Escopo: O site Chemkeys está disponível ao público na rede de computadores desde Outubro de 1996. Ele contém materiais didáticos e textos de referência gratuitos para o ensino da química e de ciências afins. Desde o seu lançamento, todos os artigos foram publicados em Português, apesar de alguns deles terem sido escritos ou traduzidos para o Espanhol. De agora em diante, artigos e materiais didáticos são aceitos em Português, Espanhol e Inglês. Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra Ano de fundação: 1996 eISSN: 2595-7430 Título abreviado: Rev. ChemKeys E-mail: joao.andrade@eccen.com.br Unidade: IQ Editor responsável: João Carlos de Andrade Prefixo DOI: 10.20396
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Técnicas experimentales para determinar las energías de ionización
La determinación rigurosa de las energías de ionización es fundamental para la comprensión de las propiedades electrónicas y estructurales de átomos y moléculas. El presente texto corresponde a una revisión que compara las principales técnicas espectroscópicas experimentales empleadas en dicha determinación, destacando sus principios, requisitos instrumentales, aplicaciones y limitaciones. Inicialmente, se discuten las espectroscopias de fotoelectrones en la región del ultravioleta (UPS) y de rayos X (XPS), utilizadas en la obtención de energías de ionización simples. A continuación, se presenta la espectroscopia de fotoelectrones de umbral (TPES), que ofrece alta resolución y gran versatilidad en la variación de la energía de los fotones. También se describen las técnicas de coincidencia PEPICO, TPEPICO, PEPECO y TOF-PEPECO, capaces de correlacionar la detección de fotoelectrones y fotoiones, lo que permite la investigación detallada de los procesos de fragmentación y de ionización múltiple. Estos enfoques proporcionan información complementaria sobre los estados electrónicos finales y los mecanismos de disociación, ampliando la comprensión de la dinámica de ionización en sistemas gaseosos y moleculares complejos. Se concluye que la elección de la técnica más adecuada depende de la naturaleza del sistema estudiado, de las condiciones experimentales disponibles y del tipo de información espectroscópica que se busca.
Espectroscopia de fotoelectrones de umbral (TPES)
Derechos de autor 2026 Josué de Jesus Oliveira Araújo, Rogério Custodio https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
El uso de ácidos aminocarboxílicos en complexometría: conceptos y fundamentos
Los compuestos de coordinación desempeñan un papel fundamental en los análisis químicos, siendo ampliamente utilizados en determinaciones volumétricas de metales en solución acuosa mediante agentes complejantes. Este proceso, denominado complexometría, se basa en el equilibrio competitivo entre los iones metálicos presentes en el medio y el valorante, generalmente un ácido aminocarboxílico, especialmente el EDTA, en relación con otra sustancia complejante, el indicador, responsable de la identificación visual del punto final de la titulación. Sin embargo, debido a factores relacionados con la solubilidad de las especies involucradas, se hace necesario ajustar el medio de reacción con tampones que contengan agentes complejantes auxiliares antes del inicio del procedimiento analítico. En estas condiciones, tanto el pH de la solución como la presencia de dichos agentes complejantes influyen directamente en el grado de formación de complejos de los iones metálicos durante la titulación. Por esta razón, no es posible utilizar directamente la constante termodinámica absoluta de formación (Kabs) en los cálculos. Para superar esta limitación, se introdujo el concepto de constante de formación condicional (o constante de estabilidad condicional), que, al menos desde un punto de vista teórico, permite tratar los sistemas químicos con múltiples equilibrios simultáneos como si solo hubiera un equilibrio predominante en solución.
Derechos de autor 2026 João Carlos de Andrade https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Determinación del número de coordinación de un complejo por titulación
En princípio, un compuesto de coordinación mononuclear (también conocido como complejo) es una estructura formada por la interacción de un ion (o átomo) metálico central, denominado “núcleo”, con átomos, iones o moléculas a su alrededor, llamados “ligandos”. El número de ligandos que forman enlaces coordinados se denomina número de coordinación, el cual depende de la configuración electrónica del ion (o átomo) central, su carga y su tamaño, entre otros factores. En este experimento didáctico, el objetivo es determinar el número de coordinación y la constante global de formación del complejo diamino-plata(I), utilizando la técnica de valoración por precipitación. Esto puede lograrse calculando las concentraciones de iones plata no complejados presentes en mezclas preparadas con cantidades constantes de iones plata(I) y cantidades crecientes de amoníaco. Las concentraciones restantes de iones [Ag⁺] en solución se determinan mediante valoración con una solución estandarizada de iones bromuro. Aunque la parte experimental parece de ejecución sencilla, en la práctica requiere habilidades técnicas para el manejo adecuado de los instrumentos básicos utilizados en un laboratorio de análisis, así como conocimientos sobre funciones logarítmicas. Además, la interpretación de los resultados exige ciertos conocimientos teóricos, como el concepto de ácidos y bases de Lewis, la comprensión de los fenómenos de solubilidad y del producto de solubilidad, los balances de carga y masa, y las constantes de formación de los complejos. El procesamiento de los datos experimentales y la elaboración de gráficos son conocimientos imprescindibles.
Derechos de autor 2025 João Carlos de Andrade, Deborah de Alencar Simoni https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Própolis: correlação química e biológica
A abelha é um dos insetos mais versáteis do mundo. Conhecida pelo modelo de sua vida social, fornece ao homem ricos alimentos naturais além de contribuir para o processo de polinização das plantas. Neste texto será apresentado um de seus produtos, a própolis, que nestas últimas décadas deixou de ser descartada pelos apicultores e passou a integrar o contexto dos outros produtos apícolas comerciais. Também ganhou espaço dentro da sociedade e da comunidade científica.
Abelhas. Ecologia. Apídeos. Meio ambiente. Própolis. Propriedades biológicas. Propriedades físico-químicas. Métodos de análise. Cromatografia em camada delgada.
Derechos de autor 2018 Maria Cristina Marcucci, Ângela Ramalho Custódio https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
La espectroscopía de dicroísmo circular (CD) es una técnica analítica poderosa para estudiar sistemas moleculares quirales, con amplias aplicaciones en ciencias de la vida. Mide la absorción diferencial entre luz circularmente polarizada izquierda y derecha, proporcionando información sobre la disposición estructural de moléculas asimétricas. Los avances instrumentales de las últimas cinco décadas han permitido mediciones precisas de señales de CD, típicamente cuatro órdenes de magnitud menores que las de absorbancia. Metodologías computacionales basadas en mecánica cuántica, como la Teoría del Funcional de la Densidad (DFT) y su extensión Dependiente del Tiempo (TD-DFT), resultan valiosas para predecir e interpretar espectros de CD. Estos enfoques calculan propiedades electrónicas y ópticas de moléculas quirales, complementando análisis experimentales, especialmente en sistemas complejos donde la interpretación directa es un desafío. La determinación de la configuración absoluta de moléculas quirales constituye uno de los retos centrales en química orgánica, bioquímica y farmacología. El CD destaca como técnica principal para este fin, con aplicaciones prácticas en: desarrollo de fármacos y caracterización de productos naturales; biotecnología (ej.: producción de biosimilares, donde debe preservarse la conformación proteica para garantizar eficacia); y análisis de plegamiento proteico, estabilidad, unión a ligandos y respuestas a cambios ambientales.
Derechos de autor 2025 Aguinaldo Souza, Nelson Morgon https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Análisis cuantitativo de mezclas binarias utilizando Espectroscopía de Absorción Molecular
La absorción molecular en la región espectral entre 160 y 780 nm es causada por la excitación electrónica de especies absorbentes. En longitudes de onda por debajo de 400 nm, la energía de radiación incidente es suficiente para romper los enlaces químicos, mientras que en la región infrarroja (más de 780 nm), se observan principalmente vibraciones moleculares. Dado que las especies químicas que absorben en la región UV-vis del espectro electromagnético tienen amplias bandas de absorción, las determinaciones simultáneas de múltiples especies son más complicadas, dada la dificultad de encontrar longitudes de onda apropiadas que permitan la medición directa de la concentración individual de cada componente en la mezcla. Teniendo en cuenta la situación más simple, donde la muestra consta de solo dos especies absorbentes en solución, los procedimientos más directos y eficientes que pueden usarse para resolver este problema son el método algebraico, el método de espectroscopía de longitud de doble onda y el método de adición estándar en el punto H (HPSAM). De estos, este último parece ser más eficiente, ya que le permite eliminar o reducir los errores sistemáticos. Los procedimientos y cálculos experimentales asociados con estos métodos se presentarán en este trabajo, tomando como ejemplo la determinación simultánea de las concentraciones de dos iones distintos en una solución acuosa ácida.
Espectroscopía de doble longitud de onda
Método de adición estándar en el punto H
Derechos de autor 2025 João Carlos de Andrade https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Absorción molar y probabilidad de transición
La interacción entre la materia y la luz, o radiación electromagnética, es esencial para comprender las propiedades de los materiales. Esta interacción se analiza con frecuencia a través de la espectroscopia de absorción, basada en la Ley de Lambert-Beer. Inicialmente descrita por Pierre Bouguer, formalizada posteriormente por Johann Lambert y ampliada por August Beer, esta ley establece una relación matemática entre la absorción de luz, las propiedades ópticas del medio y la concentración de especies absorbentes. Según esta ley, la intensidad de la luz disminuye de forma logarítmica al atravesar una sustancia absorbente. La mecánica cuántica proporciona un marco importante para describir las transiciones electrónicas entre diferentes estados de energía en átomos y moléculas, utilizando la teoría de perturbación dependiente del tiempo. Esta teoría relaciona las transiciones energéticas con el momento de transición, derivado de la ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo, determinando la probabilidad de que ocurran transiciones electrónicas. Antes del desarrollo de la mecánica cuántica, Einstein presentó una interpretación clásica de las transiciones electrónicas, introduciendo los coeficientes de absorción y emisión, tanto espontánea como inducida. Estos coeficientes permiten conectar parámetros clásicos, como el coeficiente de absorción y la absorptividad molar, con conceptos probabilísticos y las soluciones de la ecuación de Schrödinger dependiente del tiempo, unificando perspectivas clásicas y cuánticas en el estudio de la absorción de luz.
Teoría de perturbación dependiente del tempo
Derechos de autor 2025 Guilherme Gustavo Silva Amorim, Diego Pereira dos Santos, Rogério Custodio https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
¿Habría un mol de granos de arena en el planeta Tierra?
Este trabajo propone una reflexión sobre la magnitud del número de Avogadro, una magnitud fundamental en química, que crea una “conexión” entre el mundo microscópico y el macroscópico. Avogadro propuso que en una masa dada de gas, en las mismas condiciones de temperatura y presión, habría el mismo número de moléculas. En 1860, esta hipótesis fue presentada en el famoso Congreso de Karlsruhe, en Alemania, al que asistieron científicos famosos, y que tenía como objetivo estandarizar la nomenclatura y las masas atómicas. A principios del siglo XX, las preguntas sobre el número de Avogadro, el movimiento browniano y, especialmente, sobre si los átomos y las moléculas eran entidades reales, estaban profundamente relacionadas. Dos grandes científicos, Albert Einstein y Jean Perrin, las respondieron. Uno de los aspectos más fascinantes del número de Avogadro es su tamaño y su capacidad para demostrar lo diminuto que es el mundo atómico en relación con el mundo que experimentamos. La pregunta del título funciona como una confrontación comparativa entre ellos. La respuesta casi inmediata a la pregunta es sí. Sin duda hay muchos más que un mol de granos de arena. Sin embargo, como se demostrará, el resultado es bastante sorprendente.
Derechos de autor 2024 Edvaldo Sabadini, Vinícius de Morais Almeida https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
La naturaleza de la luz es el punto de partida de una discusión académica que resultó en el desarrollo de la mecánica cuántica: ¿sería la luz una entidad física que tiene un carácter de onda o partícula? Los estudios sistemáticos de las propiedades de la luz podrían explicarse a veces considerando la luz como una onda y a veces como una partícula. Esta dualidad se utilizó para explicar la naturaleza de cualquier cuerpo material. La consecuencia fue la necesidad de desarrollar leyes mecánicas que reconciliaran el carácter de onda y partícula de cualquier sistema físico. Este artículo analiza los aspectos más importantes asociados con algunas de las pruebas del carácter onda-partícula de la luz y la formulación inicial desarrollada por Schrödinger.
Derechos de autor 2021 Revista Chemkeys https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Aspectos teóricos y prácticos de la espectroscopia de emisión de llama
Cuando son excitados por una fuente de energía externa, como una llama, un arco eléctrico o una chispa, los electrones de los átomos en sus estados fundamentales se excitan a otros estados más energéticos y, cuando regresan a sus estados de menor energía, emiten fotones. El uso de este proceso físico con fines analíticos cuantitativos se conoce como espectroscopia de emisión atómica, y si se utiliza una llama como fuente de energía, se llama espectroscopia de emisión atómica de llama, o simplemente. Los procesos físicos involucrados son muy rápidos porque la vida útil de los estados excitados es corta. Sin embargo, todavía se pueden utilizar en experimentos didácticos en los laboratorios docentes de Química General y Química Analítica. Actualmente, los equipos modernos de espectroscopia de emisión se utilizan ampliamente en geoquímica y mineralogía, análisis de agua y minerales, análisis de suelos, análisis de plantas y fertilizantes, bioquímica y medicina. En la industria, se utiliza habitualmente para controlar la calidad de reactivos y otros productos, como aleaciones metálicas, vidrio, cemento y cerámica. En este artículo, las características, usos y limitaciones de la espectroscopia de emisión atómica de llama como técnica analítica se presentan de manera simple y directa, y se utilizan experimentos educativos bien conocidos para ilustrar la teoría. A lo largo del texto, se presentan algunas preguntas destacadas para animar al lector a buscar respuestas en la literatura.
Derechos de autor 2024 João Carlos de Andrade, Nivaldo Baccan https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/
Aplicación cuantitativa de la espectroscopia de absorción molecular I
La absorción de radiación por especies químicas en solución es la base de muchos métodos analíticos cuantitativos. En este proceso, la energía de los fotones emitidos por la fuente de radiación, al ser absorbida por el analito, provoca un cambio de su estado de menor energía (fundamental) a un estado de mayor energía (excitado) y, si se produce la absorción de radiación en la región UV-Vis, el fenómeno observado habrá sido causado por la excitación electrónica de las especies absorbentes. Muchos compuestos e iones en solución absorben en esta región del espectro electromagnético, donde la principal característica es la presencia de bandas de absorción muy amplias. Además, las especies que absorben poco o nada en esta región espectral, si están presentes, pueden interactuar con otras moléculas en el medio de reacción y generar productos que lo hagan. A pesar de sus limitaciones, la espectroscopia de absorción molecular todavía se utiliza ampliamente como método de análisis, y se utiliza de forma rutinaria en análisis ambientales, biológicos, industriales y forenses. Para asociar la teoría con la práctica, este artículo presenta una guía experimental sencilla, basada en un experimento ampliamente utilizado en actividades docentes, en el que se discute la determinación espectrofotométrica de hierro en una muestra real utilizando el reactivo 1,10-fenantrolina como agente complejante. Con base en los resultados experimentales obtenidos durante la práctica de laboratorio, se detallan los parámetros de una curva de calibración que deben observarse en determinaciones cuantitativas y se discuten los efectos de las condiciones experimentales sobre la linealidad de la Ley de Beer. La utilidad práctica del procedimiento propuesto se demuestra en la determinación cuantitativa de hierro en una muestra de suplemento vitamínico.
Derechos de autor 2024 João Carlos de Andrade https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Una reacción catalítica ocurre cuando una determinada especie presente en el medio de reacción (el catalizador) provoca una disminución de la energía de activación del sistema, sin consumirse en el proceso. Estas reacciones son particularmente útiles cuando se desea detectar y/o determinar la presencia de cantidades muy pequeñas (trazas) de sustancias contenidas en una muestra. Algunas reacciones ocurren (o se aceleran) sólo en presencia de catalizadores y el estudio cinético de estas reacciones proporciona información valiosa sobre su presencia o ausencia en el medio de reacción. Los primeros ejemplos de métodos analíticos basados ​​en la cinética química se remontan a finales del siglo XIX y están relacionados con la actividad catalítica de las enzimas. A pesar de la variedad de métodos desarrollados en la primera mitad del siglo XX, los métodos cinéticos ya no eran de uso común, ya que eran susceptibles a errores causados ​​por variables mal controladas, como la temperatura, el pH y la presencia de interferencias, que podían activar o inhibir las reacciones. Sólo después de la década de 1980 se empezó a estudiar más de cerca esta técnica. Este artículo didáctico tiene como objetivo demostrar el uso del método cinético-catalítico en la determinación de trazas de iones Mo(VI) en solución, basado en la reacción indicadora del peróxido de hidrógeno con iones yoduro en medio ácido. La producción de yodo se puede monitorear espectrofotométricamente, monitoreando la formación del complejo [I2 – almidón], de color azul intenso, que presenta su máxima absorbancia a =590 nm. La reacción también se puede controlar controlando la formación de I2 en solución en su máximo de absorción a l=390 nm, pero la sensibilidad de este procedimiento es mucho menor. El desarrollo de la reacción del indicador se observó a intervalos de tiempo regulares en presencia de diferentes concentraciones de Mo(VI), permitiendo la construcción de curvas cinéticas que relacionan la velocidad de reacción con la concentración del catalizador. El principal objetivo de este artículo es demostrar el uso de la técnica de análisis cinético-catalítico, utilizando la espectrofotometría molecular como método de detección, aplicando el procedimiento para determinar la concentración de iones Mo(VI) en una muestra que contiene (únicamente) iones molibdato. Este método resulta atractivo como experimento de enseñanza porque, además de ser relativamente preciso, utiliza instrumentos sencillos que se utilizan comúnmente en los laboratorios de enseñanza.
Estudio cinético de una reacción química
Hay reacciones tan rápidas que parecen instantáneas, mientras que otras son tan lentas que pueden durar horas, días, meses e incluso años, como ocurre con muchas desintegraciones de radionucleidos. Un ejemplo interesante es la reacción química entre los gases H2 y O2. Cuando se mezclan en condiciones normales en un sistema aislado, estos gases reaccionan muy lentamente. Sin embargo, si la mezcla es activada por una chispa o llama, se producirá una reacción exotérmica incontrolada extremadamente rápida, con una gran liberación de energía, denominada explosión térmica. Esto es lo que ocurrió en el histórico accidente del dirigible Hindenburg en 1937, en Nueva Jersey, Estados Unidos. Por otro lado, cuando se realiza en condiciones de combustión controlada, esta reacción puede usarse como propulsor. De hecho, se trata de una de las reacciones químicas más energéticas que se conocen, capaz de proporcionar suficiente energía para lanzar grandes cohetes, como el Saturn V. El estudio de la cinética química (y, por implicación, de las velocidades de reacción), como lo han hecho muchos científicos aplicaciones y prácticas, merece ser destacado al inicio de los cursos de Química. La introducción de experimentos que involucran estudios cinéticos lleva a los estudiantes a reconocer la importancia de los efectos de la temperatura sobre la velocidad de una reacción, así como las influencias que pueden causar las variaciones de concentración. Uno de los numerosos experimentos didácticos utilizados con este fin consiste en la reacción de descomposición de iones tiosulfato en un medio ácido, con formación de azufre coloidal. A través de esta práctica de laboratorio, es posible verificar la influencia de la concentración y la temperatura en la velocidad de la reacción, midiendo el tiempo transcurrido entre el mezclado de los reactivos (t≅0) y la aparición de los primeros rastros de turbidez en el medio de reacción. Esta práctica es interesante porque es bastante sencilla de realizar y los resultados son muy visibles.
Revisando los postulados de la mecánica cuántica
Este trabajo revisa los postulados fundamentales de la mecánica cuántica, en consonancia con los textos educativos estándar. Los postulados proporcionan el marco para la teoría, comenzando con las propiedades de las funciones de onda aceptables en la ecuación de Schrödinger: unicidad, continuidad y finitud. A esto le sigue la introducción de operadores mecánico-cuánticos que definen las propiedades de los sistemas cuánticos. El cálculo de los valores promedio de los observables está determinado por el tercer postulado, y el cuarto postulado aborda la ecuación de Schrödinger tanto en su forma dependiente como independiente del tiempo, así como su extensión a sistemas complejos. Finalmente, se incluye el concepto de espín y sus propiedades. Contrariamente al orden tradicional de presentación, este estudio sugiere iniciar la exploración de los postulados con la ecuación de Schrödinger, reflejando el posible desarrollo histórico de la mecánica cuántica y potencialmente mejorando la comprensión conceptual de la teoría.
Desarrollo alternativo de los postulados
Derechos de autor 2023 Professor Rogério Custodio https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Evolución histórica de los modelos atómicos
El concepto de átomo es uno de los más antiguos de la historia y actualmente es el que prevalece en la enseñanza de la química. El modelo atómico ha evolucionado desde Demócrito y Platón, sufriendo varias modificaciones para alinearse con las observaciones realizadas en cada época. En la era moderna, algunas de las figuras más importantes en este tema son, entre otros, John Dalton, John J. Thomson, Ernest Rutherford, Niels Bohr, Arnold Sommerfeld y Erwin Schrödinger, cuyos modelos atómicos propuestos se enseñan a menudo en la escuela secundaria. cursos y en diversas disciplinas universitarias en todo el mundo. Sin embargo, el abordaje actual de este tema puede llevar a los estudiantes a percepciones incorrectas, ya que los modelos y sus principios se presentan sin mucha discusión sobre sus justificaciones y sin presentar las controversias que rodean su desarrollo. Este artículo presenta la evolución de los modelos atómicos, resaltando sus características y corrigiendo conceptos erróneos existentes sobre los modelos de Dalton y Thomson tal como se enseñan hoy. Se dio especial énfasis a los artículos originales (fuentes primarias) y trabajos basados ​​en ellos.
Derechos de autor 2023 Mateus Queiroz Marchesi, Rogerio Custodio https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Gran parte de la diversidad y complejidad de las moléculas se puede lograr a través de reacciones que involucran sustratos estructuralmente simples. En Química Orgánica, uno de los principales y más fundamentales mecanismos que se presentan a los principiantes es la Sustitución Nucleófila, proceso que explora la reactividad de un enlace químico polarizado de un átomo de carbono a través del intercambio de uno de sus sustituyentes. En este artículo se abordarán los principales conceptos relacionados con la reacción SN2, mostrando cómo los cambios en los constituyentes del sistema modelan el perfil cinético, con el objetivo de estimular el pensamiento crítico del estudiante sobre este tema, así como la elección de las mejores condiciones por realizar este proceso.
Derechos de autor 2023 Leonardo Claudio https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Determinación del pKa del indicador ácido-base azul de bromotimol
Las constantes de disociación de ácidos débiles (o sus valores de pKa) son parámetros físico-químicos ampliamente utilizados en diversos campos de investigación y de interés en diversas ramas de la ciencia. Indican el grado de ionización de los grupos ácidos en moléculas a diferentes valores de pH y juegan un papel particularmente fundamental en los estudios de procedimientos analíticos. También encuentran aplicación en muchos procesos químicos y bioquímicos y pueden considerarse un factor clave para comprender (y cuantificar) los fenómenos químicos asociados con la actividad biológica. Ya se han utilizado varios métodos instrumentales para determinar valores de pKa de ácidos débiles, pero la espectrofotometría UV-Visible, asociada o no a estrategias quimiométricas, es con diferencia la técnica más sencilla, directa y de menor coste. La determinación espectrofotométrica del pKa de un indicador ácido-base es un experimento ampliamente utilizado en los laboratorios de enseñanza porque solo se emplean soluciones fáciles de preparar, cristalería de uso general y equipo básico de laboratorio (como balanzas, medidores de pH y espectrofotómetros). Este artículo detalla un procedimiento simple, frecuentemente utilizado para la determinación espectrofotométrica del pKa de indicadores ácido-base en laboratorio docente, en el cual el indicador utilizado fue el azul de bromotimoly los datos experimentales fueron obtenidos por estudiantes de pregrado durante una clase de laboratorio, bajo la supervisión del autor. Los resultados concuerdan con los encontrados en la literatura.
Derechos de autor 2023 João Carlos de Andrade https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
El modelo de la partícula en la caja en coordenadas cartesianas fue descrito analítica y numéricamente en un texto reciente a través de la ecuación de Schrödinger. Cambiar la forma de la caja no solo modifica la solución de la ecuación de Schrödinger, sino que produce diferentes formas de abordar el problema de las partículas en la caja e introduce nuevos desafíos matemáticos. El nivel de complejidad de la ecuación de Schrödinger puede cambiar significativamente según el sistema de coordenadas utilizado. En el caso de las coordenadas polares, una consecuencia inmediata corresponde a la aparición natural de la degeneración orbital, compatible con la descripción de ciertos sistemas moleculares, como los electrones pi del anillo bencénico. Otro aspecto importante es que la partícula en el anillo corresponde a parte de la solución de la ecuación de Schrödinger para, por ejemplo, el rotor rígido y el átomo de hidrógeno. Este texto aborda alternativas para resolver la ecuación de Schrödinger para el sistema circular más simple, la partícula en el anillo.
Derechos de autor 2022 Rogerio Custodio https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Algunas reacciones químicas pueden resultar en la formación de sustancias poco solubles, generando la aparición de otra fase en el medio de reacción, como un precipitado. Como las demás, estas reacciones se rigen por leyes que describen equilibrios químicos y muestran la posibilidad de coexistencia de interacciones simultáneas. De hecho, un simple cambio en el pH de una solución puede inducir, simultáneamente, la formación (o disolución) de precipitados, la formación de complejos y variaciones en los potenciales redox de los posibles pares redox que puedan estar involucrados en el sistema químico bajo observación. ., hasta que se alcanza una nueva situación de equilibrio. Dado que las reacciones de precipitación son ampliamente utilizadas en la separación y purificación de sustancias y en gravimetría, una de las técnicas más antiguas de análisis cuantitativo, es importante introducir al lector en los fenómenos involucrados en la formación de precipitados.
Derechos de autor 2022 João Carlos de Andrade https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
La gravimetría convencional (también conocida como gravimetría de precipitación) consiste en una secuencia de operaciones que tiene como objetivo precipitar (separar) la sustancia de interés (el analito) en forma de un compuesto poco soluble, con una estequiometría conocida y bien definida. Tras su separación y secado, el precipitado se pesa en una balanza analítica y, a partir de su masa y estequiometría, se determina cuantitativamente la concentración del analito original. Es un método de análisis en el que la señal medida es la masa o cambio de masa y su aplicación requiere únicamente el uso de unidades base del Sistema Internacional de Unidades (SI), como la masa o el mol. Entre las ventajas de utilizar esta técnica se encuentran su buena reproducibilidad, asociada a la sencillez de ejecución operativa y al uso de equipos de uso común en el laboratorio. Por otro lado, sus principales desventajas radican en su tiempo de ejecución, que generalmente es muy largo y en la falta de sensibilidad del método, lo que lo hace poco práctico para la determinación de microconstituyentes en la muestra. A pesar de estar sujeto a errores acumulativos, causados ​​por posibles fallas de ejecución en los diversos pasos, operaciones y manipulaciones necesarias para su ejecución, los resultados obtenidos con el uso de métodos gravimétricos son bastante precisos, limitados únicamente por el límite de detección de la balanza analítica utilizada en el procedimiento Es la técnica de análisis cuantitativo más antigua, y aunque actualmente no es el método analítico más importante, todavía se utiliza en aplicaciones especializadas y en la estandarización de procesos.
La volumetría de precipitación es un método analítico basado en la titulación de una especie en solución acuosa que, durante el proceso, resulta en la formación de un compuesto poco soluble. Las valoraciones de precipitación basadas en el uso de nitrato de plata como agente precipitante se denominan valoraciones argentométricas que, entre otras, se utilizan en la determinación de haluros en disolución. Además de la potenciometría directa, el punto final de estas titulaciones también se puede establecer por otros métodos: el Método de Mohr, una titulación directa que utiliza una solución de cromato de potasio como indicador, el Método de Volhard, cuya aplicación más importante es la determinación indirecta de iones de cloruro en medio ácido usando iones férricos en medio ácido como indicador, y el método de Fajans, que emplea un indicador de adsorción, un compuesto orgánico que se adsorbe o desorbe de la superficie del sólido formado durante la titulación, con un cambio en color. Como todos los demás, los indicadores de adsorción también deben mostrar una variación notable en sus propiedades organolépticas alrededor del punto de equivalencia de titulación. También en estos casos, es interesante construir una curva de titulación teórica para poder establecer las condiciones más adecuadas para la observación del punto final, con un error de titulación aceptable. A pesar de la existencia de otros métodos de análisis argentométricos que involucran la precipitación, el énfasis principal en este artículo está en los tres métodos mencionados anteriormente, donde los iones haluro se valoran con iones Ag+, o viceversa.
A Professora Carol nasceu em 21/03/1931, em Lowell, Massachussetts (EUA). Fez seu bacharelado em Química no Bates College em Lewiston (Estado do Maine) e doutorou-se na Iowa State University, com tese na a rea de Fí sico-Química Organica. O seu primeiro trabalho publicado versou sobre aplicaçoes da cromatografia gas-líquido, usando equipamentos construí dos no laborato rio de seu grupo de pesquisa.
Derechos de autor 2022 Carla B. G. Bottoli, Isabel C. S. F. Jardim http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
En un artículo anterior publicado en esta Revista, se dedujeron ecuaciones que describen las curvas teóricas de dos métodos volumétricos redox diferentes que pueden utilizarse en la determinación del hierro en solución, a saber, la cerimetría y la permanganometría. Sin embargo, la literatura describe que el procedimiento estándar adoptado para este propósito es la titulación de la muestra de hierro con una solución estándar de dicromato de potasio, mediante detección visual, aun sabiendo que el dicromato tiene el menor potencial de reducción formal de los tres oxidantes considerados. Por lo tanto, preguntas como: ¿cuál es el motivo de la preferencia por el dicromato de potasio? ¿Por qué utilizar la detección de puntos de equivalencia visual? ¿Cuáles son los indicadores recomendados? ¿Cómo preparar la muestra y el valorante para una valoración redox? Para dar respuesta a estas preguntas, además de saber cómo debe comportarse el sistema químico, lo cual se realiza a través de curvas de titulación teóricas, también es necesario tener un buen conocimiento práctico de la química involucrada en estos procedimientos, los cuales son determinantes para aceptar las acciones a realizar. realizarse en el laboratorio. Para ello, la experiencia previa del analista es un factor fundamental. En este artículo se resaltarán los puntos esenciales a observar, antes de considerar (o aceptar) un procedimiento como adecuado para la práctica de la volumetría redox.
Derechos de autor 2021 João Carlos de Andrade https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
El modelo de partícula em la caja es un enfoque fundamental para describir el sistema cuántico más simple en el que una partícula se traduce en un espacio limitado por un potencial infinito. Invocando los postulados de la mecánica cuántica, la solución para este sistema nos da los valores de las energías permisibles, E, y sus respectivas funciones de onda, Y. Debido a su simplicidad, el sistema partícula em la caja ofrece un buen punto de partida para experimentar con métodos para resolver las ecuaciones diferenciales que caracterizan la descripción de sistemas cuánticos más complejos. Este texto presenta una descripción del modelo de partículas en caja con diferentes enfoques, es decir, enfoques semiclásicos, analíticos y numéricos para cajas representadas por el sistema cartesiano. Los métodos numéricos presentados se implementan en el lenguaje PYTHON para que el lector los experimente utilizando el código fuente que también se presenta al final del texto.
Redes neuronales para regresión univariante y multivariante
Las Redes Neuronales Artificiales han ganado notoriedad en la aproximación de funciones uni y multivariadas debido a la alta capacidad de aproximación de este tipo de modelos. En este artículo se presenta una descripción de los modelos de regresión basados ​​en redes neuronales junto con los algoritmos comúnmente utilizados para optimizarlos. El rendimiento de este tipo de modelo se ejemplifica mediante la aproximación de una función univariante que relaciona la fracción molar en la fase líquida de uno de los componentes de una mezcla de agua y acetona con su fracción molar en la fase de vapor. El rendimiento del modelo también se compara con el rendimiento de otros modelos basados ​​en métodos de regresión clásicos utilizados para resolver el mismo problema. Al final del texto, se presenta el código PYTHON para crear el modelo de red neuronal discutido aquí.
Derechos de autor 2021 Gabriel César Pereira, Rogério Custodio https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
Las valoraciones redox son procedimientos analíticos relativamente simples, rápidos y de bajo costo que se utilizan para determinar las especies redox activas. De manera análoga a los casos que involucran sistemas ácido-base, donde el curso de una titulación se puede seguir por medio de una curva de pH versus el volumen del titulante (V), una titulación que involucra una reacción redox se puede monitorear observando la curva de potencial (ε ) versus el volumen del valorante (V), siempre que el sistema redox a utilizar cumpla con todos los requisitos necesarios para que una reacción química se considere adecuada para su uso en una valoración. Una vez que se cumplen estos requisitos y se basan en sus semirreacciones, es posible describir una titulación redox con ecuaciones matemáticas y construir su curva de titulación teórica, como se hizo anteriormente para los sistemas no redox. Sin embargo, apesar de su importancia, han recibido relativamente menos atención que la volumetría que involucra reacciones no redox. No existe una razón específica que se pueda atribuir a esta observación, pero se puede especular que esto no se debe al hecho de que el uso de procedimientos analíticos que involucran procesos de oxidación-reducción requiera conocimientos teóricos adicionales y cuidado experimental. Este artículo busca dar una visión general al lector sobre la volumetría de oxidación-reducción y sus curvas de titulación, llamando la atención sobre la necesidad de un mayor cuidado al trabajar con esta técnica.
Las reacciones químicas que ocurren con la transferencia de electrones se conocen como reacciones de oxidación-reducción, reacciones de oxi-reducción o, simplemente, reacciones redox. La pérdida o ganancia de electrones se indica formalmente por la variación en el número de oxidación de las especies involucradas en el proceso. Esta transferencia de electrones puede ocurrir directamente del donante al agente aceptor, a través del contacto cercano entre las especies reactivas o mediante transferencia indirecta de electrones. Para comprender cómo funcionan estos sistemas químicos, es necesario conocer el funcionamiento de una celda electroquímica y la ecuación de Nernst, con todas sus implicaciones. Estos son los temas centrales de este artículo didáctico.
Derechos de autor 2020 João Carlos de Andrade https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0
La volumetría es el término genérico utilizado para designar procedimientos cuantitativos que pueden usarse para determinar la concentración de especies contenidas en una muestra, conocida como analito, al agregar volúmenes discretos y precisos de una solución de concentración exactamente conocida. La reacción debe ser rápida y cuantitativa. La denominada volumetría de neutralización o volumetría ácido-base es un método analítico basado específicamente en la reacción entre los iones H3O+ e OH-: H3O+ + OH- = 2 H2O cuya extensión se rige por el producto iónico del agua: KH2O = [H3O+] [OH-] A primera vista, uno podría pensar que la reacción entre cantidades equivalentes de un ácido y una base siempre daría como resultado una solución neutral. Sin embargo, esto puede no ocurrir debido a los fenómenos de hidrólisis y amortiguación que acompañan las reacciones entre ácidos fuertes y bases débiles o ácidos débiles y bases fuertes. Y, si se elige el método visual para detectar el punto final del procedimiento analítico, los efectos de amortiguación generados en el medio reactivo aún pueden afectar la acción de los indicadores y dificultar la visualización del punto final del proceso. Por estas razones, para utilizar correctamente la volumetría de neutralización, es necesario conocer muy bien las características y el comportamiento de los sistemas ácido-base en solución acuosa involucrados en este procedimiento analítico, así como sus curvas de titulación [1 -3].
El método Gran, utilizado para linealizar curvas de titulación, también ha demostrado ser más completo y útil en varias situaciones, desde los casos más simples, como las titulaciones entre ácidos y bases, hasta los más complejos, como los que implican la formación de precipitados y / o reacciones de oxidación-reducción. Es más simple y fácil de aplicar, ya que no necesita (y no debe) llegar al punto final de la titulación, lo que implica que su uso requerirá menos puntos experimentales. De hecho, solo deben utilizarse aquellos puntos obtenidos antes o después del punto final, más específicamente, los de la parte lineal del Gran Plot. Además de ser más versátil, se puede aplicar en muchas otras situaciones límite, como procesos analíticos que involucran reactivos altamente diluidos y / o pequeños volúmenes de titulante o titulado. Incluso con todas estas aparentes ventajas, el método de Gran no ha sido destacado en libros de texto y artículos educativos, quizás debido a la necesidad actual de certificación de laboratorio, lo que daría lugar al uso frecuente de instrumentos automatizados. Sin embargo, dado que siempre es deseable la inclusión de métodos alternativos de análisis en la formación básica de un profesional en Química, este artículo mostrará cómo utilizar datos experimentales para calcular la primera y segunda derivada en la determinación del punto final en una titulación potenciométrica, en comparación con el método Gran II. Además, para ilustrar el uso práctico del Gran Plot, este artículo también incluye la sugerencia de un experimento didáctico simple, junto con los resultados numéricos obtenidos durante el curso de la práctica de laboratorio.
Nomenclatura de compostos orgânicos segundo as recomendações da IUPAC. Uma breve introdução
O objetivo é divulgar, de forma resumida e didática, as principais recomendações da International Union of Pure and Applied Chemistry (IUPAC) para a nomenclatura de compostos orgânicos, destinada ao público que utiliza o português na variante brasileira [1].
Nomenclatura IUPAC. Compostos orgânicos. Recomendações brasileiras. Química Orgânica.
Derechos de autor 2018 José Augusto R. Rodrigues https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0