Doutorado
  1. Química inorgânica  1.1. Química de coordenação  1.1.1. Teoria do campo dos ligantes  1.1.2. Teoria do campo cristalino  1.1.3. Teoria de Orbital Molecular para Compostos de Coordenação  1.1.4. Estabilidade de Compostos de Coordenação  1.1.5. Espectros eletrônicos de compostos de coordenação  1.1.6. Isomerismo em Compostos de Coordenação  1.1.7. Cinética e mecanismo das reações de coordenação  1.2. Química Organometálica  1.2.1. Carbonilos metálicos  1.2.2. Alquil e aril metálico  1.2.3. Carbonos de Fischer e Schrock  1.2.4. Adição Oxidativa e Eliminação Redutiva  1.2.5. Hidretos Metálicos  1.2.6. Catalysis by organometallic compounds  1.2.7. Metallocenos e Complexos Sanduíche  1.2.8. Ativação de CH  1.3. Química do estado sólido  1.3.1. Estruturas e Redes Cristalinas  1.3.2. Teoria de bandas e propriedades elétricas  1.3.3. Defeitos no cristal  1.3.4. Síntese de materiais de estado sólido  1.3.5. Propriedades magnéticas e ópticas dos sólidos  1.3.6. Supercondutividade  1.3.7. Íons em estado sólido  1.4. Química Bio-inorgânica  1.4.1. Metaloproteínas e enzimas  1.4.2. Transporte e armazenamento de íons metálicos  1.4.3. O papel dos metais na medicina  1.4.4. Catálise bioinspirada  1.4.5. Interações Metal-DNA  1.4.6. Complexos Metálicos na Ciência Médica  1.5. Lantanídeos e Actinídeos  1.5.1. Configuração eletrônica e estados de oxidação em lantanídeos e actinídeos  1.5.2. Propriedades Espectrais e Magnéticas em Lantanídeos e Actinídeos  1.5.3. Separação e Extração de Lantanídios e Actinídios  1.5.4. Química de coordenação dos elementos do bloco f  1.6. Main Group Chemistry  1.6.1. Química de compostos de boro  1.6.2. Química dos Compostos de Silício e Germânio  1.6.3. Química dos Compostos de Fósforo e Enxofre  1.6.4. Química de organossilício  1.6.5. Química dos Gases Nobres
  2. Química Orgânica  2.1. Mecanismo de reação  2.1.1. Reações de substituição nucleofílica  2.1.2. Reações de adição e substituição eletrofílica  2.1.3. Reações de eliminação  2.1.4. Reações de Rearranjo  2.1.5. Reações Radicais  2.1.6. Reações Pericíclicas  2.1.7. Reações fotoquímicas  2.2. Estereoscópico  2.2.1. Quiralidade e atividade óptica  2.2.2. Análise estrutural  2.2.3. Efeitos estereoeletrônicos  2.2.4. Síntese assimétrica  2.2.5. Estereoquímica Dinâmica  2.3. Química Organometálica na Síntese Orgânica  2.3.1. Reagentes de organolítio e organomagnésio  2.3.2. Reações de acoplamento catalisadas por metais de transição  2.3.3. Reações catalisadas por paládio  2.3.4. Metátese de Olefinas  2.3.5. Catálise de ouro e prata  2.4. Química de produtos naturais  2.4.1. Alcaloides e terpenoides  2.4.2. Esteróides e Flavonoides  2.4.3. Síntese total de produtos naturais  2.4.4. Biossíntese de produtos naturais  2.5. Química Supramolecular  2.5.1. Química Hospedeiro-Convidado  2.5.2. Auto-organização e reconhecimento molecular  2.5.3. Catalise Supramolecular  2.5.4. Máquinas Moleculares
  3. Química Física  3.1. Termodinâmica  3.1.1. Leis da Termodinâmica  3.1.2. Potencial Químico e Equilíbrio  3.1.3. Termodinâmica Estatística  3.1.4. Termodinâmica de não equilíbrio  3.2. Química Quântica  3.2.1. Equação de Schrödinger e suas aplicações  3.2.2. Teoria do orbital molecular  3.2.3. Teoria do funcional da densidade  3.2.4. Post-Hartree–Fock methods  3.3. Cinética química  3.3.1. Teoria da taxa de reação  3.3.2. Mecanismo e leis de velocidade  3.3.3. Catalise e cinética enzimática  3.3.4. Dinâmica de reações  3.4. Espectroscopia e estrutura molecular  3.4.1. Espectroscopia de Infravermelho  3.4.2. Espectroscopia UV-visível  3.4.3. Espectroscopia de Ressonância Magnética Nuclear  3.4.4. Espectrometria de Massa  3.4.5. Espectroscopia Raman  3.5. Química de Superfícies e Coloides  3.5.1. Absorção e Catálise  3.5.2. Tensioativos e micelas  3.5.3. Estabilidade Coloidal  3.5.4. Nanomateriais e Interfaces
  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  4.1.4. Cromatografia Iônica  4.2. Técnicas Eletroanalíticas  4.2.1. Voltametria e Polarografia  4.2.2. Condutometria e potenciometria  4.2.3. Colometria  4.3. Métodos Espectroscópicos  4.3.1. Espectroscopia de absorção atômica  4.3.2. Espectroscopia de Fluorescência  4.3.3. Difração de raios-X  4.3.4. Espectroscopia de ressonância paramagnética eletrônica  4.4. Quimiometria  4.4.1. Processamento de dados e métodos estatísticos  4.4.2. Análise multidisciplinar  4.4.3. Aprendizado de Máquina em Química Analítica
  5. Química Teórica e Computacional  5.1. Simulação de dinâmica molecular  5.2. Métodos de química quântica  5.3. Design de fármacos computacional  5.4. Aprendizado de Máquina em Química  5.5. Dinâmica molecular ab initio
  6. Biofísica e Química Medicinal  6.1. Descoberta e Design de Medicamentos  6.2. Cinética enzimática e inibição  6.3. Abordagem de biologia química  6.4. Interações proteína-ligante  6.5. Química bio-ortogonal
  7. Química de materiais  7.1. Química de polímeros  7.1.1. Mecanismo de polimerização  7.1.2. Polímeros Funcionais  7.1.3. Polímero Biodegradável  7.1.4. Polímeros condutores e semicondutores  7.2. Nanoquímica  7.2.1. Nanopartículas e nanoestruturas  7.2.2. Nanomateriais à base de carbono  7.2.3. Pontos quânticos  7.3. Química Energética e Ambiental  7.3.1. Química de Baterias e Células a Combustível  7.3.2. Química verde e materiais sustentáveis  7.3.3. Fotocatálise

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Voltametria e Polarografia


Técnicas eletroanalíticas são um ramo da química analítica que trata do estudo de propriedades e reações químicas através da medição de propriedades elétricas. As duas principais técnicas nesse domínio são voltametria e polarografia. Estas técnicas são inestimáveis para entender o comportamento eletroquímico dos analitos, que são espécies químicas de interesse. Esta lição cobre ambas as técnicas em grande detalhe.

Voltametria

A voltametria é uma categoria de método eletroanalítico utilizada para estudar várias propriedades eletroquímicas de um analito. Esta técnica envolve a mudança do potencial de um eletrodo de trabalho e a medição da corrente resultante. Dados obtidos de experimentos de voltametria podem fornecer informações valiosas sobre a concentração, potencial de oxirredução e parâmetros cinéticos do analito.

Princípios básicos

  • Na voltametria, uma célula eletroquímica é configurada com pelo menos dois eletrodos: um eletrodo de trabalho, onde a reação pretendida ocorre, e um eletrodo de referência, que mantém um potencial constante.
  • Freqüentemente, um eletrodo auxiliar também é incluído para completar o circuito.
  • O potencial do eletrodo de trabalho é variado linearmente com o tempo e a corrente é medida.

O experimento usual envolve a varredura do potencial do valor inicial ao valor final a uma taxa constante e a medição da corrente em função do potencial. O gráfico resultante é chamado de voltamograma.

Aplicações da voltametria

A voltametria é utilizada em uma ampla variedade de aplicações, incluindo:

  • Análise de íons metálicos.
  • Detecção de compostos orgânicos.
  • Estudo da atividade enzimática.

Tipos de voltametria

Existem várias variantes da técnica voltamétrica, cada uma com modificações únicas na configuração geral:

Voltametria de varredura linear (LSV)

Na LSV, o potencial aumenta ou diminui linearmente com o tempo. A forma do gráfico de corrente versus potencial fornece informações sobre os processos eletroquímicos que ocorrem na superfície do eletrodo.


dE/dt = constante

Essa decisão na modulação ajuda na análise de processos rápidos de transferência de elétrons.

Voltametria cíclica (CV)

Na voltametria cíclica, a varredura de potencial é aplicada na direção direta e depois trazida de volta ao potencial inicial.


E_inicial -> E_final -> E_inicial

O resultado é um voltamograma cíclico que revela reações de oxirredução e reações químicas acopladas.

Voltamograma cíclicoPotencialcorrente

A forma desses picos nos dá informações sobre a reversibilidade das reações eletroquímicas, o número de elétrons envolvidos e informações cinéticas.

Polarografia

A polarografia é um tipo específico de voltametria usando eletrodo de gotejamento de mercúrio (DME) ou eletrodo de gota estática de mercúrio (SMDE) como o eletrodo de trabalho. Esta técnica foi inventada por Jaroslav Heyrovský, que foi agraciado com o Prêmio Nobel de Química em 1959 por sua invenção.

Princípios da polarografia

  • A polarografia envolve a aplicação de um potencial a um eletrodo de mercúrio que é continuamente gotejado e o registro da resposta de corrente durante a transformação redox do analito.
  • O potencial é geralmente aplicado de forma escalonada, em vez de linear.

O polarograma resultante mostra ondas em forma de degrau, com cada onda correspondendo a um processo eletroquímico diferente.

PotencialcorrentePolarograma

Vantagens da polarografia

A polarografia é benéfica pelas seguintes razões:

  • Alta sensibilidade para várias espécies químicas.
  • Capacidade de analisar misturas complexas.
  • Capacidade de fornecer dados qualitativos e quantitativos.

Limitações

Apesar de suas muitas vantagens, a polarografia tem algumas limitações, tais como:

  • O tempo de análise é relativamente lento devido ao uso de um eletrodo de mercúrio em queda.
  • Dificuldade com substâncias que formam compostos insolúveis com mercúrio.

Aplicações da polarografia

Técnicas polarográficas são úteis em várias áreas:

  1. Química ambiental para a análise de metais pesados.
  2. Estudos biológicos para explorar cinéticas enzimáticas e interações com medicamentos.
  3. Para a detecção de metais e outras substâncias na química de alimentos.

Comparação e conclusão

Tanto a voltametria quanto a polarografia são técnicas poderosas na química eletroanalítica, cada uma com suas próprias forças únicas. A escolha entre uma ou outra depende amplamente dos requisitos específicos da análise, como a natureza do analito, a sensibilidade requerida e a disponibilidade de equipamentos.

A voltametria oferece uma ampla gama de materiais e configurações de eletrodos, tornando-a altamente versátil. A polarografia, com seu distinto eletrodo de mercúrio, particularmente se destaca na análise de metais traços e pode explorar as propriedades únicas do mercúrio para fornecer insights eletroanalíticos detalhados. Compreender essas técnicas e suas nuances melhor equipa químicos e pesquisadores para selecionar o método apropriado para suas necessidades analíticas específicas.


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