se num potencial constante) por toda extensão da parte insaturadas da molécula. Este modelo é denominado de Partículas na Caixa Unidimensional e possui solução exata, podendo então, ser utilizado no cálculo das transições eletrônicos envolvendo elétrons π, que dão origem às bandas no visível para moléculas como na Figura1.

[pic 3]

Antocianinas

[pic 4]

Licopeno

[pic 5]

β-caroteno

Figura 1. Estruturas de moléculas de antocianina, licopeno e β-caroteno.

1. Procedimento

1. - Extração dos pigmentos de β-caroteno (da cenoura) e de licopeno (do tomate). Corte o tomate em pequenos pedaços, macerando-o com pistilo em um gral, em seguida coloque em um béquer. Raspe a cenoura e coloque em um béquer. As amostras devem ser cobertas com acetato de etila e deixadas em repouso na capela por alguns minutos. Eventualmente, pode se melhorar a extração mexendo cuidadosamente os pedaços no solvente com um bastão de vidro.
2. – pH ácido e alcalino, coloque aprox. 25 ml de água destilada em outros dois béqueres separados. Adicione algumas gotas de ácido sulfúrico concentrado em um dos béqueres e de hidróxido de sódio noutro de modo que os pH’s estejam em torno de 2 e 12, respectivamente. Por fim, acrescente três gotas de vermelho de fenol a cada um dos béqueres.
3. – Extrato do repolho, corte o repolho em pedaços pequenos, coloque-os num béquer de 250 ml e adicione água destilada suficiente para cobrir os pedaços de repolho. Aqueça esta mistura por 10 minutos e separe o extrato obtido dos pedaços de repolho. (Atenção: o extrato de repolho deve ser guardado em geladeira ou, de preferência congelado, pois se decompõe com o tempo).
4. - Para a preparação de uma escala padrão, pegue três tubos de ensaio e prepare as soluções indicadas na tabela abaixo. As soluções devem ser preparadas na hora para que possam ser utilizados como escala de pH.

Solução	Preparo	Valor de ph
1	5ml de ácido clorídrico diluído + 5ml de extrato de repolho	1
2	5ml da água destilada + 5ml de extrato de repolho	6
3	5ml de solução diluída de hidróxido de sódio + 5ml de extrato de repolho	12

1. – Medidas

3.5.1 – Preparação do branco, separe as cubetas do espectrofotômetro UV-visível, em uma das cubetas coloque um dos solventes usados (água ou acetato de etila, conforme a extração do extrato). Estas cubetas servirão como brancos (referências) na determinação dos espectros das suas respectivas soluções.