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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Técnicas Eletroanalíticas


Técnicas eletroanalíticas são um conjunto de métodos usados em química para estudar o movimento dos elétrons durante reações químicas. Esses métodos nos ajudam a entender processos químicos medindo as propriedades elétricas de um sistema. No campo da química, especialmente na química analítica, essas técnicas fornecem informações valiosas sobre a estrutura, concentração e propriedades de várias substâncias.

Técnicas eletroquímicas são geralmente classificadas em várias categorias com base na quantidade elétrica medida, como corrente, potencial, impedância ou carga. As principais técnicas eletroanalíticas incluem potenciometria, voltametria e amperometria, etc. Nesta explicação, vamos abordar cada uma dessas técnicas em detalhe, explorando seus princípios, aplicações e vantagens.

1. Potenciometria

A potenciometria é um método eletroanalítico no qual a diferença de potencial entre dois eletrodos é medida enquanto se garante que nenhuma corrente significativa flua através da célula eletroquímica. O exemplo mais comum de potenciometria é o funcionamento de um medidor de pH, que mede a acidez ou alcalinidade de uma solução.

Na potenciometria, um eletrodo de referência e um eletrodo indicador (ou de trabalho) são usados. O eletrodo de referência tem um potencial constante e conhecido, enquanto o potencial do eletrodo indicador varia dependendo do analito específico na solução.

E = E_ref + (RT/nF) * ln(Q)

Na equação acima:

  • E é a diferença de potencial medida.
  • E_ref é o potencial do eletrodo de referência.
  • R é a constante universal dos gases.
  • T é a temperatura em Kelvin.
  • n é o número de mols de elétrons transferidos.
  • F é a constante de Faraday.
  • Q é o quociente da reação.

A potenciometria é amplamente utilizada em diversas aplicações devido à sua simplicidade e custo-efetividade. É útil no monitoramento ambiental, diagnóstico clínico e controle de qualidade industrial. Por exemplo, eletrodos seletivos de íons podem ser usados para medir diretamente íons específicos como sódio ou potássio em matrizes complexas.

2. Voltametria

A voltametria é uma técnica na qual a corrente é medida em função do potencial aplicado. A ideia geral é aplicar um potencial variável a uma célula eletroquímica e observar o comportamento da corrente resultante. Este método fornece informações sobre reações redox e pode identificar e quantificar várias substâncias.

Uma variedade de técnicas voltamétricas, como voltametria cíclica, voltametria de varredura linear e voltametria de pulso diferencial, são usadas dependendo da informação necessária. Na voltametria cíclica, o potencial é varrido entre dois valores em um ciclo repetido, permitindo que os processos eletroquímicos sejam estudados ao longo de múltiplos ciclos.

Corrente de pico Varredura de Voltagem

Técnicas voltamétricas são importantes no estudo de mecanismos de reação e na caracterização de novos materiais. Elas também são importantes na eletrodeposição e no desenvolvimento de sensores. Por exemplo, a voltametria cíclica ajuda a investigar o comportamento redox de moléculas orgânicas e metais.

3. Amperometria

A amperometria é um método em que a corrente é medida a um potencial fixo ao longo do tempo. É frequentemente usada para medir a concentração de uma espécie eletroativa em uma solução. Segundo as leis de Faraday, a corrente que flui através de uma célula eletroquímica está diretamente relacionada à concentração do analito.

Uma aplicação típica da amperometria é em dispositivos de monitoramento de glicose, onde a corrente produzida pela reação enzimática é proporcional à concentração de glicose.

Capacidade Fixa corrente

O tempo de resposta rápido e a alta sensibilidade da amperometria a tornam ideal para o monitoramento em tempo real de analitos em ambientes clínicos, ambientais e industriais. É particularmente útil no desenvolvimento de biossensores onde enzimas catalisam reações, criando uma corrente mensurável.

4. Condutometria

A condutometria mede a condutividade elétrica de uma solução. Esta técnica é baseada no princípio de que a condutividade de uma solução é proporcional à concentração de íons presentes nela. A condutometria é frequentemente usada para monitorar o progresso de reações químicas e analisar a pureza de substâncias.

Isto é particularmente útil em titulações onde uma mudança repentina na condutividade pode determinar o ponto final. Por exemplo, em uma titulação ácido-base, uma mudança repentina na condutividade indica o ponto de neutralização.

Condutividade (κ) = 1 / Resistividade (ρ) = G * (l/A)

Na equação acima:

  • G é a condutividade.
  • l é o comprimento da amostra.
  • A é a área da seção transversal.

A condutometria é amplamente utilizada na análise da qualidade da água e em estudos ambientais para determinar as concentrações de espécies iônicas.

5. Coulometria

A coulometria envolve medir a carga elétrica que passa através de uma solução para determinar a quantidade de um analito. É uma técnica de análise quantitativa altamente precisa, frequentemente usada para análises de traços.

O princípio básico da coulometria é baseado na lei de Faraday da eletrólise, que afirma que a quantidade de mudança química é proporcional à quantidade de eletricidade que passa através da substância.

Q = n * F * mol

Onde:

  • Q é a carga elétrica total.
  • n é o número de mols de elétrons.
  • F é a constante de Faraday.

Métodos coulométricos são utilizados principalmente para determinar o teor de umidade e pureza em produtos farmacêuticos, na indústria alimentícia e na análise ambiental.

Conclusão

Técnicas eletroanalíticas fornecem dados inestimáveis sobre a natureza eletroquímica de sistemas complexos. Usando vários métodos, como potenciometria, voltametria, amperometria, condutometria e coulometria, os químicos podem ter uma compreensão mais profunda das propriedades químicas e físicas de uma substância.

Cada técnica tem suas próprias forças específicas e é aplicada em áreas especializadas que variam desde monitoramento ambiental até o desenvolvimento de biossensores sensíveis. A capacidade de fazer medições precisas e analisar reações eletroquímicas é vital para avançar no conhecimento científico e no desenvolvimento de novas técnicas. À medida que a pesquisa avança, as técnicas eletroanalíticas sem dúvida evoluirão, proporcionando ainda mais precisão e entendimento do mundo eletrizante da química.


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