Relatório Ácidos e Bases - Utilização do extrato aquoso do repolho roxo como indicador ácido-base

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FACULDADE INTEGRADA BRASIL AMAZÔNIA
BACHARELADO EM FARMÁCIA
RELATÓRIO REFERENTE DA AULA PRÁTICA DE FÍSICO-QUÍMICA
BELÉM-PA
2016
 
FACULDADE INTEGRADA BRASIL AMAZÔNIA
BACHARELADO EM FARMÁCIA
Gabriel Costa Furtado
Relatório referente a aula prática de físico-química, necessário para obtenção pontos necessários para a complementação da nota avaliativa do segundo NPC.
BELÉM-PA
2016
Resumo
Visto o enorme potencial didático das antocianinas sobre PH e Indicadores ácido-base, foi utilizado o extrato aquoso do repolho roxo - rico em uma antocianina descrita como cianidina, para identificar o caráter de algumas substâncias do cotidiano comum. Tendo como base as propriedades moleculares comuns às antocianinas que mudam sua estrutura em meios com diferentes PHs, foi feita uma breve revisão além, é claro, da descrição do experimento. Foram colocadas amostras de Acetona, Amoníaco Bicarbonato, Casca de Ovo, Condicionador, Limão, Pasta de Dente, Sêmen Humano, Shampoo, Urina Humana e Vinagre em frascos, em seguida adicionado o extrato aquoso do repolho roxo; então foi observado mudanças na coloração da solução.
Objetivos
Avaliar o poder indicador do extrato aquoso do repolho roxo, bem como o PH de substâncias comuns do cotidiano por meio deste indicador ácido-base além de fazer um breve levantamento bibliográfico a cerca das propriedades das antocianinas, moléculas que são responsáveis pela atividade indicadora do extrato do repolho roxo e das propriedades dos compostos analisados. 
Introdução
Segundo o que Svante Arrhenius (1887) define em sua teoria da dissociação eletrolítica, um ácido e uma base são conhecidos por sua capacidade de liberar íons H+ e OH-, respectivamente em água. (GAMMA e AFONSO, 2007) Mas para que fosse possível ter uma noção mais concreta de acidez e basicidade dos compostos muitos outros cientistas colaboraram para elucidar o caráter das soluções. Soren Sorensen em 1909 propôs em um de seus estudos uma escala de zero a quatorze (0-14) que indicava acidez ou basicidade dos compostos, a Escala de PH de Sorensen, que define o PH igual ao logaritmo negativo da concentração de íons H+ (PH = -log[H+]) (JENSEN, 2004). Logo, compostos básicos tem PH entre 7 e 14; da mesma forma que ácidos tem PH entre 0 e 7, pois quanto mais íons H+ no meio, mais ácida a solução e menor o PH.
A mensuração do Potencial Hidrogeniônico (PH) tem inúmeras aplicações no cotidiano e importância crítica para processos industriais, análises laboratoriais e cinética/absorção de medicamentos.
A ciência avançou muito desde a publicação da Teoria de Arrheinius, hoje temos equipamentos modernos capazes de medir o PH dos compostos, por exemplo, o phmetro, contudo, é extremamente válida a pesquisa por métodos rápidos, eficientes e de baixo custo que façam a mensuração do PH.
A utilização de indicadores ácido-base é uma ferramenta excelente para verificações experimentais do PH de soluções. Indicadores ácido-base são substâncias que mudam sua coloração na presença de íons H+ ou OH- livres em uma solução, e justamente por esta propriedade que estes são usados para indicar o PH das soluções, classificando-as como ácidas ou básicas. (SOUZA, 2008)
E entre os indicadores ácido-base de ampla utilização estão as antocianinas, que são um grupo de biomoléculas responsáveis pela coloração de incontáveis espécies de vegetais. (BORDIGNON et al, 2009). Pelas propriedades peculiares das antocianinas e pelos resultados didáticos que estas permitem observar, estas foram utilizadas neste experimento.
Método
	Foi fervido em água destila aproximadamente 400 gramas – ou meia cabeça, de repolho roxo por volta de 7 minutos.
	Foram separados onze béqueres e cada um destes foi identificado com o nome das substâncias analisadas, que por sua vez eram: Acetona, Amoníaco Bicarbonato, Casca de Ovo, Condicionador, Limão, Pasta de Dente, Sêmen Humano, Shampoo, Urina Humana e Vinagre de Cozinha. Colocaram-se os analitos em seus respectivos béqueres.
	Então foi adicionado o extrato aquoso do repolho roxo em cada um dos frascos em uma quantidade não maior do que 100 mL, em alguns casos foi preciso por apenas uma pequena quantidade do extrato para que houvesse a visualização, em outros uma quantidade maior foi requerida.
Resultados e Discussão
Foram observados os seguintes resultados:
Tabela 1: Comparação entre as substâncias e a coloração
	Substância
	Coloração
	Acetona
	Roxo
	Amoníaco
	Amarelo	
	Bicarbonato
	Verde Oceano 
	Casca de Ovo 
	
	Condicionador 
	Rosa Claro 
	Limão 
	Vermelho 
	Pasta de Dente 
	Verde Claro 
	Sêmen 
	Roxo
	Shampoo 
	Rosa Claro
	Urina 
	Vermelho Escuro
	Vinagre
	Vermelho Claro 
Nota: Fotos em anexo.
	Mas antes de analisar os resultados obtidos é preciso discutir sobre as propriedades das antocianinas e sua atividade de indicador ácido-base.
Como foi dito anteriormente, as antocianinas são um conjunto de biomoléculas pertencentes ao grupo dos flavonoides. Estas estão fundamentalmente responsáveis pelo colorido de folhas e flores das mais variadas espécies vegetais. Diferentes tipos de antocianinas podem ser encontradas em diversos vegetais, entre as comuns estão as malvidinas presentes na uva (ZORZAN, 2006), cianidinas que estão presentes no repolho roxo (GALVÃO et al, 2015),  peonidinas, o pigmento responsável pela cor rosada da peônia e da rosa rugosa (FACCO et al, 2009), entre muitas outras.
Os diversos tipos de antocianinas são diferidos de acordo com o número de grupos hidroxílicos na molécula, no grau de metilação destes grupos e na natureza e no número de açúcares ligados à molécula, esses fatores conferem estabilidade à molécula e indicam se aquela antocianina será ou não um bom indicador ácido base. (POPPI, 2008).
É descrito por Bordignon et al (2009) e por Poppi (2008) que são encontradas em equilíbrio em meio aquoso quatro espécies químicas da antocianina: o cátion flavilium, a base quinoidal, o carbinol pseudobase e a chalcona, conforme a Figura 1.Figura 1: Estruturas moleculares de uma antocianina em diferentes valores de PH
	
Fonte: Albarici 2006.
Albarici (2006) mostra que há um aumento de determinada forma estrutural de antocianina em função do PH, e que isto é diretamente relacionado às concentrações de íons H+ ou OH-. Quanto menor o PH, maior será a ocorrência da estrutura do cátion flavilico que reflete o comprimento de onda da luz policromática referente à cor vermelha. Do mesmo modo, quanto maior o PH, maior será a ocorrência da base quinoidal que reflete a cor azul. 
Essa é a principal propriedade que torna as antocianinas bons indicadores ácido-base, além da variedade de cores que estas podem apresentar como representado na Figura 2.
Figura 2: Variação de cores do extrato do repolho em função do PH
 Fonte: Cardoso (2012)
	De acordo com isso, podemos predizer o caráter e mensurar empiricamente o PH dos compostos estudados. Agora falaremos sobre as propriedades de cada um dos analitos.
	
O bicarbonato de sódio comum é obtido em processos industriais de produção, onde normalmente se utiliza para sua obtenção o método de Solvay. Como é descrito por Araújo (1996) o método de Solvay resumidamente é a adição de Carbonato de Cálcio e NaCl. Isso confere um caráter básico para o bicarbonato.
O vinagre ou ácido etanoico (CH₃COOH), é um ácido carboxílico que por sua vez ioniza em meio aquoso liberando H+, de acordo com o equação abaixo, acidificando o meio, o que faz que a antocianina mudar sua conformação estrutural, e mudar de cor. (FOGAÇA, 2009). 
	O limão apresenta um amplo número de moléculas que caracterizam o seu sabor e odor. Entre éteres e ésteres, estão os ácidos carboxílicos nos quais está agrupado o Ácido Cítrico este é um ácido com quatro hidrogênios ionizáveis, que por sua vez em água acidificam omeio e fazem com que a antocianina mude a coloração visível da solução para o vermelho. (FRIEDRICH, [20--])
	O amoníaco, ou hidróxido de amônio, em contato com a água forma o hidróxido de amônio, que por sua vez é uma base forte, doadora de hidroxilas. Como pode ser representado no esquema abaixo.
	Como já discutido, hidroxilas livres são captadas pela antocianina que muda a cor da solução. Dessa vez para a cor amarela, pois uma vez em que há uma grande quantidade de hidroxilas livres um dos anéis da base carbinol é quebrado, formando a chalcona, que tem sua coloração levemente amarela. (LOPES, 2007)
	O shampoo é um tenso ativo capaz de eliminar os resíduos gordurosos do cabelo, o que é causado principalmente pelos ácidos graxos eliminados pelas glândulas sebáceas, a presença desses ácidos graxos no couro cabeludo acidifica o meio. De modo que não possa haver danos maiores para o couro cabeludo, o shampoo deve ter um PH semelhante ao do cabelo, então são adicionados em sua formulação substâncias que deem um caráter levemente ácido ao shampoo deixando o PH em torno de 5. (CORREIA et al, 2014)
	Do mesmo modo, o condicionador também deve mimetizar o PH do couro cabeludo de modo que este venha manter o caráter levemente ácido, o que também ajuda a combater alguns fungos que venham se proliferar nesse meio. Algumas substancias são adicionadas para manter o caráter ácido. (CORREIA et al, 2014) 
	Não foi possível identificar o mecanismo molecular pelo qual a Pasta de Dente se torna da cor verde. Contudo, algumas hipóteses foram levantadas, existe a possibilidade de que ao ser submetido em meio aquoso, o monofluorfostato de sódio ( um dos componentes da pasta de dente) se ionize liberando o íon fluoreto, que por sua vez realiza um ataque nucleofílico à estrutura da antocianina, substituindo um dos hidrogênios da estrutura e deformando sua estrutura, fazendo que a mesma se torne visivelmente verde.
	A urina teve sua coloração em um tom de vermelho escuro, caracterizando um PH baixo e isso tem implicância fisiológica, pois como é explicado por Motta (2003) , o rim constantemente excreta vários compostos ácidos frutos da atividade metabólica do organismo, com o objetivo de manter a homeostase hidrogeniônica do sangue.
Conclusões
Foi possível analisar o caráter de cada solução por meio do extrato aquoso de repolho roxo, que por sua vez é rico em biomoléculas indicadoras, particularmente as cianidinas, estas se mostraram excelentes indicadora ácido-base com uma ampla variedade de cores possíveis, além de serem sensível a mudanças sutis no PH das soluções e mostrarem resultados coerentes com a natureza das substâncias analisadas, que foram pesquisadas através da pesquisa bibliográfica.
	
Referências:
GAMA M. S.; AFONSO J. A. De Svante Arrhenius ao peagametro digital: 100 anos de medida de acidez Quim. Nova, Vol. 30, No. 1, 232-239, 2007
ALBARICI Efeito das variações de PH e temperatura sobre antocianinas na polpa de Açaí – Estudos espectrofotométricos e Cromatográficos.
IX jornada de Ensino, Pesquisa e Extenção. Kit experimental Alternativo parao Estudo de Soluções Eletrolíticas. 2009 (Congresso).
MLA style: "The Nobel Prize in Chemistry 1903". Nobelprize.org. Nobel Media AB 2014. Web. 15 May 2016. <http://www.nobelprize.org/nobel_prizes/chemistry/laureates/1903/>
SOUZA, Líria Alves De. "Indicadores de pH"; Brasil Escola 2008. Disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/quimica/indicadores-ph.htm>. Acesso em 15 de maio de 2016.
FOGAÇA, Jennifer Rocha Vargas. "O que é uma solução-tampão?"; Brasil Escola. 2009 Disponível em <http://brasilescola.uol.com.br/quimica/o-que-uma-solucao-tampao.htm>. Acesso em 20 de maio de 2016.
ARAUJO, Adriano L. de et al . Simulação do processo Solvay no laboratório didático. Quím. Nova,  São Paulo ,  v. 21, n. 1, p. 114-116,  Feb.  1998 . < Disponível em : <http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-40421998000100018&lng=en&nrm=iso> Acesso em 20 d maio
CORREIA. Daniele et al. XAMPU COM OU SEM SAL: UMA TEMÁTICA NAS AULAS DE QUÍMICA NO ENSINO MÉDIO Experiências em Ensino de Ciências 2014 V.9, No. 2. Disponível em: <http://if.ufmt.br/eenci/artigos/Artigo_ID240/v9_n2_a2014.pdf> 
Bioquímica Clínica para o Laboratório: Princípios e Interpretações/ MOTTA T. Valter – 4ª ed. Porto Alegre: editora, médica MIssau – São Paulo: Robe Editorial, EDUCS – Caxias do Sul, 2003.