Vogel: Análise Química Quantitativa
Determinações experimentais
Segurança. Antes de fazer qualquer experimento desta seção preste muita atenção
aos avisos de segurança. Tenha sempre em mente as regras de segurança de laboratório.
14.7 Conteúdo de etanol em bebidas alcoólicas
Discussão Na Inglaterra, as bebidas alcoólicas devem conter pelo menos
40% de etanol. O outro componente importante é a água. O espectro de
RMN de hidrogênio desta mistura (Fig. 14.9) mostra apenas o sinal de
hidrogênio da hidroxila em δ = 5,0 ppm, aproximadamente, e os
hidrogênios do etanol em 3,8 ppm (CH 2) e 1,2 ppm (CH3). Observe que o
sinal em 1,2 ppm do grupo CH3 é um triplete, devido ao acoplamento com
os dois hidrogênios do grupo CH 2, e o sinal em 3,8 ppm do grupo CH2 é um
quarteto, devido ao acoplamento com os três hidrogênios do grupo CH 3. Os demais componentes das bebidas alcoólicas estão em concentração tão
baixa que não são observados no espectro. É possível calcular a razão entre
os sinais integrados de CH 3/OH e CH2/OH porém o resultado não corresponde à razão etanol/água porque os sinais vêm de grupos associados
a números diferentes de hidrogênios. Além disso, o sinal em 5,0 tem a
contribuição de dois hidrogênios da água e um hidrogênio do grupo OH do
etanol. Entretanto, pode-se usar a integração dos sinais de CH2 e CH3, com dois e três hidrogênios, respectivamente, para calcular a integração de um
único hidrogênio da hidroxila do etanol e subtrair este valor do total da
integração do sinal em 5,0 ppm para obter o valor da integração de H 2O.
Método Misture uma amostra da bebida com CDCl3 para obter uma solução de aproximadamente 10% e adicione uma gota do padrão
tetrametil-silano. Obtenha o espectro e integre os três sinais em 1,2, 3,8 e
5,0 ppm. Repita a integração várias vezes e faça a média para cada sinal.
Cálculo Seja o valor da integração dos sinais em 1,2 ppm (devida ao CH3)
igual a x mm, o valor da integração em 3,8 ppm (devido ao CH2), y mm e o valor da integração em 5,0 ppm (devido ao OH do etanol e de H 2O), z mm.
Para o grupo CH3, o valor da integração para um hidrogênio é x/3
Para o grupo CH2, o valor da integração para um hidrogênio é y/2 ou x/3
Assim, o valor da integração que corresponde ao grupo hidroxila do etanol
é y/2 e o da integração que corresponde à água é (z – y/2).
A razão H2O:CH3CH2OH é (z − y/2):y, porque H2O e CH2 contêm dois
hidrogênios cada. Esta expressão ainda não dá a composição percentual
correta porque os dois componentes, água e etanol, têm massas moleculares
relativas (RMM) e densidades diferentes.
RMM (água) = 18 densidade = 1,00 g ml−1
RMM (etanol) = 46 densidade = 0,96 g ml−1
Fig. 14.9 Espectro de 1H-RMN de uma bebida alcoólica
Então,