Apresentação - Determinação da constante de dissociação de indicadores por espectofotometria

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DETERMINAÇÃO DA CONSTANTE DE DISSOCIAÇÃO DE INDICADORES POR ESPECTROFOTOMETRIA
Alice Nied, Amanda Losi, Bárbara Mörtl, Flávia Ribeiro, Isabelle Hammes
Engenharia de Alimentos | Disciplina de Físico-Química Experimental
Solução tampão
pH aproximadamente inalterado
Sistemas bioquímicos são muito sensíveis ao pH
O pH pode:
Influenciar no rendimento de um produto
Modificar a natureza do produto
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Indicadores ácido-base
Se dissociam em meio aquoso
HIn → H+ + In 
(Cor A) (Cor B)
Alteração da cor conforme o pH
Constante de dissociação pKIn
pKIn= -logKIn = pH - log [In]/[HIn]
Exemplos: fenolftaleína, alaranjado de metila, papel tornassol, azul de bromotimol. 
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Cromóforos
Absorvem radiação luminosa
Responsável pela cor
Aplicação na indústria de alimentos: bixina
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Espectrofotometria
Determinar a concentração de soluções
Mede a intensidade da luz absorvida (absorvância) em função do comprimento de onda
Coeficiente de absortividade molar (e), do caminho ótico (b) e da concentração da solução (C )
Lei de Lambert-Beer: A= -log (I/I0 ) = C.b.e
Espectros de absorção
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Ponto isosbéstico
Formas ácida e básica tem a mesma absorbância no mesmo comprimento de onda
Segue a Lei de Lambert-Beer
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Parte Experimental
Preparo de 6 soluções tampão;
Solução
PH teórico
Na2HPO4; 0,2 M
Ácido Cítrico; 0,1 M
Volume Final
1
3,0
3,10 ml
11,90 ml
15 ml
2
4,0
5,80 ml
9,20 ml
15 ml
3
5,0
7,75 ml
7,25 ml
15 ml
4
6,0
9,50 ml
5,50ml
15 ml
5
7,0
12,35 ml
2,65 ml
15 ml
6
8,0
14,60 ml
0,40 ml
15 ml
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Parte Experimental
Transferência de 2 ml dessas soluções para uma nova série de 6 tubos;
Adição de 1 ml de vermelho de metila diluído em cada um dos tubos com 2 ml de solução tampão; 
Medição das absorvâncias (A) das soluções de cada um desses tubos variando o comprimento de onda de 400 nm a 600 nm no espectrofotômetro; 
Medição do pH da primeira série de tubos;
Adição de uma gota do indicador a cada tubo, anotando anota a cor observada em cada um dos 6 tubos ; 
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Espectrofotômetro
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Tratamento de resíduos químicos
As soluções preparadas são diluídas, de material não tóxico e biodegradável;
Colocou-se todas as soluções num béquer, e o pH foi ajustado para um valor entre 5 e 9;
Adicionou-se carvão ativado a solução para remover a cor do resíduo por adsorção;
Após deixar decantar até a solução ficar incolor, o líquido e o sólido puderam ser descartados corretamente;
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Espectros de absorvância
(vermelho de metila em soluções de diferentes pHs)
Cálculo Constante de Dissociação
 
AHIn = 1,0644
 
AIn- = 0,0574
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Cálculo Constante de Dissociação
pK1 = 4,70 – log [(0,9645-1,0644)/(0,0574-0,9645)] = 5,66
pK2 = 5,20 • pK3 = 5,24 • pK4 = 5,47
pKIn = (pK1+pK2+pK3+pK4) / 4 
pKIn = 5,40 
Cálculo Constante de Dissociação
pKIn =5,48
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Cálculo Constante de Dissociação
Erro Experimental:
pKIn (teórico) = 5,02
pKIn = 5,40 7,6 %
pKIn = 5,48 9,2 %
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Erro Experimental
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Aplicação na indústria de alimentos
Aditivos Alimentar
Acidulantes: Intensifica o gosto ácido dos alimentos
Antioxidante: retarda o surgimento de processos oxidativos
Conservador: Atrasa a deterioração microrgânica dos alimentos
Edulcorante: Transmite sabor doce
Estabilizante: Conserva as características físicas das emulsões e suspensões
Aromatizantes e flavorizante: Intensificam o sabor e aroma dos alimentos.
Corante
Corante
"Corantes são aditivos alimentares definidos como toda substância que confere, intensifica ou restaura a cor de um alimento" 
 São adicionados em alimentos quando:
Não possuem coloração ou não apresentam cor apreciável
Há perda ou redução de cor durante o processamento
 
 
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 Os corantes serão classificados como:
 Corante orgânico natural: obtido a partir de vegetal, ou eventualmente, de animal. 
Mais aceito pelo consumidor
Dificuldade na padronização da cor
Poucos estudos toxicológicos
 
 Corante orgânico artificiais: obtido por síntese orgânica mediante o emprego de processo tecnológico adequado.
Maior estabilidade
Menor custo
Uso limitado pela legislação
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 Corante orgânico sintéticos artificiais: Não encontram similares nos produtos naturais. 
 
 
Corante orgânico sintético artificial idêntico ao natural: obtidos de corantes naturais com o mesmo principio ativo.
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Corante
Produto
Naturais
Vermelho de beterraba
Gelatina, iogurte, sorvetes.
Açafrão
Balas, recheios de bombons, condimentos a base de mostarda
Clorofila
pós para refresco, leite e queijos.
Caramelo
Cervejas, balas, refrigerantes, xaropes, cereais, etc.
Sintéticos Artificiais
Amarelo crepúsculo
Geleias Artificiais
Tartazina
Doce de goiaba em pasta, pó para suco artificial
Indigotina
Recheio de biscoitos
Vermelho 40
Bebidas, sorvete e geleias
Artificiais idênticos aos naturais
betacaroteno
Margarina
Caramelo (processo da amônia)
Cervejas, refrigerantes
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Regulamentação
 
 Anvisa
Segue referências internacionais
 Avaliação toxicológica 
 Uso limitado a alimentos específicos, em condições específicas e ao menor nível para obter efeito tecnológico desejado
 Necessidade tecnológica
 Pureza
 Falta de padronização internacional
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Controle do crescimento microbiano.
PH baixo (ácido) impede o crescimento das bactérias e contribui na conservação do alimento.
Processo de acidificação.
Importância do pH na indústria de alimentos
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Classificação dos alimentos em função de seu pH
Alimentos de baixa acidez
Alimentos ácidos
Alimentos de alta acidez
Faixa de pH
pH > 4,5
4,0 < pH < 4,5
pH < 4,0
Característica
Crescimento de organismos patogênicos e deteriorantes
Conservam melhor que os de baixa acidez.
Boa conservação pelo baixo pH.
Exemplos
Carne, leites, vegetais (com exceção de diversas frutas), etc.
Leites fermentados, como iogurte, vegetais fermentados e algumas frutas.
Refrigerante, pepino em conserva, alguns sucos, molhos para salada e algumas frutas.
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Referências
Evangelista, José. Tecnologia de alimentos.2ª Edição.Editora Atheneu,2008
http://serv-bib.fcfar.unesp.br/seer/index.php/alimentos/article/viewFile/865/744 (acesso em 17/05/2016)
http://sensing.konicaminolta.com.br/learning-center/case-studies/FoodIndustryApps.pdf (Acesso em 16/05/2016)
Voguel, Análise Química Quantitativa, 5o Ed., LTC - Livros Técnicos e Científicos, Editora S.A., R.J., 1992.
R. Chang, Físico Química para as ciências químicas e biológicas. McGrawHill- SP- 2008.
BACCAN, N. et. Al. Química Analítica Quantitativa Elementar, 3ª Ed., São Paulo: Edgard Blücher, 2001.
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Obrigada pela atenção
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