Prática 5: Polarimetria Mestranda: Caroline Oliveira da Rocha Orientador: Rodrigo Fernando Costa Marques 2015

Polarimetria mede a rotação de luz polarizada que passa através de um fluido opticamente ativo. A rotação medida pode ser utilizado para calcular o valor da concentração da solução; especialmente substâncias, tais como açúcares, peptídeos e óleos voláteis.

EXPERIÊNCIA : POLARIMETRIA E CINÉTICA DE PRIMEIRA ORDEM OBJETIVOS : Determinação da constante de velocidade da reação de hidrólise ácida da sacarose ; Determinar a rotação especifica, [  ] 25 Na, da sacarose. C 6 H 12 O 6, isômeros = diferentes conformações C 12 H 22 O 11 + H 2 O 

Enântiômeros  Ponto de fusão,  Ponto de ebulição  índice de refração  Os enântiomeros diferem em uma propriedade chamada: Atividade óptica

1812: J.B. Biot  Biot observou que para algumas moléculas orgânicas, como o açúcar e a cânfora, após um feixe de luz atravessar uma solução contendo estas substâncias, a luz sofre uma rotação, e as moléculas que apresentam esta propriedade classificamos como opticamente ativas.  Por causa de sua pesquisa, ele projetou um dos primeiros polarímetros, e formulou as leis quantitativas básicas de polarimetria.

Polarímetro Destrogiro Levogiro Incidente Transmitida

Exemplos : (+)-sacarose é uma substância dextrógira(-)-morfina é uma substância levógira

 c "D" é a linha D do espectro de emissão do sódio (598 nm)

Hidrólise ácida da sacarose C 12 H 22 O 11 + H 2 O HCl C 6 H 12 O 6 + C 6 H 12 O 6 -dc/dt = k[C 12 H 22 O 11 ].[H 2 O] em solução diluída [H 2 O]= cte, assim: -dc/dt = k’[C 12 H 22 O 11 ] K’= (1/t).ln(c o /c) t =0  c o   o -   t =t  c t   t -   t =    0    K’= (1/t).ln(  o -   )/(  t -   ) ln(  o -   )/(  t -   ) t K’

Material utilizado por grupo:  3 balões volumétricos de 100mL,  1 balão volumétrico de 50mL,  3 béqueres,  1 pipeta volumétrica de 50mL,  1 erlenmeyer de 250mL,  1 polarímetro. Material de uso comum:  Solução HCl 3M,  Sacarose.

Procedimento experimental: -Preparar 100mL de soluções de sacarose 5, 10 e 20%(m/v) -Preparar 50mL de HCl 1M a partir da solução estoque. -Medir a (valor visto na escala do polarímetro) para as três soluções. -Em um erlenmeyer colocar 50mL de solução 20% de sacarose e 50mL de HCl 1M e acionar o cronômetro. -Colocar a mistura no porta amostra do polarímetro e medir a a cada 5 minutos, durante 2 horas. -Guardar a mistura para medir a infinito posteriormente, pelo menos dois dias após o experimento.

Cuidados durante as medidas Obs: Como usar o polarímetro:  Preencher o porta amostra com a solução a ser analisada. Não pode ter bolhas de ar pelo caminho ótico.  Pelo visor, observar que o círculo de luz pode ficar de duas formas, virando-se o botão de ajuste: A medida deve ser feita com o círculo todo de uma corr.

* Verificar o valor na escala lateral. A escala interna é fixa e a externa, móvel. Ao ajustar o ponto de medida, verificar onde o zero da escala fixa se situa na escala móvel. Esse será o valor inteiro. Depois verificar em qual é número da escala fixa em que os riscos das duas escalas estão exatamente alinhados, esse número será o decimal, como no exemplo abaixo, onde a leitura é 2,3.

 Para quem observa o desvio da luz-plana polarizada, algumas moléculas opticamente ativas giram a luz-plana polarizada para a esquerda (no sentido anti-horário) e são denominadas levógiras,  Outras moléculas podem girar a luz-plana polarizada para a direita (no sentido horário) e são denominadas dextrógiras.  Por convenção, a rotação da luz para a esquerda recebe o sinal de menos (-), enquanto a rotação da luz para a direita recebe o sinal de mais (+)

Equação geral a: concentração inicial x: quantidade transformada após um tempo t k: constante ou coeficiente de atividade

Cinética Química  Reação de Primeira Ordem HCl Figura: Hidrolise da sacarose em meio ácido Determinação do coeficiente de velocidade

Nesse estudo, a grandeza medida, para acompanhar o comportamento cinético da reação, será a rotação da luz polarizada sacarose glicose frutose Mistura equimolar((+52,7-92,4)/2) levógiro

Como a rotação do plano de luz polarizada depende diretamente da concentração, temos: Ângulo observado no instante inicial Ângulo lido no tempo t Ângulo anotado após um período mínimo de 48 horas