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Cálculos da atividade óptica

Como calcular a rotação específica e % de excesso enantiomérica .

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Transcrição de vídeo

RKA4JL - Neste vídeo, iremos fazer alguns cálculos utilizando a atividade óptica. Para o nosso primeiro problema temos 0,300 grama de colesterol natural dissolvido em 15 ml de clorofórmio, e colocamos essa solução em um tubo de polarímetros de 10 centímetros. A rotação observada a 20 graus Celsius, utilizando a linha D de sódio, foi de -0,630 grau. E agora, queremos calcular a rotação específica do colesterol. Nós vimos no vídeo anterior como fazer isso. Então, a rotação específica é igual à rotação observada dividida pela concentração vezes o comprimento do tubo. Então, vamos preencher esta fórmula. A rotação específica é igual à rotação observada, que neste caso é -0,630 dividido pela concentração, e a concentração aqui é igual a 0,300 grama de colesterol dissolvido em 15 ml de clorofórmio. Então, temos aqui 0,3 grama dividido por 15 ml vezes o comprimento do tubo, que deve ser em decímetros. Então, dez centímetros é igual a um decímetro. Certo. Então, vamos calcular isto. Temos aqui -0,630 dividido por 0,300 dividido por 15 vezes 1. E temos como resultado -31,5. Então, essa é a nossa rotação específica. Vamos escrever isso. Temos a nossa rotação específica a 20 graus Celsius na linha D de sódio igual a -31,5. E no nosso segundo problema, vamos falar sobre a porcentagem de excesso enantiomérico, ou pureza óptica. E para isso, nós tomamos a porcentagem de um enantiômero e subtraímos a porcentagem do outro enantiômero. E para o exercício A, vamos calcular a porcentagem de excesso enantiomérica para uma solução contendo um único enantiômero. Portanto, se tivermos apenas um enantiômero, isso significa que temos 100% deste enantiômero, e então sobrará zero por cento do outro enantiômero. Então, a porcentagem de excesso enantiomérico é igual a 100 menos zero, que obviamente é igual a 100. Então, essa solução possui 100% de pureza óptica, é uma solução opticamente pura. No exercício B, vamos fazer isso para uma solução que contém quantidades iguais de ambos os enantiômeros, o que significa que é uma mistura racêmica, uma mistura que possui a mesma quantidade de ambos os enantiômeros. Então, se temos a mesma quantidade, temos 50% de um e 50% de outro. Logo, a porcentagem de excesso enantiomérico é igual a 50% menos 50%, que é igual a zero. Então, a pureza óptica dessa solução é igual a zero e isso significa que as misturas racêmicas não são opticamente ativas. E para o nosso exercício C, temos uma solução contendo 75% de um enantiômero e 25% de outro enantiômero. Logo, a porcentagem de excesso enantiomérico é igual a 75% menos 25%, que é igual a 50%. Então, temos um excesso enantiomérico de 50%. Logo, esta solução tem 50% de pureza óptica. Para o nosso terceiro e último problema, temos uma mistura de colesterol natural e de seu enantiômero com uma rotação específica a 20 graus Celsius de -27. Queremos calcular a porcentagem do excesso enantiomérico desta mistura e também queremos saber quanto por cento da mistura é de colesterol natural. Para responder à primeira questão, podemos utilizar esta equação aqui. Então, a porcentagem do excesso enantiomérico é igual à rotação específica observada dividida pela rotação do enantiômero puro. E para obter o resultado em porcentagem, devemos multiplicar isto por 100. Então, a porcentagem do excesso enantiomérico é igual a... Temos aqui, então, -27 da rotação observada dividido pela rotação do enantiômero puro, que, para o colesterol natural, vimos no primeiro exercício que é igual a -31,5 vezes 100. Usando a calculadora, então, e não precisamos nos preocupar com o sinal. Temos 27 dividido por 31,5 vezes 100, que é igual a 85,7 e vamos dar uma arredondada para 86%. Portanto, nossa porcentagem de excesso enantiomérico é de 86%. E para responder nossa segunda pergunta, de quanto por cento da mistura é de colesterol natural, vamos pensar um pouco... Se 86% é o nosso excesso enantiomérico, podemos pensar que 86% é de colesterol natural e o restante, os 14%, devem ser de uma mistura racêmica. Então, se 14% é de uma mistura racêmica, isso significa que metade, ou seja, 7%, é de colesterol natural e a outra metade, 7%, é do enantiômero. E agora é só somar isto. Temos, então, 86% de colesterol natural aqui mais 7% de colesterol natural aqui, o que dá um total de 93% de colesterol natural. Então, a resposta para essa questão é 93%. E para verificarmos esta resposta, para termos certeza que isso está correto, podemos pensar que o colesterol natural mais a soma do seu enantiômero deve somar 100%. Então, se temos 93% de colesterol natural, temos que ter também 7% de seu enantiômero. Então, esta conta bate. Além disso, sabemos também, do problema anterior, que a porcentagem do excesso enantiomérico é igual à porcentagem de um enantiômero menos a porcentagem do outro. Logo, podemos dizer que a porcentagem do excesso enantiomérico é igual a 93 menos 7, o que é igual a 86%, que também bate com a nossa conta aqui de baixo. Bem, então é isso: apenas um bom modo de confirmar se você resolveu o problema corretamente.