O pH e a função dos pigmentos nas plantas

Prévia do material em texto

Introdução
O pH, potencial hidrogeniônico ou potencial hidrogênio iônico, é um índice que indica a acidez, neutralidade ou alcalinidade de um meio qualquer.A escala do pH pode variar de 0 até 14, sendo que quanto menor o índice do pH de uma substância, mais ácida esta substância será.
O pH menor que 7 indica que tal substância é ácida, para pH maior que 7 indica que a substância é básica e para substância com pH 7 indica que ela é neutra.
O valor do pH está diretamente relacionado com a quantidade de íons hidrogênio de uma solução e pode ser obtido com o uso de indicadores.
Os indicadores possuem a propriedade de mudar de cor conforme o caráter da substância, se for ácido ou básico.
Nesse experimento usaremos o pigmento antocianina como indicador ácido-base. Nesse pigmento se ficar rosa,vermelho, amarelo ou alaranjado será acido, se ficar verde ou azul será base.
Fundamentação Teórica
Vamos relembrar alguns conceitos:
Ácidos: são compostos moleculares. Só conduzem a eletricidade em solução, pois há dissociação, formando íons. Quando puros não conduzem a eletricidade. Ácido é uma espécie química que recebe par de elétrons.
Bases:são compostos iônicos, pois temos metal ligado ao oxigênio Me+(OH) – no estado sólido não conduzem a eletricidade, pois os íons estão presos. No estado fundido e em solução aquosa conduzem a corrente ,pois os íons estão libertos. A base é uma espécie química que doa par de elétrons.
Os ácidos e bases nos lembram produtos perigosos, corrosivos e fumegantes. No entanto nem sempre isto é verdade. A natureza construiu um mundo cheio deles, até mesmo o corpo humano se utiliza muito destas substâncias para se manter vivo e em bom funcionamento.
Função dos Pigmentos nas plantas 
Uma vez que não podem se locomover, as espécies vegetais utilizam-se de características que atraiam animais para efetuarem funções como a polinização.
Nos vegetais superiores as flores possuem esta finalidade. Por definição botânica as flores são elementos de reprodução de plantas fanerógamas; conjunto de cálice e corola, mais ou menos vistoso, com forma,organização, coloração e demais caracteres extremamente variáveis.
A forma, o aroma, o sabor e a coloração de substâncias presentes nas flores são utilizadas para chamar a atenção de mamíferos, insetos e aves.
Esta coloração é causada pela presença de pigmentos que absorvem radiação luminosa na região do ultra-violeta e do visível. Estes pigmentos localizam-se nos vacúolos das células vegetais, nos quais o pH varia entre 3,70 - 4,15.  No caso de pétalas de rosas o valor está entre  4,40 no pico de coloração e 4,50  
após três dias de colhidas.
Várias classes de substâncias podem colaborar para a coloração das flores, frutos e folhas dos vegetais, destacando-se as porfirinas, carotenóides e flavonóides. Exemplos destes corantes, bem como seu grupo característico são apresentados na tabela 1.
.
 
Nas flores os principais agentes cromóforos são os flavonóides. Estes compostos são subdivididos em grupos de substâncias, cada qual apresentando colorações características. As antocianinas são responsáveis pela coloração rosa, laranja, vermelha, violeta e azul da maioria das flores e serão mais detalhadas abaixo.
Os flavonóis (chalconas e auronas), produzem coloração amarela. Esta mesma cor pode, também, ser produzida por carotenóides. Outros glicosídeos de chalconas, auronas, flavonas e flavonóis podem, também, se apresentar incolores com absorções no ultra-violeta, porém podendo ser vistos por insetos, como as abelhas e possivelmente por pássaros, como os beija-flores.
Falando um pouco mais das antocianinas sabemos que são pigmentos responsáveis por uma variedade de cores atrativas também de flores e folhas que variam do vermelho ao azul. São da classe dos flavonóides (Figura abaixo)
e o estudo destes como indicadores ácido-base é alvo de discussões na literatura.
 
Material
Vidraria:
2 béquer ( 1usado para ser aquecido com uma solução dentro e o outro usado com uma solução a ser escolhida).
1 pipeta (usada para medir e transferir volumes de líquidos).
9 tubo de ensaio ( usado para fazer reações de pequena escala)
1 pode vidro ( usado para armazenar o pigmento que será utilizado)
1pera (é adaptada na pipeta como o objetivo de evitar ao máximo o contato os líquidos).
Pico de büsen(usado para aquecer o bequer)
Materiais usados experimento 1:
10 folhas de repolho roxo desprezando os talos.
Creme hidratante natura frutas
Creme para corpo da Avon basises-aveia
Sal de fruta
Coca-cola
Leite fermentado chamito
Materiais usados experimento 2:
10 folhas de repolho roxo desprezando os talos
Suco de limão
Sabão em pó
Amônia
Antes dos procedimentos
No experimento 1 faze-se grupos de 5 pessoas onde cada membro de determinado grupo escolheria um tipo uma substância para fazer o teste.
No experimento 2 os grupos podem escolher qualquer substância para fazer os teste. É necessário saber que todas substância utilizada foram diluídas em água.
Procedimentos:
Nessa experiência picaremos 10 folhas de repolho roxo desprezando o talo em picadinhos pondo num béquer, podendo ser aquecido por bico de büsen por um determinado tempo até ficar rosa escuro. Logo após filtraremos a milita reduzindo com fervura e depois diluído em álcool.
Com isso extrairemos um pigmento roxo chamado antocianina um indicador ácido-base que pode ficar vermelho ou azul depende do pH pondo ele num pode vidro.
Observação:
Esse pigmento será utilizado tanto no experimento 1 tanto no experimento 2.
Primeiramente pegaremos 1 tubo de ensaio enxendo-o com água da torneira em seguida introduzido a antocianina no tubo de ensaio com a água para fazer o teste do ph da água. Percebemos que a água ficou roxo claro portando ela é um composto neutro porque ficou com a mesma cor do indicador só um pouco mais clara e também num é acido nem base portanto é neutra.
Logo em seguinte será feito o mesmo procedimento com a solução escolhida pelos membros dos grupos.
No primeiro experimento foi escolhido 5 cincos substância(creme hidratante natura frutas,creme para corpo da Avon basises-aveia,sal de fruta,coca-cola leite fermentado chamito) que estava contidas num béquer, logo após foi transferido para 5 tubos de ensaios uma amostra de cada solução. Em seguida foi pipetado a antocianina transferindo uma determinada amostra para os tubos de ensaios.
Resultados:
O creme hidratante ficou roxo meio viscoso portanto ele é neutro.
O creme de corpo ficou um roxo viscoso portanto ele é neutro
O sal de fruta ficou roxo claro portanto ele é neutro
A coca-cola ficou meio avermelhada, portanto ela é um ácido.
O leite fermentado ficou meio roseado, portanto ele é um ácido.
Observação 4:
No experimento anterior foi encontrado 3 substância neutras (o creme hidratante, o creme de corpo e o sal de fruta) quando uma substância é neutra quer dizer que ela num é nem ácida e nem base, portanto o seu é pH 7 que indica que determinada substância é neutra. Também foi encontrado nesse experimento 2 substância ácidas ( a coca-cola e o leite fermentado),portando o seu pH é menor que 7 que indica que determina solução é ácida.
No segundo experimento foi escolhido 3 substância( o suco de limão, o sabão em pó e a amônia) que estava contidas num béquer, logo após foi transferido para os 3 tubos de ensaios uma amostra de cada substância. Em seguida foi pipetado a antocianina transferindo uma determina amostra para os tubos de ensaios.
Resultados:
O suco de limão ficou rosa avermelhado portando é um ácido.
O sabão em pó ficou verde portanto é uma base.
A amônia ficou verdeado portanto é uma base.
Observação:
No experimento anterior foi encontrado 1 substância ácida (o suco de limão) portando o seu pH é menor que 7 que indica que determina substância é ácida. Também foi encontrado nesse experimento 2 substância básicas portanto o seu pH é maior que 7 que indica que a solução é básica.
OBSERVAÇÃO IMPORTANTE: 
Caso não se tenha os materiais dispostos pode-se utilizar os seguintes procedimentos:Separar a turma em grupos de no máximo 4 pessoas e pedir para que cortem duas tiras de papel filtro de 0,5 x 8 cm para cada substância a ser analisada. Diser para identificarem os envelopes com os nomes dos alunos do grupo e entregue um roteiro de procedimento como o da tabela abaixo para cada grupo.
Alguns trabalhos utilizam o extrato alcoólico do repolho roxo para este fim. Porém o tempo de estocagem deste extrato é curto, em virtude da decomposição microbiológica das antocianinas que apresentam em sua estrutura unidades glicosídicas (de carboidratos).
 Extração de indicadores de pH de repolho roxo
	Materiais
1. 1 Repolho roxo fresco (30 g)
2. Água mineral 150 mL
3. papel de filtro
4. pinça
5. copos plásticos de café
6. envelope de carta comum
7. Peneira
8. tesoura
9. Lápis
10. Bico de Bunsen
11. Tripé e tela de amianto
	Procedimentos
Preparo do extrato e do papel de pH:
1. Ferver, por 15 minutos, 30g de repolho roxo picado 
em 150 mL de água destilada.
2. Decantar por 10 minutos e filtrar em coador plástico.
O filtrado deve ser concentrado a 10 mL, por fervura, e em seguida, emeger tiras de papel de filtro no concentrado e secar ao ar protegidas de luminosidade.
Pedir que coloquem uma tira do papel indicador obtido do repolho roxo em cada um dos copos contendo as soluções diversas. As tiras desenvolverão cores segundo a tabela abaixo:
	valor aproximado de pH
	 2
	 4
	 6
	 8
	10
	12
	> 13
	cor  aproximada da tira
	vermelho
	 púrpura
	 roxo
	azul
	azul/verde
	verde
	amarelo
Conclusão:
Os ácidos têm sabor azedo ( como o suco de limão) e as bases sabor adstringente (como o do sabão), no entanto nunca devemos colocar uma substância na boca afim de descobrir sua função química. Em laboratório utilizam-se INDICADORES, que mudam de cor quando colocados junto a determinada substância. A antonina é um bom exemplo de indicador; quando gotejamos antonina em uma substância, ela ficará vermelha ou rosa pode-se dizer que é uma substância acida, qualquer que seja o acido, porém, se a substância pertencer na mesma cor do indicador, será uma substância neutra. Se uma substância ficar azul ou verde podemos dizer que a substância é básica.
A concetração hidrogeniônica em uma solução pode variar de mais de 10 mol/l a menos de 1x 10-15 . A escala de pH foi feita para expressar este grande intervalo de acidez de uma maneira mais covalente. O pH é definido como o logaritmo negativo da concentração hidrogênionica(ou do íon hidrônio).
Veja o quadro abaixo com os pH encontrados.
	Substâncias
	pH
	composto
	suco de limão
	2
	ácido
	coca-cola
	2,5
	ácido
	leite fermentado
	5,0
	ácido
	creme hidratante
	7
	neutro
	creme de corpo
	7
	neutro
	sal de fruta
	7
	neutro
	água pura
	7
	neutro
	sabão em pó
	11,5
	básico
	amônia
	14
	básico
Como já foi dito anteriormente que uma substância tem caráter ácido ou básico, os químicos desenvolveram uma escala que vai de 0 a 14. Por meio desta escala (pH) podemos ver que toda substância ácida tem pH entre 0 e 7 e as básicas entre 7 e 14. O pH 7 é neutro, ou seja, nem ácido nem básico.
Bibliografia
Almeida Neto O.B. et al, Princípios de Química Práticas. 2° ed,Ubá, 2007.
RUSSELL,J.B. Química Geral.vol.1.São Paulo,SP:McGraw Hill,2004.