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
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Colometria


A coulometria é uma técnica eletroquímica usada para determinar a quantidade de uma substância transformada durante uma reação eletroquímica. Nomeado em homenagem a Charles-Augustin de Coulomb, este método depende da medição da eletricidade consumida ou produzida (carga em coulombs). Nesta visão geral da coulometria, vamos entender seus princípios básicos, instrumentos, aplicações e vantagens.

Princípios da colometria

A ideia principal da coulometria baseia-se nas leis da eletrólise de Faraday, que relacionam a quantidade de uma substância convertida no eletrodo à quantidade de carga elétrica passada pela solução. A equação básica que rege essa relação é:

m = (Q x M) / (nx F)

Onde:

  • m = massa da substância convertida (em gramas)
  • Q = carga elétrica total (coulomb)
  • M = massa molar da substância (gramas por mol)
  • n = número de elétrons trocados por molécula de substância
  • F = constante de Faraday (cerca de 96485 C/mol)

Para colocar isso em perspectiva, vamos visualizar esse processo com uma célula eletroquímica simples:

Ânodo Cátodo Eletrólito

No diagrama acima, a carga elétrica flui do ânodo para o cátodo através da solução eletrolítica. Ao integrar a corrente durante o período de tempo da reação, podemos calcular a carga total (Q).

Tipos de colometria

Existem dois tipos principais de coulometria: coulometria potenciostática (também chamada de coulometria de potencial controlado) e coulometria amperostática (também chamada de coulometria de corrente controlada).

Colometria potenciostática

Na coulometria potenciostática, um potencial constante é aplicado à célula eletroquímica. A vantagem distinta deste método é que a seletividade da medição pode ser controlada estritamente mantendo-se o potencial apenas quando ocorre a reação desejada.

Corrente (I) = dQ/dt

Esta equação de corrente (I) mostra como a carga (Q) muda com o tempo (t). A integração da corrente ao longo do tempo fornece a carga total usada para a transformação do analisador.

Colometria amperostática

Na coulometria amperostática, uma corrente constante é aplicada. Este método é geralmente mais rápido porque garante uma taxa de reação rápida. O tempo total necessário para a reação se completar é utilizado para calcular a carga respectiva passada e, assim, a quantidade de analito.

Equipamento

A configuração básica para medições colométricas inclui:

  • Fonte de alimentação: Para controlar potencial ou corrente.
  • Célula eletroquímica: Consiste em eletrodos de trabalho, referência e contra-eixo.
  • Balança analítica: Para pesar amostras antes e após a eletrólise.
  • Sistema de aquisição de dados: Para registrar dados de corrente e potencial ao longo do tempo.

Etapas da análise colométrica

Aqui está o procedimento geral para uma análise colométrica típica:

  1. Prepare a célula eletroquímica colocando corretamente a solução de analito e os eletrodos.
  2. Defina o potencial desejado (para potenciostática) ou corrente (para amperostática).
  3. Inicie a eletrólise e registre os dados de tempo da corrente.
  4. Calcule a carga total passada usando integração numérica (por exemplo, regra do trapézio).
  5. Use a equação de Faraday para determinar a quantidade de analito reagido.

Aplicações da colometria

A coulometria é amplamente utilizada em várias áreas da química analítica devido à sua precisão e exatidão. Algumas aplicações comuns incluem:

  • Determinação do teor de água: A coulometria de Karl Fischer mede especificamente o teor de água em amostras.
  • Análise metalúrgica: Determinação de quantidades mínimas de metais como cobre, níquel e zinco em ligas.
  • Fármacos: Determinação das concentrações de princípios ativos farmacêuticos.
  • Análise ambiental: Medição de íons poluentes em corpos de água.

Vantagens e limitações

Benefícios

  • Alta precisão: A medição direta da carga leva a alta precisão e exatidão.
  • Baixo limite de detecção: Capaz de detectar concentrações muito baixas de substâncias.
  • Preparação mínima da amostra necessária: Preparação simples da amostra em comparação com outras técnicas analíticas.

Limitações

  • Demorado: As respostas podem demorar muito tempo, especialmente no modo potenciostático.
  • Custos de equipamento: A instalação inicial e a manutenção podem ser caras.
  • Seletividade: Às vezes, a seletividade pode ser um problema, especialmente em misturas complexas.

Conclusão

A coulometria destaca-se como uma importante técnica analítica que fornece medição precisa de substâncias com base nos fundamentos da eletroquímica. Seu desenvolvimento levou a melhorias que abriram caminho para aplicações avançadas nos campos ambiental, farmacêutico e industrial. Com melhorias na tecnologia, a coulometria continua sendo uma técnica fundamental na determinação da estrutura e das concentrações de várias entidades químicas.


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