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RELATÓRIO DE BIOQUÍMICA EXPERIMENTAL EXPERIMENTO 8 - REAÇÕES DE CARACTERIZAÇÃO DE LIPÍDEOS DOCENTE: PROF. DR. ARTHUR H.C. DE OLIVEIRA GRUPO 2: FERNANDA CHIACCHIO GUARESCHI MARTINS 9787637 RAPHAEL FIGUEIRA 9846855 RIBEIRÃO PRETO - SP 2021 1- Objetivos O objetivo do experimento foi realizar a caracterização de um óleo vegetal por meio da reação de saponificação, verificação da emulsão desse óleo, separação dos ácidos graxos e redissolução deles para formar sabão; verificou a solubilidade dos sabões e a formação de sabões insolúveis. Assim como realizou a determinação do índice de saponificação de um óleo vegetal e determinou o seu índice de acidez. 2- Resultados e discussão a) Saponificação Foi colocado em um tubo de ensaio 20 gotas de um óleo vegetal, 2 mL de KOH (solução alcoólica a 10%), em seguida aqueceu por 8 minutos e adicionou 10 mL de água quente seguido de agitação e banho quente. ● Justificar o resultado com auxílio de equação química. A reação de saponificação tem como termos gerais, a reação de um éster em solução aquosa de base inorgânica tem como produto final um sal orgânico e álcool. A reação pode também ser chamada de hidrólise alcalina, onde a mistura do éster (ácido graxo), uma base (hidróxido de potássio neste caso) se origina como produto final sabão (sal orgânico). Podemos por meio da foto identificar a formação de sabão pois na parte superior do tubo temos a formação de bolhas características do sabão, assim como sua coloração amarelada. Figura 1: reação de hidrólise alcalina de um triglicerídeo b) Formação de emulsão Para isso, utilizou-se 2 tubos de ensaio numerados, adicionando 5 gotas dum óleo vegetal. Adicionou 5 mL de água ao tubo 1 e 5 mL de uma solução de Na2CO3 2% ao tubo 2. Agitou fortemente e observou o tempo de duração da emulsão em cada tubo de ensaio. ● Verificar o tempo de duração da mesma em cada um dos tubos. Denomina-se emulsão a mistura física entre líquidos que apresentam certo grau de imiscibilidade. Tal sistema é composto por uma fase apolar, geralmente composta por hidrocarbonetos - também chamada de “óleo” ou fase oleosa - e uma fase polar, geralmente composta por água - chamada de fase aquosa. Existem dois principais tipos de emulsões: as chamadas óleo-em-água (o/w), em que a fase apolar encontra-se dispersa na fase aquosa; e as chamadas água-em-óleo (w/o), em que a fase aquosa encontra-se dispersa na fase apolar. Os sistemas emulsionados não são obtidos espontaneamente e, portanto, necessitam de algum processo mecânico que dê energia suficiente ao sistema para fragmentar uma fase na outra, aumentando a área interfacial entre elas. Figura 2: Esquema de formação/quebra de emulsão. Com dados da aula teórica, temos que a emulsão do tubo 1 (óleo e água) durou cerca de 10 segundos, enquanto a emulsão do tubo 2 (óleo e Na2CO3) durou mais de 2 minutos. Isso acontece devido ao Na2CO3), por ser um sal é uma partícula coloidal, atua na estabilidade da emulsão (TAMBE e CHARMA, 1993), enquanto no tubo 1 não há uma formação de emulsão estável, sendo que os itens ali dentro possuem polaridades opostas, fazendo com que eles se separem rapidamente. c) Separação dos ácidos graxos Para isso, transferiu-se metade do conteúdo do tubo do ensaio A para outro tubo de ensaio. Adicionou-se gotas de HCL concentrado e mediu o pH com papel indicador até viragem. Após verificar a separação da mistura em 2 fases, deixou em banho fervente até a fusão da camada superior. ● Justificar a separação em duas fases, com o auxílio de uma equação química. Qual é o componente orgânico presente na camada aquosa? A adição de ácido clorídrico (HCl) à solução aquosa de sabão formado em experimentos anteriores, precipita o ácido graxo (sal de potássio), que possui uma baixa solubilidade em água, tendendo a formar dímeros através das ligações de hidrogênio envolvidas. Portanto, a adição do ácido clorídrico é o responsável por precipitar os ácidos carboxílicos formados na hidrólise alcalina: Figura 3: precipitação de ácidos carboxílicos a partir de sais de potássios e triacilgliceróis E o que observamos na foto do experimento, é justamente a precipitação do ácido graxo de potássio de coloração branca que permanece no fundo do tubo de ensaio. d) Solubilidade dos sabões Adicionar 5 mL de solução saturada de cloreto de sódio ao tubo A. Observar e explicar o que acontece. Após a adição de uma quantidade maior de sal, podemos perceber uma saturação de sal e água, o que impede o sabão de interagir com as moléculas de água presentes no tubo, visualizando uma separação de duas fases. O sal também aumentou a polaridade da água, ocorrendo um aumento da tensão superficial que ocasiona a formação de floculação de sais de ácidos graxos, visualizados no tubo de ensaio em sua parte superior. A flutuação ocorre devido às diferenças de densidade. Figura 4: reação de solubilidade dos sabões e) Formação de sabões por redissolução dos ácidos graxos Para esse experimento, transferiu 3 gotas dos ácidos graxos obtidos no ensaio C para um tubo com 5 mL de água quente. Agitou o tubo e verificou a formação de espumas. A adição de hidróxido de sódio (NaOH) a solução aquosa aquecida contendo ácido graxo provoca a resaponificação do mesmo , reconhecida formação de espuma. Reação do processo abaixo: Figura 5: formação de sabão por redissolução de ácido graxo f) Formação de sabões insolúveis Para essa parte, dividiu o conteúdo do tubo preparado no ensaio acima (item e) em duas alíquotas. Dobrou o volume de cada uma por adição de água. Ao primeiro tubo,adicionou 4 gotas de cloreto de cálcio a 5% e, ao segundo, 4 gotas de acetato de chumbo a 1% e agitou. Ao colocar o cloreto de cálcio (CaCl2) no tubo de ensaio contendo sabão, ocorre a formação de um precipitado de sabões de cálcio, como mostrado na reação abaixo: Figura 6: reação de formação de sabão insolúvel. Já quando trabalhamos com o Acetato de Chumbo, a disposição de íons Pb2+ interfere na dureza da água, o que impede a formação de espumas, assim como também a ação do detergente em soluções de sabão, o que apresenta assim como observado na figura, a formação de um precipitado de sal pouco solúvel devido a combinação de cátions e ânions em solução. Essa espuma que observamos na segunda imagem é uma espuma esbranquiçada e insolúvel, localizada no fundo do tubo de ensaio. g) Determinação do índice de saponificação (I.S.) de um óleo Para essa parte, pesou-se cerca de 1g de óleo vegetal, anotando a massa exata, em um erlenmeyer de 250 mL rigorosamente limpo e seco. Em seguida, adicionou-se 25mL da solução alcoólica de KOH 0,50 mol/L e levou o sistema para o banho maria durante 30 minutos. Aqueceu um béquer de 50mL de água também e adicionou esse conteúdo no erlen depois. Titulou ainda quente com HCL 0,50 mol/L usando 2 gotas de fenolftaleína. Dados obtidos: Va= 11,8 mL Vb= 18 mL MHCl= 0,50 mol/L m = 1,01 g . S. (V b a) HCl 6, ) /mI = ( − V * M * 5 1 . S. 172, 8 I = 1 Tabela 1: índice de saponificação dos óleos tabelados O índice de saponificação é umaindicação da quantidade relativa de ácidos graxos de alto e baixo peso molecular. Os ésteres de baixo peso molecular requerem mais álcali para a saponificação, portanto o índice de saponificação é inversamente proporcional ao peso molecular dos ácidos graxos presentes nos triacilgliceróis. De acordo com a tabela com os índices de saponificação disponibilizadas para nós, podemos perceber que possivelmente houve erro experimental no momento de realizar a titulação, já que o resultado de I.S. obtido não está dentro de nenhum I.S. tabelado. Mas, pelo valor mais baixo, podemos supor que o óleo apresenta alto peso molecular dos ácidos graxos. h) Determinação do índice de acidez (I.A.) de um óleo Pesou de 5 a 10 g de óleo vegetal diretamente em um erlenmeyer de 125mL, anotando a massa exata. Adicionou 25mL de uma mistura de éter e etanol (1:1) e 3 gotas de fenolftaleína. Titulou com NaOH 0,01 mol/L. Repetiu o processo com um experimento controle sem amostra de óleo (branco). A decomposição de gordura através da lipase é acelerada por luz e calor, com a formação de ácidos graxos livres que causam sabor e odor desagradável. Dessa forma a determinação da acidez pode fornecer um dado importante na avaliação do estado de conservação do óleo. Dados: m (amostra)g = 6,02g Va = 2,2 mL Vb = 0,8 mL . A. ((V a b). V NaOH NaOH] 282)/ m 0I = − V * [ * * 1 mg KOH/g.A. 0, 4I = 1 Com o valor obtido a partir da análise, podemos concluir que o óleo utilizado possui um baixo índice de acidez, sendo esse um óleo pouco degradado, ou seja, com poucos ácidos graxos livres. 3- Conclusão A partir do óleo vegetal nós conseguimos fazer sabão com a reação de saponificação e analisar sua emulsão em água e em uma solução de Na2CO3, sendo que em solução de carbonato de sódio a emulsão foi mais persistente. A partir do sabão formado, foi adicionado HCL, que foi o responsável por precipitar os ácidos carboxílicos formados na hidrólise alcalina. Verificou também a solubilidade do sabão inicial em uma solução de NaCl, onde foi possível observar a separação de fases. A partir da separação dos ácidos graxos, foi possível realizar a reação de saponificação e formar sabão novamente. Com a adição de cloreto de cálcio em uma alíquota e acetato de chumbo em outra alíquota de sabão formado por redissolução de ácidos graxos, ocorre a formação de sabão insolúvel facilmente observado. Para terminar a caracterização do óleo vegetal, foi determinado o índice de saponificação (I.S.) e índice de acidez (I.A.). A partir do I.S. não foi possível identificar o óleo vegetal, já que, provavelmente por conta de erros experimentais de titulação, os volumes obtidos ficaram fora dos valores de referência. Já a partir do I.A. do sabão, conseguimos avaliar que o óleo vegetal utilizado tem baixa deterioração, ou seja, tem baixos índices de ácidos graxos livres, já que o valor para o I.A. foi baixo (0,14 mg KOH/g). 4- Referências TAMBE, D.E.; SHARMA, M.M. “Factors Controlling the Stability of ColloidStabilized Emulsions I. An experimental investigation”. Journal of Colloid and Interface Science, v. 157, pp. 244-253, 199 De Almeida, M., L., 2019. ESTABILIDADE DE EMULSÕES DE ÁGUA-EM-ÓLEO SOB AÇÕES ELETROCISALHANTES E CAMPOS ELÉTRICO E CENTRÍFUGO Tese apresentada ao Programa de Pós Graduação de Engenharia Química, COPPE, da Universidade Federal do Rio de Janeiro De Almeida, D., S. 2015. Caracterização de óleos vegetais através da radiação espalhada e análise multivariada. Dissertação de mestrado apresentada ao programa de pós graduação em engenharia nuclear COPPE, da Universidade Federal do Rio de Janeiro.
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