Mapeamento das cores de soluções de corantes e correlação com suas estruturas por meio de descritores moleculares

• Autor(a) principal: Nazareth, Pamella Cristina Gonzaga Nascimento
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRJ
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11422/23576
• topic: Corantes; Solventes; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES INDUSTRIAIS E EQUIPAMENTOS PARA ENGENHARIA QUIMICA::OPERACOES DE SEPARACAO E MISTURA

O efeito solvatocrômico descreve a mudança de posição, intensidade e forma de uma banda espectroscópica, de absorção ou emissão, de um composto dissolvido, causado pela alteração na polaridade do meio (CARDOZO, 2016), que tem sido analisado e aplicado em diversos métodos de quantificação rápida (EL SEOUD et al., 2011; RANKIN et al., 2012). O objetivo deste trabalho foi mapear as cores de corantes em diversos solventes e correlacioná-las às suas propriedades moleculares. Para tanto, estudou-se o comportamento de dezoito corantes (cloreto de azul do nilo, sulfato de azul do nilo, azul de metileno, azul de bromofenol, azul patente, azul de tripan, azul de toluidina, vermelho de metila, vermelho de fenol, vermelho de cresol, púrpura de bromocresol, púrpura de metacresol, nitroprussiato de sódio, nitrofenol, fenolftaleína, timolftaleína, fluoresceína ácida e ditizona) em treze solventes (metanol, etanol, 2-propanol, butanol, pentanol, octanol, hexano, tolueno, tetrahidrofurano, acetona, acetonitrila, água deionizada e acetato de etila) de diferentes polaridades, por meio de testes de solubilidade e coloração, feitos em tubos de ensaio e as soluções preparadas em meios neutro (pH 7,0), ácido (pH 1,0) e alcalino (pH 10,0) e posteriormente diluídas (1:19 v/v), para registro das cores. Utilizando um smartphone, foram registradas, fotografias das soluções resultantes, dispostas em cubeta de vidro, dentro de uma câmara fotográfica, para que fossem mantidas as condições de análise, contribuindo para a reprodutibilidade. Os parâmetros parciais de polaridade dos solventes foram obtidos utilizando o software HSPiP com os quais foi organizado visualmente mapa de cores, agrupados em relação à polaridade dos solventes, similaridade de cores e solubilidades. O tratamento posterior das imagens foi feito pelo software ImageJ, no qual coletaram-se valores de média, desvio padrão e coeficiente de variação percentual dos componentes das cores, no padrão RGB (sistema de cores aditivas em que vermelho (R), verde (G) e azul (B) se combinam de várias formas gerando um largo espectro cromático). Identificou-se o canal B como mais sensível após criação de mapas de contorno para todos os canais nos três meios. Um segundo mapa de cores foi organizado em relação à polaridade dos solventes e o índice de variabilidade das médias do canal azul de cada corante para todos os solventes. Foram gerados descritores moleculares a fim auxiliarem na montagem de uma nova versão do mapa de cores, com auxílio de técnicas multivariadas, a fim de encontrar correlações entre os descritores moleculares e os valores RGB manifestados pelos corantes nos solventes testados. O estudo gerou dois mapas de cores, onde o primeiro, apresentou mais fluidez na variação de cores, enquanto o segundo, agrupou cores de matiz azul-verde e vermelhalaranja em partes distintas do mapa. A análise de componente principal permitiu reduzir o número de variáveis iniciais (descritores moleculares) em 88%, utilizando apenas 3 componentes principais que explicaram 79,92% da variância por todo conjunto de dados original. A análise fatorial indicou o canal red como o que carrega mais informação ao estudo, apresentando uma tendência de comportamento e correlação com os descritores similar entre os três meios estudados e mostrou que descritores do tipo eletrônicos e eletrostáticos são os que mais influenciam a resposta colorimétrica dos corantes.