Cinética Química em Solução

Para entender a química de halogênios, as reações oscilantes e o comportamento catalítico de complexos bioinorgânicos miméticos de enzimas naturais, é necessário compreender as reações envolvidas e os seus mecanismos. Uma vez que toda investigação mecanística tem como ponto de partida um estudo cinético, nosso envolvimento com a cinética química tem sido cada vez maior.
Este envolvimento se reflete no conteúdo da disciplina de Físico-Química Inorgânica da Pós-Graduação em Química, onde são abordados não só os aspectros clássicos das equações integradas e a cinética enzimática, como também aspectos mais modernos como autocatálise e modelagem cinética por integração numérica.
Além desta parte didática, nossos estudos experimentais e teóricos envolvendo cinética química se desenvolvem em 5 vertentes:

• Estudos cinéticos experimentais clássicos
  São estudos onde se procura obter a lei de velocidade da reação empregando-se o método das velocidades iniciais e pelo qual investigamos as reações:
  
  • reação bromito-iodeto [artigo]
  • reação bromato-brometo [artigo]
  • reação clorato-cloreto
• Estudos experimentais de reações oscilantes
  Reações oscilantes são sistemas complexos que não permitem o uso das técnicas tradicionais da cinética química para a sua investigação. Ao procurar desvendar o mecanismo de uma reação oscilante, observamos o comportamento experimental do sistema buscando determinar as condições em que ocorrem os seus diferentes padrões de oscilação. A partir destas observações propõem-se um mecanismo e faz-se a modelagem cinética, por integração numérica, em computador, para verificar se o comportamento calculado é semelhante ao observado experimentalmente. Dentre os sistemas que investigamos experimentalmente podemos citar:
  • Reação oscilante bromato-ácido oxálico-acetona-Mn(II) em regime de batelada [artigo]
  • Reação oscilante bromato-ácido oxálico-acetona-Mn(II) em regime de fluxo [artigo]
  • Reação oscilante bromato-ácido oxálico-acetona-Ce(IV) em regime de fluxo [artigo]
• Estudos experimentais de reações relógio
  As reações relógio são fenômenos não-lineares tão interessantes quanto as reações oscilantes. São assim denominadas as reações para as quais, após um período de indução, durante o qual aparentemente nada acontece, ocorre uma repentina formação de um produto ou o repentino desaparecimento de um reagente. As reações relógio por nós descobertas e estudadas foram:
  • Reação relógio bromito-iodeto [artigo]
  • Reação relógio clorato-iodo [artigo], [correção]
• Estudos cinéticos de composto miméticos de enzimas naturais
  A química inorgânica de compostos de coordenação tem sido capaz de obter diversos compostos, mononucleares, polinucleares de metais de transição, os quais são capazes de atuar como catalisadores de processos enzimáticos.
  Os estudos cinéticos que realizamos nesta área foram:
  • Comportamento de catalase de um complexo de ferro(III) [artigo]
  • Comportamento de peroxidase (monooxigenase) de um complexo de vanádio(IV) [artigo]
• Aspectos teóricos da cinética química
  Em face do envolvimento de longa data com a cinética química, é natural que tenhamos percebido algumas questões conceituais intrigantes. Assim, no contexto teórico da cinética química nossas contribuições foram:
  • Explicação para o surgimento de ordens fracionárias na análise dos dados experimentais [artigo]
  • Uso de equações lineares para a determinação dos parâmetros de Michaelis-Menten [artigo ainda no prelo]