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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Voltametria


A voltametria é uma técnica eletroanalítica essencial usada para estudar processos de oxirredução na química analítica. Envolve a medição da corrente em função do potencial aplicado. Esta técnica fornece informações sobre a cinética das reações de transferência de elétrons, bem como a concentração do analito. Existem vários tipos de voltametria, cada um com sua abordagem e aplicação exclusivas.

Fundamentos da voltametria

O conceito básico da voltametria é baseado no controle do potencial do eletrodo enquanto mede a corrente resultante. O eletrodo de trabalho, onde a reação de interesse ocorre, é tipicamente pequeno, e metais como platina, ouro ou materiais de carbono são utilizados.

A configuração usual de um experimento voltamétrico envolve três eletrodos:

  • Eletrodo de trabalho (WE): onde a reação principal ocorre.
  • Eletrodo de referência (RE): Fornece um potencial constante contra o qual o potencial do eletrodo de trabalho é medido.
  • Eletrodo auxiliar (CE): Completa o circuito em uma célula eletrolítica.

A corrente medida está diretamente relacionada à concentração das espécies eletroativas e fornece informações sobre a cinética da reação na superfície do eletrodo.

Eletrodo de Trabalho Eletrodo de Referência Eletrólito

Tipos de voltametria

Existem vários tipos de técnicas voltamétricas, cada uma adequada para aplicações específicas. Aqui estão alguns dos tipos mais comuns:

Voltametria de varredura linear (LSV)

Na voltametria de varredura linear, o potencial é escaneado linearmente ao longo do tempo, e a corrente resultante é registrada. LSV é frequentemente usada para estudar as propriedades redox de espécies químicas.

E = E0 + (taxa de varredura) x tempo

À medida que o potencial é espalhado, é produzido um gráfico de potencial versus corrente, mostrando correntes de pico correspondentes à redução ou oxidação das espécies em solução.

Voltametria cíclica (CV)

A voltametria cíclica envolve a aplicação de uma forma de onda triangular de potencial entre dois valores definidos. A varredura direta reduz as espécies, enquanto a varredura reversa oxida o produto de redução. Os dados resultantes fornecem uma forma de pico característica, que é diagnóstica para sistemas eletroquímicos. CV é uma das técnicas mais versáteis e amplamente utilizadas na voltametria.

Varredura Reversa Varredura Direta Possibilidade Corrente

Os pontos no voltamograma cíclico indicam os potenciais em que ocorre oxidação ou redução, e a altura do pico é uma indicação da concentração do analito.

Polarografia

Uma das formas mais antigas de voltametria, a polarografia, envolve o uso de um eletrodo de mercúrio gotejante (DME) como o eletrodo de trabalho. Quando o mercúrio cai do capilar, promove superfícies de eletrodo frescas e regeneradas. Esta abordagem tem sido amplamente utilizada na análise de íons metálicos.

Aplicações da voltametria

A voltametria tem muitas aplicações em diferentes campos. Aqui estão alguns exemplos:

Análise ambiental: A voltametria é usada para analisar metais traço e poluentes orgânicos em amostras de água e solo. Por exemplo, pode ajudar a medir os níveis de chumbo (Pb2+) na água.

Análise biológica: É usada para estudar biomoléculas como proteínas e DNA. Por exemplo, a voltametria cíclica pode ser usada para observar a oxidação do ácido ascórbico em amostras biológicas.

Benefícios e limitações

Embora a voltametria forneça informações valiosas, é importante entender suas vantagens e limitações.

Benefício

  • Altamente sensível e capaz de detectar baixas concentrações de analitos.
  • Fornece dados qualitativos e quantitativos.
  • Versátil em termos de diferentes tipos de estudos eletroquímicos com variações como CV, LSV, etc.

Limitações

  • A interferência de outras espécies eletroativas pode afetar a precisão dos resultados.
  • A calibração adequada e a configuração experimental são necessárias para garantir resultados precisos.
  • Interpretação de dados complexos, especialmente em sistemas com múltiplas espécies eletroativas.

Conclusão

A voltametria continua sendo uma poderosa técnica eletroanalítica que possui amplas aplicações em pesquisa, indústria e controle de qualidade. Compreender seus princípios e vários métodos fornece insights valiosos sobre as propriedades eletroquímicas das substâncias, impactando campos que vão da ciência ambiental à bioquímica. Com sua flexibilidade e alta sensibilidade, a voltametria continua a ser uma ferramenta essencial no kit de ferramentas do químico.


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