Fracionamento de polifosfato de sódio e caracterização por RMN de 31P: um experimento para aulas de físico-química

Abstract

Recebido em 11/12/09; aceito em 10/5/10; publicado na web em 24/8/10 FRACTIONAL PRECIPITATION OF SODIUM POLYPHOSPHATE AND CHARACTERIZATION BY 31 P NMR: AN EXPERIMENT FOR PYSICAL CHEMISTRY CLASSES. This text describes an experiment on fractional precipitation of a polymer together with determination of average degree of polymerization by NMR. Commercial sodium polyphosphate was fractionated by precipitation from aqueous solution by adding increasing amounts of acetone. The polydisperse salt and nine fractions obtained from it were analyzed by 31 P Nuclear Magnetic Resonance and the degree of polymerization of the salts and of the fractions were calculated. Long-chain sodium polyphosphate was also synthesized and analyzed. This experiment was tested in a PChem lab course but it can be used also to illustrate topics of inorganic polymers and analytical chemistry.Keywords: sodium polyphosphate; fractional precipitation; 31 P NMR. INTRODUÇÃOA melhoria da infraestrutura de equipamentos para ensino e pesquisa nas universidades públicas brasileiras trouxe a possibilidade de exposição dos alunos a tópicos mais abrangentes e interdisciplinares, em um contexto contemporâneo. No estudo de materiais poliméricos, a determinação da massa molar média dos polímeros é de fundamental importância para todas as propriedades e, portanto, para suas aplicações tecnológicas.A determinação de massa molar média de polímeros é um assunto normalmente tratado em disciplinas experimentais de físico-química. Nessas aulas, muito frequentemente, se utilizam medidas de viscosidade de soluções diluídas de polímeros orgânicos para a determinação de massa molar média. 1,2A técnica de ressonância magnética nuclear (RMN) possibilita a identificação e quantificação de núcleos de elementos formadores de cadeias poliméricas em ambientes químicos diferentes permitindo, assim, distingui-los. Deste modo, a comparação entre os números de grupos terminais de uma macromolécula e de seus grupos intermediários pode fornecer a massa molar média numérica (M n ) da mesma.3 A técnica de RMN aplica-se à determinação de massa molecular de polímeros lineares de massa molar de até 20.000 g mol -1. Essa limitação se dá devido à dificuldade na detecção quantitativa dos grupos terminais nos polímeros de alta massa molar, que se encontram em quantidade muito inferior à dos grupos de meio de cadeias. Uma vantagem da RMN em comparação a outros métodos de determinação de massa molar de polímeros, como a cromatografia de permeação em gel, é que RMN é um método absoluto. A análise por RMN dispensa o uso de padrões de massa molar conhecida, uma vez que as concentrações dos grupos podem ser obtidas diretamente da integração dos respectivos picos, tornando-se desnecessário o uso de padrões de cada fração do material de interesse. Além disso, a técnica de RMN dispensa o controle de força iônica do meio, uma importante vantagem dessa técnica em comparação com outros métodos convencionais de determinação de massa molar, como o espalhamento de luz e a viscosimetria.O fracionamento do p...

Síntese e hidrólise de azalactonas de Erlenmeyer-Plöchl mediadas por radiação micro-ondas em aparelhos doméstico e dedicado: experimentos de química orgânica para a graduação

“…1 Adicionalmente, a modernização da infraestrutura de pesquisa, intrinsecamente associada à pós-graduação e principalmente vinculada aos Institutos Nacionais de Ciência e Tecnologia (INCTs), aos Programas de Grupos de Excelência (PRONEXs) e ao contínuo apoio do Programa Pró-Equipamentos da CAPES e dos Programas de Infraestrutura das FAPs, impactam diretamente na qualidade dos cursos de graduação, uma vez que equipamentos modernos passam a estar disponíveis em diversos laboratórios de pesquisa, proporcionando seu emprego também em atividades de ensino experimental na graduação. Por exemplo, a aquisição de reatores de micro-ondas dedicados para laboratório, em quantidade significativa, 2,3 tem permitido o desenvolvimento de experimentos didáticos para a graduação e de química orgânica em particular.…”