polimeros_ cola derivada de leite

Prévia do material em texto

Universidade Federal do Amazonas – UFAM
Instituto de Ciências Exatas – ICE
Departamento de Química - DQ
QUÍMICA ORGÂNICA EXPERIMENTAL
Manaus- AM
2021
PRÁTICA 05: 
POLÍMEROS: COLA DERIVADA DO LEITE
Relatório apresentado para obtenção de nota
parcial na disciplina Química Orgânica
Experimental (IEQ 047), oferecida para o
curso de Licenciatura em Química,
Departamento de Química do Instituto de
Ciências Exatas da Universidade Federal do
Amazonas.
Manaus- AM
2021
PRÁTICA 5: POLÍMEROS: COLA DERIVADA DO LEITE
1. INTRODUÇÃO
A cola é simplesmente uma emulsão que tem característica adesiva. Sua principal
finalidade é colar materiais cuja superfície seja porosa. Ela pode ser classificada de acordo com
três tipos diferentes, a cola a base de água, a base de solvente diferente de água, e as colas que
reage com o ar. Apesar dessas diferenças, todas elas possuem algo em comum: usam a
propriedade adesiva de certos polímeros, naturais ou sintéticos, para manter as coisas unidas.
Estes polímeros se ligam uns aos outros e as partes que se deseja unir, colando-as, ou seja, os
Polímeros são moléculas grandes formadas pela ligação de poucos tipos de moléculas menores.
O amido de milho, por exemplo, que as mães costumam usar pra fazer aquele delicioso mingau
pela manhã, é formado pela ligação de milhares de moléculas menores, chamadas de glicose.
Curiosamente, o mingau também pode ser usado como cola (Silva, 2011).
As colas com base em água são formuladas com polímeros, naturais (goma arábica,
presente na borda de envelopes e no verso de selos) ou sintéticos (acetato de polivinila, ou PVA,
o componente encontrado na cola escolar), dissolvidos em água. Elas devem ser usadas apenas
na superfície de materiais porosos (como papel, tecido e madeira), pois não atuam em materiais
não porosos (como vidros e plásticos). Na presença da água, os polímeros interagem pouco
entre si, e a cola permanece líquida. Entretanto, quando aplicada sobre uma superfície porosa, a
cola, além de permanecer entre as duas partes que deve colar, também penetra nos poros
existentes na superfície destes materiais. Com o tempo, a água evapora lentamente, e os
polímeros começam a interagir entre si e com o material sobre o qual foram aplicados, unindo
as duas partes que estavam em contato. As colas com base aquosa são laváveis e perdem sua
capacidade de aderência quando expostas à água, pois os polímeros responsáveis pela aderência
se dissolvem neste meio.
As colas com base em solvente (como a cola de sapateiro e as colas acrílicas) são
formuladas com polímeros sintéticos (acrílico, policarbonato, poliestireno, policloropreno) que
não são solúveis em água. Por isso, eles são dissolvidos em um solvente orgânico. Estas colas
são capazes de unir superfícies com baixa porosidade, como plásticos, e vidros. Por causa do
solvente, estas colas secam rapidamente, mas devem ser usadas apenas por adultos, pois os
solventes de sua composição geralmente são tóxicos. Pelo fato de os polímeros que constituem
estas colas não serem solúveis em água, elas não descolam quando são molhadas.
As colas “químicas”, do tipo superbonder são formuladas com compostos que reagem
quimicamente e formam polímeros em contato com a umidade do ar. Como o cianoacrilato, o
polímero formado enrijece rapidamente, colando fortemente as partes que se queria unir. Esta
cola deve ser manuseada com cuidado, e apenas por adultos, pois além de colar papel, vidro,
couro, plástico, cerâmica e metal ela também cola tecidos vivos, como a pele. Esta propriedade
faz com que colas químicas formuladas com cianoacrilatos modificados sejam usadas em
procedimentos cirúrgicos, substituindo os pontos superficiais para o fechamento da pele de
perfurações da córnea.
As colas têm sido utilizadas por milhares de anos para uma grande diversidade de
aplicações, sendo que até o início deste século as principais matérias primas utilizadas eram
de origem animal ou vegetal, como o sangue de alguns animais ou resinas naturais
extraídas de folhas e troncos de algumas árvores. Atualmente uma grande variedade de
colas são produzidas industrialmente a partir de substâncias sintéticas, com a finalidade de
se obter propriedades adequadas aos novos materiais, como polímeros, cerâmicas especiais
e novas ligas metálicas. As colas naturais ainda são recomendadas para aplicações
consideradas não especiais, como para colar papéis ou peças de madeira na construção de
pequenos objetos de uso doméstico. A cola de caseína, por exemplo, tem um grande poder
de adesão e pode ser facilmente preparada, portanto o objetivo do trabalho é preparar uma
cola utilizando o leite como matéria-prima.
2. MATERIAIS E REAGENTES
 1 proveta de 50 mL ou seringa plástica 
 2 pedaços de pano de aproximadamente 30 x 30 cm (malha de algodão fornece bons
resultados). 
 1 g de bicarbonato de sódio (NaHCO3) 
 100 mL de leite desnatado 
 1 limão 
 Papel toalha
3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
1. Primeiramente, foi espremido um limão e coado. 
2. Logo em seguida foi adicionado 30 mL do suco de limão em 100 mL de leite desnatado. 
3. Após agitar a solução, em um outro recipiente com o auxilio de uma pano foi coado a mistura
de caseína e soro obtida
4. As porções de caseína retiradas (quase secas) foram colocadas sobre um pedaço de papel
toalha, para reduzir a umidade da massa obtida. 
5. Após a separação da caseína, foi adicionado o bicarbonato de sódio e misturado bem até que
a mistura ficar homogênea. 
6. Foi acrescentado 20 mL de água e agitado até que toda a massa foi dissolvida. 
7. com pequenos pedaços de papel a cola foi testada. O resultado foi obtidos após alguns
minutinhos e o papel colou.
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
Foi realizado apenas um procedimento experimental (imagem 1), portanto foram
obtidos os seguintes resultados e discussões: 
 
Ao adicionar o suco de limão ao leite, foi observado em imediato que a substância ficou
heterogênea (imagem 3), ou seja, apresentava duas fases (imagem 4). 
 
Isso ocorreu, pois o leite apresenta uma proteína denominada de caseína (imagem 5)
que é um grupo que compõem cerca de 80% de todas as proteínas do leite. Ela também pode ser
classificada como polímeros naturais, é solúvel em água em virtude de sua interação com o
cálcio. 
Imagem 1 
Imagem 3 Imagem 4
Imagem 5
Todavia, quando o leite recebe um ácido, como foi usado o limão que tem
características ácidas, é um ácido cítrico, ela perde o cálcio e precipita-se, pois esta substância
se caracteriza por sua baixa solubilidade em meio ácido (pH < 4,6), ou seja, a caseína se separa
do soro, pois esta redução de pH provoca a perda do cálcio, na forma de fosfato de cálcio, que é
eliminado no soro (imagem 6) (Ferreira, 1997). 
Assim que se coou a mistura a caseína apresentou aparecia semelhante a um queijo
cremoso (imagem 7) e ao adicionar o bicarbonato de sódio a mistura fez umas espumas
(imagem 8).
 
Quando misturamos o bicarbonato de sódio à caseína, forma-se o caseinato de sódio que
realiza a propriedade adesiva do material, além de eliminar resíduos de ácido do limão (Ferreira,
1997). O caseinato de sódio é uma forma de isolado de caseína, é composto por proteína,
contendo então quatro tipos diferentes de caseínas: beta-caseína, alfa S1 caseína, alfa S2 caseína
e kappa-caseína. Apresenta uma solubilidade alta em água e tem excelentes propriedades como
emulsionante, estabilizador e texturizante, por isso a substância (cola) fica homogenia e com
aspecto fofinho (imagem 9).
Imagem 6
Imagem 7 Imagem 8
 
Ao finalizar o experimento foi testado a eficiência da substância obtida, a cola. Foi
colocado uma pequena quantidade de cola em dois pedaços de papel, e após alguns minutinhos,
assim que a cola secou, foi observado que os pedaços de papel gruparam(imagem 10). 
 
5. CONCLUSÃO
Com este experimento, foi possível preparar cola, de forma bem simples, utilizando o
leite como matéria-prima, através da adição do suco de limão ao leite desnatado que produziu a
precipitação da caseína, que é uma proteína presente no leite que está em solução, porque ela se
encontra na forma de um sal de cálcio que é solúvel em água, e a adição do ácido produz uma
alteração na estrutura da caseína, fazendo que o cálcio seja eliminado com o soro precipitando a
caseína. E a adição de bicarbonato de sódio levou à formação do caseinato de sódio que é o
produto que tem a propriedade de uma cola. Assim produziu, a partir de alimentos, uma
substância capaz de colar eficientemente. 
Imagem 9
Imagem 10
6. REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
FERREIRA, Luiz Henrique; RODRIGUES, Ana Maria G. Dias; HARTWIG, Dácio R.;
DERISSO, Cesar Roberto. Qualidade do Leite e Cola de Caseína. Química nova na escola. n.
6, p. 32-33, nov, 1997. 
SALVADOR, Edgard e USBERCO, João. Química, volume único. 1ª edição, Editora Saraiva,
São Paulo-SP, 2006. 672 p
SILVA, Joab Trajano. A química da cola. Ciência hoje das crianças. 2011. Disponível em:
http://chc.org.br/coluna/a-quimica-da-cola. Acesso em: 18 out. 2021. 
7. ANEXO
QUESTIONAMENTO
1 – O que são polímeros? Como são normalmente classificados?
Os polímeros são formados pela repetição de um grande número de unidades químicas
chamadas de monômeros, que se ligam entre si através de ligações covalentes. A classificação
dos polímeros pode seguir quanto a quantidade de monômeros, quanto à natureza, método de
obtenção e comportamento mecânico (Salvador & Usberco).
Quanto ao quantidade de monômeros, os polímeros podem ser classificados em
Homopolímero, que são polímeros derivados de apenas um mesmo tipo de monômero, e em
Copolímero, que são polímeros derivados de dois ou mais tipos de monômeros.
Quanto ao natureza eles podem ser classificados em Naturais e sintéticos. Os polímeros
naturais são provenientes da natureza como a borracha, látex que é retirado da seringueira –
poli-isopreno; celulose – polissacarídeo encontrado no algodão; amido encontrado em vegetais e
outras. Os polímeros sintéticos são criados em laboratório, geralmente derivados do petróleo.
São exemplos de polímeros sintéticos: polimetacrilato de metila (acrílico), poliestireno,
policloreto de vinila (PVC), polietileno e polipropileno. A partir dos polímeros sintéticos é
possível a fabricação de sacolas plásticas, canos hidráulicos, materiais de construção civil,
colas, isopor, tintas, chicletes, pneus, embalagens plásticas, teflon e silicone.
Quanto ao método de obtenção podem ser classificados como de adição, de
condensação e de arranjo. No método de obtenção de adição os polímeros são obtidos a partir de
adição constante de monômeros, como exemplo tem-se os polissacarídeos, que são formados
por vários monômeros de monossacarídeos. Ainda há também as proteínas, formadas a partir de
monômeros de aminoácidos. No método de obtenção de condensação os polímeros serão
obtidos através da adição de dois monômeros diferentes, eliminando-se uma molécula de álcool,
ácido ou água durante polimerização. No método de obtenção de rearranjo os polímeros que
resultam de rearranjos em suas cadeias e estruturas. Esse rearranjo acontecerá durante a
polimerização.
Quanto ao comportamento mecânico os polímeros são classificados em plásticos,
elastômeros e fibra. Plásticos são materiais sólidos em temperatura ambiente. Elastômeros ou
borrachas são materiais que em temperatura ambiente, com aplicação de deformação possui a
característica de retornar ao seu estado original. Fibras são termoplásticos que possuem
moléculas orientadas em sentido longitudinal de modo forçado, através de processo de fiação.
2 – Descreva a caseína quimicamente.
- Consistem de quatro proteínas principais: αs1-, αs2-, β- e κcaseína, representando cerca de
38%, 10%, 35% e 15%, respectivamente;
- Possui regiões hidrofóbicas e hidrofílicas;
- A conformação das moléculas expõe consideravelmente os resíduos hidrofóbicos, o que
resulta em forte associação entre as caseínas e as tornam insolúveis em água;
- Possui sequências fosforiladas através das quais pode interagir com fosfato de cálcio, o que a
torna capaz de sequestrar fosfato de cálcio, formando minúsculos agrupamentos de íons
circundados por uma camada de proteína;
- A κ-caseína está localizada preferencialmente na superfície da micela;
- O consenso é que a estrutura das micelas de caseína é principalmente estabilizada por
interações hidrofóbicas e iônicas.
3 – Qual a função do limão no experimento? Explique em termos químicos o que acontece.
O suco de limão tem como função precipitar a caseína presente no leite. Este processo
que induzimos ao acrescentar limão (ácido cítrico) ao leite reduz a presença de cargas na
molécula, fazendo com que a sua estrutura terciária seja alterada e, consequentemente, levando-
a à precipitação. Esta redução de pH provoca a perda do cálcio, na forma de fosfato de cálcio,
que é eliminado do soro.
4 – Qual o composto formado quando o bicarbonato de sódio é adicionado a caseína
precipitada?
A adição de bicarbonato de sódio leva à formação do caseinato de sódio, que tem 
propriedades adesivas, além de eliminar resíduos de ácido do limão.