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CURSO DE ENGENHARIA QUÍMICA ENGENHARIA BIOQUÍMICA NOME ALUNO:_______________________________________ CÓDIGO:____________________________________________ PROFA. DRA. LUCIANA REZENDE ALVES DE OLIVEIRA PROFA. DRA. MARCIA MAISA DE FREITAS AFONSO RIBEIRÃO PRETO 2014 1 INDÍCE Páginas NORMAS DE SEGURANÇA DE LABORATÓRIO 02 ACIDENTES COMUNS EM LABORATÓRIOS E ATENDIMENTOS 03 TITULAÇÃO POTENCIOMETRICA: SOLUÇÃO TAMPÃO 04 PROPRIEDADES DOS AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS 09 VELOCIDADE DAS REAÇÕES QUÍMICAS E OS CATALISADORES 14 ATIVIDADE ENZIMATICA 17 SALIVA 20 2 NORMAS DE SEGURANÇA EM LABORATÓRIO Para o seu bom desempenho e sua segurança no laboratório, estabelecemos as seguintes normas a serem seguidas: 1) Siga rigorosamente as instruções do professor; 2) Nunca prove uma droga ou solução, a não ser com permissão do professor; 3) Use um avental ou capa apropriada; 4) Não fume no laboratório; 5) Evite o contato de quaisquer substâncias com a pele. Seja particularmente cuidadoso quando manusear substâncias corrosivas, como ácidos e bases concentradas; 6) Nunca deixe frascos contendo solventes inflamáveis próximos à chama; 7) Não jogue nenhum material sólido dentro da pia ou nos ralos; 8) Sempre que possível trabalhe com óculos de proteção; 9) Quando aquecer uma substância em um tubo de ensaio não aponte a sua extremidade aberta para seus colegas ou na sua própria direção; 10) Ao introduzir tubos de vidro em rolhas, umedece-as convenientemente, enrole a peça de vidro numa toalha para proteger as mãos; 11) Experiências que envolvam liberação de gases tóxicos devem ser realizadas na capela; 12) Quando for testar um produto químico pelo odor, proceda com cuidado. Mantenha o frasco afastado do seu rosto e com movimentos da mão dirija os vapores na direção do nariz; 13) QUANDO DILUIR ÁCIDOS COM ÁGUA SEMPRE JUNTE O ÁCIDO À ÁGUA, COM CUIDADO. NUNCA JUNTE ÁGUA A ÁCIDOS CONCENTRADOS; 14) Dedique especial atenção a qualquer operação que necessite de aquecimento prolongado ou que desenvolva grande quantidade de energia; 15) Mantenha sua atenção voltada única e exclusivamente para o trabalho que você e seu grupo desenvolvem; 16) Leia os rótulos dos frascos antes de usar as substâncias neles contidas; 17) Se qualquer produto químico for derramado, lave o local imediatamente; Nunca use quantidade maior de reagente do que o máximo proposto; 18) Ao se retirar do laboratório verifique se não há torneiras abertas (água e gás). Desligue todos os aparelhos, deixe todo o equipamento usado limpo e lave as mãos; 19) Antes de iniciar seus trabalhos, pegue a ficha de controle do seu grupo, anote a data, a experiência a ser realizada e os números dos elementos do grupo; 20) Use sempre uma pipeta para cada reagente. 3 21) Evite as trocas de rolhas de reagentes. 22) Para aquecer o tubo de ensaio, nunca dirija a boca do tubo em direção a sí mesmo, ou ao colega, pois poderá ocorrer um esguicho e com isso atingí-lo. 23) Nunca devolva a solução para o frasco estoque, porque pode estar contaminada. 24) Antes de introduzir pipetas nas soluções certifique-se de que estão limpas. 25) É obrigatório trazer a apostila nas aulas práticas; 26) No final de cada aula: A) limpe toda a bancada de trabalho; B) passe água de torneira em todos os materiais e coloque-os na bancada. ACIDENTES COMUNS EM LABORATÓRIOS E ATENDIMENTOS 1. Queimaduras A) causadas por calor seco (chama e objetos aquecidos): No caso de queimaduras leves, aplicar pomada de picrato de butesina; No caso de queimaduras graves, elas devem ser cobertas com gase esterilizada, umedecida com solução aquosa de bicarbonato de sódio a 5%. B) causadas por álcalis: Lavar a região atingida imediatamente com bastante água em abundância, durante cinco minutos. Tratar com solução de ácido etanóico (acético) a 1% e novamente lavar com água. Secar a pele e aplicar merthiolate. C) causada por ácidos: Lavar imediatamente o local com água em abundância, durante cerca de cinco minutos. Em seguida lavar com solução saturada de carbonatomonoácido de sódio e novamente com água. Secar e aplicar merthiolate. 2. Ácidos nos olhos Fazer lavagem com água em abundância por quinze minutos. Em seguida aplicar solução de carbonatomonoácido de sódio a 1%. 3. Álcalis nos olhos Proceder como no item anterior, apenas substituindo a solução de carbonatomonoácido por uma solução de ácido básico a 1%. 4. Intoxicação por gases Remover a vítima para um ambiente arejado, deixando-a descansar. 5. Ingestão de substâncias tóxicas Administrar uma colher de sopa de “antídoto universal”, que é constituído de duas partes de carvão ativo, uma de óxido de magnésio e uma de ácido titânico 4 PRÁTICA N0= 01 TITULAÇÃO POTENCIOMETRICA: SOLUÇÕES TAMPÕES O equilíbrio dinâmico de dissociação de ácidos fracos em meio aquoso, representado geralmente pela equação: HA = H + A onde, de acordo com a definição de BRONSTED, HA é o ácido (doador de prótons ) e A é a base conjugada ( receptor de prótons ), determina, no sistema considerado e nessa dada temperatura um pH bem definido que pode ser expresso pela equação de HANDERSON - HASSELBACH: PH = pKa + log. ( A / HA ) Para fins práticos, em soluções diluídas, pKa representa simplesmente o logaritmo negativo de K, a constante de dissociação ácida para o equilíbrio acima, e ( A ) / ( HA ) a relação entre a concentração da base e a do ácido ( moles/L ou íons g/L). Soluções desse tipo, principalmente para as que a relação (A)/(HA) é igual ou próxima a 1 e a concentração total ( A ) + ( HA ) não é exageradamente baixa, são relativamente resistentes a variações de PH provocados pela adição de ácidos ou alcali fortes ( NaCl e NaOH ). Em outras palavras, as variações de PH ocorrem, porém em menor grau do que ocorreriam na ausência do sistema A / HA. Essas soluções são chamadas de TAMPÕES, e possui a propriedade tamponante em relação ao PH da solução. EXPERIMENTO 1) Titulação potenciométrica de 20 mL de ácido acético 0,1 N com NaOH 0,1 N. Pipete cuidadosamente 20 mL de ácido acético 0,1 N em um bequer de 50 mL. Calibre o pHmetro com três tampões padrões conhecidos, em pH 4,0, pH 7,0 e pH 10,0 . Meça agora o pH inicial do ácido acético 0,1 N e anote seu valor. 5 Pôr meio de uma bureta, devidamente testada e calibrada, acrescente porções de 0,5 mL de NaOH 0,1N, medindo o pH após cada adição e HOMOGENIZAÇÃO da solução. Prossiga a titulação até a leitura do pH atingir um valor próximo de 12. Trace o gráfico em papel milimetrado colocando os valores de pH na ordenada e volume de NaOH na abcissa. Analise e interprete seus resultados. ÁCIDO ACÉTICO: PK= 4,76. MATERIAL NECESSARIO NA AULA: - 02 réguas ou - 02 esquadros. - 2 folhas de papel milimetrado. ANOTE OS RESULTADOS NA TABELA 1 E COLE NO VERSO DESSA FOLHA O GRAFICO. 6 TABELA 1: Titulação potenciométrica de 20 mL de ácido acético 0,1 N com NaOH 0,1 N. mL NaOH pH mL NaOH pH7 2-REPETIR O EXPERIMENTO ACIMA, TITULANDO O ÁCIDO ACÉTICO EM PH 12,0 COM HCL 0,1 N. Anotar na Tabela 2 os resultados no experimento 2 obtidos em sala de aula. Colar no verso dessa folha o gráfico. TABELA 2: Titulação potenciométrica do ácido acético 0,1 N pH= 12,0 com HCl 0,1 N. mL HCl pH mL HCl pH 8 EXERCÍCIO 1. Como você procederia experimentalmente para titular 20 mL de glicina com NaOH 0,1 N considerando que o pH inicial da glicina é 7,0 e seus pkas são Glicina: pK1 = 2,34, pK2 =9,86? _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________________________ 2. Qual o perfil do gráfico esperado para essa condição? Esquematize considerando valores hipotéticos. 9 PRÁTICA N0= 02 PROPRIEDADE DOS AMINOÁCIDOS E PROTEÍNAS Os 20 aminoácidos que formam as proteínas são constituídos fundamentalmente por C, H, O e N. Três dentre eles apresentam ainda S (enxofre) como elemento constituinte. I) REAÇÃO DE NINIDRINA: A reação mais característica dos aminoácidos é a reação da ninidrina, que se processa em duas etapas: a) primeiramente o aminoácido é oxidado pela ninidrina dando origem a CO 2; NH3, um aldeído e hidrantina (ninidrina reduzida); b) Posteriormente uma molécula de ninidrina e outra de hidrantina se condensam com uma molécula de NH3 formando um produto colorido, chamado Púrpura de Ruhemann. Esquematize a reação da Ninidrina com o aminoácido: II) REAÇÃO DE BIURETO: Para as proteínas, a reação mais característica é a reação do Biureto. Compostos que apresentam duas ou mais ligações peptídicas, quando tratados com CuSO4 em solução alcalina apresentam uma coloração púrpura característica. Essa reação ocorre devido à formação de um complexo de coordenação entre um átomo de cobre e quatro átomos de nitrogênio das ligações peptídicas. Embora o teste seja positivo para substâncias que apresentam 2 grupos - CONH2 (ligação peptídica) ligados juntos diretamente ou através de um átomo de C, substâncias que apresentam grupos similares (-CSNH2; -C(NH)NH2, - CH2-NH2), com exceção da Histidina, Treonina e Serina, não reagem com esse composto positivamente. 10 EXPERIMENTO: 1) TESTE QUALITATIVO PARA PROTEINA: Colocar nos tubos de ensaio listados abaixo 0,5 mL de amostra, 0,5 mL de NaOH 6N e 0,5 mL de Acetato de Chumbo. Homogeneizar a solução e aquecer diretamente em chama até atingir o ponto de fervura. (* durante o aquecimento direcione a boca do tubo de ensaio para pontos onde não encontre pessoas). TUBO 1: albumina 2% TUBO 2: gelatina 2% TUBO 3: arginina 2% TUBO 4: cisteina 2% TUBO 5: pequena mecha de cabelo RESULTADOS TUBOS COR INICIAL COR FINAL 1 2 3 4 5 2) TESTE ESPECIFICO PARA AMINOACIDOS: Adicionar a cada TUBO de ensaio enumerado abaixo 2 mL de solução de AMOSTRA, mais 5 gotas de solução ninidrina 1% em álcool. Em seguida levar o tubo para o aquecimento direto à chama até observar o aparecimento da cor azul na solução. TUBO 1: fio de cabelo com 1 mL de ninidrina TUBO 2: 2mL de cisteina TUBO 3: 2 mL de glicina TUBO 4: 2 mL de arginina RESULTADOS TUBOS COR INICIAL COR FINAL 1 2 3 4 11 3) PESQUISA DA LIGAÇÃO PEPITIDICA: Para os 4 tubos de ensaio relacionados abaixo, adicionar 4 mL de Biureto, agitar e anotar a coloração. TUBO 1: 2 mL de solução de albumina 2% TUBO 2: 2 mL de solução de gelatina 2% TUBO 3: 2 mL de solução de glicina 1% TUBO 4: 2 mL de água RESULTADOS TUBOS COR INICIAL COR FINAL 1 2 3 4 12 EXERCÍCIOS 1- Analise a tabela abaixo e justifique cada resultado obtido para cada amostra e reagente considerando as condições do meio: Amostra Acetato de chumbo Ninidrina Biureto *HCl *NaOH *Aquecimento Albumina Positivo postivo negativo Cisteina Positivo postivo negativo Gelatina Positivo postivo negativo Glicina Negativo negativo positivo Cistina Negativo negativo positivo Cabelo Negativo negativo positivo 7- Negativo negativo negativo 8- Negativo negativo positivo 9- Positivo positivo positivo *meio de reação a) explicar o resultado para os reagentes propondo o meio de reação, justificando cada etapa; b) propor 3 amostras com seus respectivos meios para justificar os resultados. RESULTADOS 1__________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ 2__________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ 13 3__________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ 4__________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ 5__________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ 6__________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ 7__________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ 8__________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ ___________________________________________________________ 9__________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________ 14 PRÁTICA N0= 03 VELOCIDADE DAS REAÇÕES QUÍMICAS E OS CATALISADORES Parte A: Objetivo: Verificar a Influência de Catalisadores das Reações Químicas Cada reação deve ser observada durante 4 minutos. Deve-se anotar qualquer observação das reações da tabela, onde estão colocadas as concentrações dos reagentes de cada tubo. Após ter feito as reações do tubo 2 e 3, espere até finalizar a reação e observe marcando o tempo de duração da mesma. Tubos H2O2 mL K2Cr2O7 mL Procedimento Observações 1 5 _____ Observe 2 5 5 Agite 3 5 5 Agite e aqueça A partir das reações realizadas na tabela acima responda: 1) Qual a finalidade de se usar o dicromato na reação de decomposição da água oxigenada? ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ 2) Como você explicaria o fato de se formarem bolhas durante a reação? ________________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ 3) Esta reação ocorre indefinidamente ou seu final pode ser evidenciado? Como isso pode ser feito? ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ 4) Se compararmos os tubos 2 e 3, o que pode ser concluído acerca da temperatura na reação química? ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ 15 Parte B Objetivo: Verificar a influência das concentrações do catalisador e dos reagentes na velocidade de uma reação. Nos próximos experimentos a velocidade da reação pode ser estimada a partir da velocidade de bolhas que saem da reação. O tempo observado será o suficiente para observar a variação de borbulhamento e a mudança de coloração e as reações serão feitas à temperatura ambiente. As soluções devem ser agitadas após adição dos reagentes e os 03 tubos devem ser feitos ao mesmo tempo e observados nos 3 primeiros minutos. B1) Variação da concentração do catalisador TUBOS K2Cr2O7 H2O2 H2O V.T. TUBO 1 2 mL 2 mL 6 mL 10 mL TUBO 2 4 mL 2 mL 4 mL 10 mL TUBO 3 6 mL 2 mL 2 mL 10 mL 1-Compare as três reações pela velocidade do borbulhamento e pela perda de cor. ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ 2-A variação da concentração do catalisador influência a velocidade da reação? Por quê? ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ 16 B2) Velocidade da reação química, mantendo constante a concentração do catalisador. TUBOS K2Cr2O7 H2O2 H2O V. T. TUBO 1 2 mL 2 mL 6 mL 10 mL TUBO 2 2 mL 4 mL 4 mL 10 mL TUBO 3 2 mL 6 mL 2 mL 10 mL QUESTÕES 1-Compare a velocidade das três reações (B2) pela estimativa de bolhas. ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________ 2-As variações do reagente influenciam a velocidade da reação? Como? ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ____________________________________________________________________________________________ 3-Como podemos relacionar a velocidade da reação com as concentrações do reagente e do catalisador? ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________________ 17 PRÁTICA N0= 04 ATIVIDADE ENZIMÁTICA Estudo da ação catalítica da enzima frente a alterações de pH, temperatura e diferentes concentrações de substrato. Preparo da enzima: Coletar em um bequer aproximadamente 4 mL de saliva. Adicionar a esse volume 10 mL de água destilada. Homogeneizar cuidadosamente e utiliza-la nos experimentos abaixo. Observações: AGITE bem a solução no tubo a cada reagente adicionado. DETERMINAR corretamente a ordem de pipetagem das substâncias em cada tubo antes de fazer a parte A, B, C e D. Para estabilizar a enzima no meio de reação aguarde 5 minutos de reação e após a adição do substrato aguardar 5 minutos de reação. EXPERIMENTO PARTE A: ____________________________________________________________________________ TUBO 1: 1 mL de amido 2% + 1 gota de lugol TUBO 2: 1 mL de amido 2% + 1 mL de enzima + 1 gota de lugol PARTE B:_____________________________________________________________________________ TUBO 3: 1 mL de amido 2% + 1 mL de HCl + 1mL de enzima + 1 gota de lugol. TUBO 4: 1 mL de amido 2% + 1 mL de ácido acético + 1mL de enzima + 1 gota de lugol. TUBO 5: 1 mL de amido 2% + 1 mL de NaOH + 1 mL de enzima + 1 gota de lugol. PARTE C: _______________________________________________________________________ TUBO 6: 1 mL de amido 2% + 1 mL de enzima fervida (ferver por 4 - 5 minutos ) + 1 gota de lugol. 18 TUBO 7: 1 mL de amido 2% + 1 mL de enzima gelada (deixar no gelo pôr 30 minutos ) + 1 gota de lugol. PARTE D : ___________________________________________________________________________ TUBO 8: 1 mL de amido 0,5% + 1 mL de enzima + 1 gota de lugol. TUBO 9: 1 mL de amido 2% + 1 mL de enzima + 1 gota de lugol. TUBO 10: 1 mL de amido 5% + 1 mL de enzima + 1 gota de lugol. RESULTADOS Tubo Cor após adição do lugol Justificativa do resultado 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1019 QUESTÕES 1) Compare os tubos 1 e 2 e explique o que aconteceu. ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ______________________________________________________________________________________________ 2) Compare os tubos 3 e 5 , 6 e 7 , 9 e 10 , separadamente nas partes B, C e D. Houve alguma alteração? Explique. ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________________________________ 3) Baseado no item 2, explique de que maneira os 3 fatores, (PH, temperatura e concentração de substrato) influenciam nas velocidades enzimáticas. 20 PRÁTICA N0= 05 S A L I V A 1) INFLUÊNCIA DO ÍON Cl- NA ATIVIDADE DA AMILASE SALIVAR. A) Coletar saliva (2 - 3 mL); B) Fazer uma solução estoque de saliva (1:50) da seguinte forma: 0,1 mL de saliva + 4,9 mL de tampão fosfato 5 mM, PH 6,9; C) Preparar as soluções testes por diluições sucessivas, partindo da solução estoque. Para isso 6 tubos são numerados de 1 a 6. Nos tubos de 2 a 6 coloque 2 mL de tampão. No tubo 2 coloque 2 mL de solução estoque, misture, retire 2 mL e coloque no tubo 3, misture e coloque 2 mL no tubo 4, misture e coloque 2 mL no tubo 5, misture e coloque 2 mL no tubo 6. Descarte 2 mL do tubo 6. Para preparar o tubo 1 pegue 2 mL de solução o estoque. PRESTE ATENÇÃO: No final você deverá ter 6 tubos contendo 2 mL de solução. As diluições são: TUBO 1: 1:50 TUBO 2: 1:100 TUBO 3: 1:200, assim pôr diante até o TUBO 6 : 1:1600 D) Pipetar 1 mL de solução 1% de amido em cada tubo, iniciando pelo mais diluído (solução 6). Agitar e manter a temperatura ambiente durante 15 minutos. E) Adicionar 2 gotas de lugol. Observar e explicar o resultado. F) Repetir o teste a partir do item b, utilizando tampão fosfato PH 6,9, 50 mM contendo 1% de NaCl. 2) INFLUENCIA DO pH NA ATIVIDADE DA AMILASE SALIVAR A) Preparar uma solução estoque de saliva (1:50) da seguinte maneira: 0,1 mL de saliva + 4,9 mL de água destilada Seguir o protocolo abaixo: 21 TUBO TAMPÃO SALIVA AMIDO 1% 1 HCl PH 2,0 0,5 mL 1 mL 2 *FOSFATO pH6,9 0,5 Ml 1 mL 3 BORATO PH 9,0 0,5 mL 1 mL 4 ACETATO PH 5,4 0,5 mL 1 mL * contendo 1% de NaCl. B) Incubar a temperatura ambiente durante 15 minutos. C) Colocar 1 gota de lugol em cada tubo. Anotar e explicar o resultado. 3) INFLUENCIA DA TEMPERATURA NA ATIVIDADE DA AMILASE SALIVAR a) Preparar saliva na diluição de 1:800 da seguinte maneira: 0,01 mL de saliva e completar para 8 à 9 mL em proveta com tampão fosfato pH 6,0,; 50 mM contendo NaCl 1%. b) Seguir o protocolo abaixo: Incubar os tubos nas diferentes temperaturas durante 15 minutos; Acrescentar 1 a 2 gotas de lugol. TUBO SALIVA 1:800 AMIDO 1% TEMPERATURA 1 2 mL 1 mL 0oC 2 2 mL 1 mL ambiente 3 2 mL 1mL 37 oC 4 2 mL 1 mL 50 OC
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