Pós-graduação
  1. Química Física  1.1. Termodinâmica  1.1.1. Leis da Termodinâmica  1.1.2. Entalpia e capacidade térmica  1.1.3. Entropia e energia livre  1.1.4. Equilíbrio de Fases  1.1.5. Termodinâmica estatística  1.1.6. Ciclo termodinâmico  1.1.7. Fugacidade e atividade  1.2. Química Quântica  1.2.1. Princípios da mecânica quântica  1.2.2. Equação de Schrödinger  1.2.3. Partícula em uma caixa  1.2.4. Operadores e autovalores  1.2.5. Orbitais atômicos  1.2.6. Teoria do orbital molecular  1.2.7. Teoria de Perturbação  1.2.8. Teoria de ligação de valência  1.2.9. Hibridização e ligação química  1.3. Cinética química  1.3.1. Leis de velocidade e mecanismos de reação  1.3.2. Teoria das colisões  1.3.3. Teoria do estado de transição  1.3.4. Cinética Enzimática  1.3.5. Reações em Cadeia e Polimerização  1.3.6. Reações fotoquímicas  1.4. Mecânica estatística  1.4.1. Funções de Partição  1.4.2. Funções de distribuição molecular  1.4.3. Distribuição de Boltzmann  1.4.4. Estatísticas de Bose–Einstein e Fermi–Dirac  1.5. Espectroscopia  1.5.1. Rotational Spectroscopy  1.5.2. Espectroscopia Vibracional  1.5.3. Espectroscopia Eletrônica  1.5.4. Espectroscopia de ressonância magnética nuclear  1.5.5. Espectrometria de Massa  1.5.6. Espectroscopia Raman  1.5.7. Espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica  1.6. Química de superfícies e coloidal  1.6.1. Isoterma de absorção  1.6.2. Tensão Superficial e Molhabilidade  1.6.3. Estabilidade Coloidal  1.6.4. Catalysis  1.6.5. Emulsões e micelas  1.7. Eletroquímica  1.7.1. Equação de Nernst  1.7.2. Células eletroquímicas  1.7.3. Condutividade e mobilidade  1.7.4. Guerra  1.7.5. Células de combustível  1.7.6. Eletrólise
  2. Química orgânica  2.1. Mecanismo de Reação  2.1.1. Reações de substituição nucleofílica  2.1.2. Reações de adição eletrofílica  2.1.3. Reações de eliminação  2.1.4. Reações de rearranjo  2.1.5. Reações radicais  2.1.6. Reações pericíclicas  2.2. Espectroscopia e determinação estrutural  2.2.1. Espectroscopia UV-Vis  2.2.2. Espectroscopia IR  2.2.3. Espectroscopia de RMN  2.2.4. Espectrometria de Massas  2.2.5. Cristalografia de Raios X  2.3. Estereoscópico  2.3.1. Quiralidade e atividade óptica  2.3.2. Análise estrutural  2.3.3. Isomerismo geométrico  2.3.4. Dynamic Stereochemistry  2.4. Química Organometálica  2.4.1. Reagentes organolítio e organomagnésio  2.4.2. Reações de acoplamento cruzado catalisadas por paládio  2.4.3. Complexos de Metais de Transição  2.4.4. Ligação metal-carbono  2.5. Química dos polímeros  2.5.1. Mecanismo de Polimerização  2.5.2. Características dos Polímeros  2.5.3. Polímero Biodegradável  2.5.4. Polímero condutor  2.5.5. Polímeros Supramoleculares  2.6. Química medicinal  2.6.1. Design e desenvolvimento de medicamentos  2.6.2. Farmacocinética e farmacodinâmica  2.6.3. Relações estrutura-atividade  2.6.4. Acoplamento Molecular e Triagem de Medicamentos
  3. Química inorgânica  3.1. Química de coordenação  3.1.1. Teoria do Campo Cristalino  3.1.2. Teoria do campo dos ligantes  3.1.3. Série Espectroquímica  3.1.4. Quelação e estabilidade  3.2. Química Organometálica  3.2.1. Carbonilos Metálicos  3.2.2. Catalise por complexos organometálicos  3.2.3. Metalocènicos  3.3. Química bioinorgânica  3.3.1. Metaloproteínas e enzimas  3.3.2. O papel dos metais em sistemas biológicos  3.3.3. Transporte e armazenamento de íons metálicos  3.4. Química do estado sólido  3.4.1. Estruturas Cristalinas  3.4.2. Teoria de bandas dos sólidos  3.4.3. Supercondutores  3.4.4. Defeitos no cristal  3.5. Lantanídeos e Actinídeos  3.5.1. Configuração eletrônica em lantanídeos e actinídeos  3.5.2. Química de coordenação dos lantanídeos  3.5.3. Propriedades Magnéticas dos Lantanídeos
  4. Química Analítica  4.1. Cromatografia  4.1.1. Cromatografia Gasosa  4.1.2. Cromatografia Líquida de Alta Performance  4.1.3. Cromatografia em Camada Delgada  4.2. Técnicas Espectroscópicas  4.2.1. Espectroscopia de absorção atômica  4.2.2. Difração de raios X  4.2.3. Espectroscopia de plasma acoplado indutivamente  4.3. Métodos Eletroanalíticos  4.3.1. Potenciometria  4.3.2. Voltametria  4.3.3. Colometria  4.4. Espectrometria de Massa  4.4.1. Técnica de Ionização  4.4.2. Padrão de Fragmentação  4.5. Quimiometria  4.5.1. Análise multidisciplinar  4.5.2. Aprendizado de Máquina em Química
  5. Química Teórica e Computacional  5.1. Simulação de dinâmica molecular  5.1.1. Campos de força e minimização de energia  5.1.2. Simulação de Monte Carlo em simulações de dinâmica molecular  5.2. Métodos de química quântica  5.2.1. Teoria de Hartree–Fock  5.2.2. Teoria do funcional da densidade  5.2.3. Métodos semi-empíricos  5.3. Design computacional de medicamentos  5.3.1. Acoplamento Molecular  5.3.2. Modelagem QSAR  5.3.3. Triagem Virtual
  6. Bioquímica  6.1. Cinética Enzimática  6.1.1. Cinética de Michaelis-Menten  6.1.2. Mecanismo de inibição  6.2. Metabolismo e Bioenergética  6.2.1. Glicólise  6.2.2. Ciclo do ácido cítrico  6.2.3. Cadeia de transporte de elétrons  6.3. Biologia Molecular  6.3.1. Replicação e reparo do DNA  6.3.2. Síntese de proteínas  6.3.3. Regulação Genética  6.4. Bioquímica Estrutural  6.4.1. Dobramento de Proteínas  6.4.2. Biofísica de Membranas
  7. Química Ambiental  7.1. Química Atmosférica  7.1.1. Gases de efeito estufa  7.1.2. Destruição da Camada de Ozônio  7.1.3. Poluentes do ar e fumaça  7.2. Química da Água  7.2.1. pH e dureza da água  7.2.2. Tratamento de águas residuais  7.2.3. Química Aquática  7.3. Química do Solo  7.3.1. Contaminação por metais pesados  7.3.2. pH do Solo e Capacidade Tamponante  7.3.3. Ciclo de nutrientes  7.4. Toxicologia e Segurança Química  7.4.1. Toxicocinética  7.4.2. Avaliação de Risco em Toxicologia e Segurança Química em Química Ambiental  7.4.3. Efeitos dos poluentes no ambiente

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Potenciometria


Introdução

A potenciometria é um método eletroanalítico fundamental amplamente utilizado na química analítica para a determinação de concentrações de íons em uma solução. O método é baseado na medição da diferença de potencial entre dois eletrodos sem fornecer uma corrente significativa. A potenciometria é valorizada por sua sensibilidade, simplicidade e aplicabilidade a uma ampla gama de sistemas químicos.

Conceitos básicos

O princípio básico por trás da potenciometria é a equação de Nernst, que relaciona a diferença de potencial entre os eletrodos à concentração de íons na solução. A forma geral da equação de Nernst é:

E = E 0 + (RT/nF) * ln([Ox]/[Red])

Onde:

  • E é o potencial do eletrodo.
  • E0 é o potencial padrão do eletrodo.
  • R é a constante universal dos gases (8.314 J/(mol K)).
  • T é a temperatura em Kelvin.
  • n é o número de mols de elétrons transferidos na meia-reação.
  • F é a constante de Faraday (96485 C/mol).
  • [Ox] e [Red] são as atividades das espécies oxidadas e reduzidas, respectivamente.

Principais componentes da potenciometria

Eletrodo de referência

O eletrodo de referência é importante na potenciometria porque fornece um potencial estável contra o qual o potencial do eletrodo de medição pode ser comparado. Alguns eletrodos de referência comuns incluem:

  • Eletrodo de Prata/Cloreto de Prata ((text{Ag/AgCl}))
  • Eletrodo de Calomel ((text{Hg/Hg}_2text{Cl}_2}))

Eletrodo indicador ou de trabalho

O eletrodo indicador, também chamado de eletrodo de trabalho, é sensível à atividade ou concentração do analito na solução. Os tipos comuns são:

  • Eletrodos metálicos como platina ou ouro para reações redox.
  • Eletrodos seletivos de íons (por exemplo, eletrodos de vidro para pH).

Compreendendo as células eletrodas na potenciometria

Na potenciometria, uma célula eletroquímica consiste em duas semi-células conectadas a um circuito de medição externo e a uma solução eletrolítica. A diferença de potencial entre os dois eletrodos é estabelecida devido às espécies iônicas na solução. Um diagrama simplificado da célula pode ser representado da seguinte forma:

eletrodo de referência Eletrodo indicador Solução eletrolítica

Aplicações da potenciometria

A potenciometria é útil em uma variedade de áreas. Algumas das principais aplicações incluem:

Medições de pH

Um dos usos mais comuns da potenciometria de eletrodo de vidro é para a medição de pH. A diferença de potencial é medida e correlacionada com a atividade (concentração) de íons de hidrogênio. A relação para isso é expressa na equação de Nernst:

E = E 0 - (RT/F) * ln([H + ])

Eletrodo seletivo de íons (ISE)

O ISE pode ser usado para medir íons específicos em solução, como sódio, potássio ou fluoreto. Esses eletrodos utilizam membranas que fornecem seletividade para íons específicos.

Titulação

A potenciometria é frequentemente usada em titulações (titulações potenciométricas), onde a mudança de potencial é medida em função do volume do titulante. O ponto final pode ser determinado com precisão a partir da mudança de potencial.

Vantagens e desvantagens

A potenciometria possui muitos benefícios, incluindo:

  • Não-destrutivo: não consome o analisador para medição.
  • Ampla gama de aplicações: desde medições simples de pH até análise complexa de íons.
  • Alta sensibilidade: capaz de detectar baixas concentrações de íons.
  • Equipamento simples: Equipamento relativamente simples e de baixo custo.

No entanto, também possui suas limitações:

  • Dependência do funcionamento adequado do eletrodo: A precisão depende do funcionamento adequado dos eletrodos.
  • Requisitos de calibração: Calibração frequente é necessária para garantir a precisão.
  • Contaminação do eletrodo: Pode ser afetado por contaminação, o que afeta o desempenho.

Princípios e mecanismos

O princípio principal envolve o estabelecimento de um ambiente químico conhecido usando eletrodos de referência e de trabalho. O eletrodo de referência mantém um potencial constante contra o qual o potencial variável do eletrodo indicador reflete as alterações causadas pelo analito.

Medição de potencial

O potencial da célula medido é a diferença entre os potenciais dos eletrodos de referência e indicador:

E célula = E indicador - E referência

Considerações práticas

Calibração

A calibração de um eletrodo seletivo de íons (ISE) é importante para medições precisas. Soluções padrão de concentrações conhecidas são usadas para criar uma curva de calibração.

Manutenção

A manutenção regular dos eletrodos, incluindo sua limpeza e armazenamento adequado, é essencial para evitar erros de calibração e garantir a precisão.

Estudo de caso: medição de pH no laboratório

Considere um caso em que o laboratório precisa medir com precisão o pH de uma solução. Usando um eletrodo de vidro, a potenciometria pode ser usada para realizar essa tarefa. Aqui está um método passo a passo:

  1. Calibrar o medidor de pH com uma solução tampão padrão.
  2. Submergir o eletrodo na solução de teste.
  3. Permitir que o medidor estabilize e registrar o valor potencial estático.
  4. Converter esse potencial em pH usando a curva de calibração estabelecida na primeira etapa.

Direções futuras na potenciometria

Os avanços tecnológicos continuam a melhorar as capacidades da potenciometria. As direções futuras podem ser as seguintes:

  • Miniaturização: Criação de instrumentos potenciométricos compactos e portáteis para análise in loco.
  • Integração com tecnologias digitais: Aprimoramento do processamento de dados e integração com software para análise e armazenamento.
  • Melhoria da seletividade: desenvolvimento de eletrodos mais seletivos para matrizes complexas.

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