Bioquímica Caracterização de triacilgliceróis I

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Relatório da 2ª Aula Prática de Bioquímica I
Título da prática: Caracterização de Triacilgliceróis do Óleo de Soja através da Saponificação.
Professor: Ivanilton Nery.
Alunos: João Vitor, Jonatas Costa, Matheus Menezes, Renan Rezende, Vitor Yu Zhu, Victor Hugo.
Data da realização: 20/12/2014.
Data da entrega: 05/01/2015.
Introdução
A reação de saponificação é uma reação simples e mais utilizada desde o primórdio das civilizações humanas. Trata-se de triglicerídeos, que são ésteres de glicerol com ácidos carboxílicos de cadeia longa (ácidos graxos), que reagem via hidrólise alcalina com uma base inorgânica forte, sendo geralmente hidróxido de sódio ou potássio.
 Com o início da reação, a ligação entre o oxigênio do grupo éster e o carbono carbonílico é rompida, sendo assim, este oxigênio atrai o hidrogênio proveniente da hidroxila da base, formando um álcool, o glicerol. O grupo carbonílico, por sua vez, também se apresenta com carga eletrônica negativa, o que atrai ionicamente o cátion da base, como Na+, por exemplo. Assim, formam-se os sais de ácidos graxos, que são conhecidos como sabões. Além desta hidrolise formar o glicerol, que possui propriedades umectantes, isto é, não desidratam a pele, sendo altamente utilizados para a indústria de cosméticos.
Os sabões tem sua característica tensoativa devido a sua grande estrutura orgânica apolar (cauda), onde as nuvens eletrônicas encontram-se mais estáveis e por possuir a parte de grande atração iônica entre o oxigênio ligado ao carbono funcional e o cátion sódio ou potássio, que configura a cabeça polar. Quanto o sabão entra em contato com misturas de substâncias polares e apolares, como água e gordura, ele envolve as moléculas apolares com sua parte apolar, formando micelas, que são estruturas globulares formadas por um agregado de moléculas anfipáticas, permitindo a homogenização, pelo menos a olho nu, da mistura em questão.
Uma das principais características de um sabão é a formação de espuma, que nada mais é do que a união entre pequenas bolhas, que são formadas quando o ar entra em contato com a mistura de sabão e água. A molécula de sabão, como dito antes, possui uma parte polar e outra apolar, fazendo que a parte apolar interaja com o ar e a parte polar interaja com moléculas de água, formando uma fina película entre a superfície da água e o ar. Ao agitar o sistema, pequenas quantidades de ar são englobadas pela fina camada de água e sabão, formando espuma branca.
Em locais onde a água de bica é proveniente de poços artesianos é comum a água ser rica em cátions de cálcio e magnésio (água dura) geralmente acompanhada por ânions carbonato, sulfato, cloreto e nitrato, e esses cátions provocam um aumento do uso de sabão, pois reagem preferencialmente com o tensoativo aniônico (sabão) formando sais insolúveis de Ca+ e Mg+. Calcula-se que 10 mg/L de CaCO3 provoca o desperdício de 190 gramas de sabão puro, por cada metro cúbico de água. A reação de formação desses sais insolúveis em água se dá pela atração eletrostática entre o oxigênio ligado a cabeça polar do ácido graxo e o cátion proveniente da água dura, configurando uma nova ligação de caráter iônico.
Outro fator que dificulta a ação do sabão é o excesso de eletrólitos. Ao se adicionar eletrólito em excesso, consequentemente as micelas que seriam formadas perdem sua carga e precipitam, sendo desestabilizadas e tendo sua dissociação reprimida. Por a solução se encontrar saturada, no caso de adição de NaCl por exemplo, a constante produto de solubilidade (Kps) do sabão tem seu valor reduzido, devido ao efeito do íon comum.
Além disso, a adição de um ácido forte, como o ácido clorídrico, provoca, também, a formação de precipitado. Isto ocorre pela adição de íons H+ promoverem a precipitação do ácido graxo inicial, que é pouco solúvel em água e, em solução aquosa, tende a formar dímeros através de fortes ligações hidrogênio.
Objetivos
Realizar a caracterização de Triacilgliceróis contido no óleo de soja pelo método de Saponificação com hidróxido de Sódio.
Materiais e Métodos
Materiais
Tubos de ensaio
Becker de 500mL
Placa de aquecimento
Pérolas de vidro
Pipetas graduadas de 2 e 5mL
Estante para tubos de ensaio
Pipetador (Pêra)
Óleo de Soja
Ácido Clorídrico concentrado
Solução de Potassa alcoólica
Solução de Cloreto de Cálcio 10%
Solução saturada de Cloreto de Sódio
Métodos
Procedimento 1
Foi adicionado em um tubo de ensaio 1,5mL de Óleo de soja e 10mL da solução de Potassa alcoólica, em seguida, adicionou-se no mesmo uma pequena quantidade de pérolas de vidro. Aqueceu-se em banho-maria por 30 minutos, controlando a temperatura para que estivesse sempre a aproximadamente 85ºC e que o conteúdo dentro do tubo de ensaio estivesse em constante ebulição. 
Procedimento 2
Retirou-se uma alíquota de 2mL dentro do tubo de ensaio em banho-maria, transferiu-se para outro tubo de ensaio limpo (Tubo de ensaio nº1) e adicionado juntamente a alíquota cerca de 3mL de água destilada. Agitou-se a solução e foi verificada a presença ou não de espuma.
A partir do tubo nº1, retirou-se duas alíquotas de 1mL para outros dois tubos de ensaios limpos (Tubos de ensaio nº2 e nº3). Em um dos tubos foi adicionado cerca de 0,5mL da solução de Cloreto de Cálcio 10% (CaCl2). Na segunda alíquota de 1mL foi adicionado cerca de 3mL da solução saturada de Cloreto de Sódio (NaCl). Foi verificada e anotada a presença ou a ausência de precipitado nos dois tubos de ensaio.
Procedimento 3
Retirou-se uma nova alíquota de 1mL da solução contida no tubo de ensaio em banho-maria e transferida para um tubo de ensaio limpo (Tubo de ensaio nº4). Neste tubo, foi adicionado cerca de 3 gotas de Ácido Clorídrico concentrado, em capela. Verificou-se a presença ou ausência de precipitado.
Resultados e Discussão
Ao adicionar-se 1,5 mL de óleo de soja ao tubo de ensaio com pérolas de vidro e 10 mL de potassa alcoólica, mantém-se o sistema em uma temperatura de 85°C para promover a quebra da molécula de triglicerídeo presente no óleo. Essa reação resulta em formação de um ou mais sais do respectivo ácido que gerou o triglicerídeo e glicerina. O sal formado é o sabão, cujo qual possui uma parte polar, derivada da reação com o KOH da potassa alcoólica e uma parte apolar, derivada do ácido graxo. Essa propriedade dos sabões promove caráter hidrofóbico e hidrofílico ao mesmo tempo podendo interagir com a água e compostos apolares como a gordura.
A reação do ácido graxo com o hidróxido de potássio é dada genericamente da seguinte forma:
Onde 1 é o triacilglicerídio do óleo, 2 é o álcali que promove a reação, 3 é a glicerina produzida da reação e 4 é o sabão. O óleo reage com a solução de potassa alcoólica quente, formando sais de potássio e glicerol.
Agitando-se a alíquota retirada da solução mãe de 2mL com água, percebesse a formação de espuma, demonstrando uma das propriedades do sabão, comprovando que a reação acima ocorreu. Como dito antes, a espuma é a união entre pequenas bolhas, que são formadas quando o ar entra em contato com a mistura de sabão e água. A molécula de sabão, como dito antes, possui uma parte polar e outra apolar, fazendo que a parte apolar interaja com o ar e a parte polar interaja com moléculas de água, formando uma fina película entre a superfície da água e o ar. Ao agitar o sistema, pequenas quantidades de ar são englobadas pela fina camada de água e sabão, formando estruturas chamadas de micelas.
Ao adicionar Cloreto de Cálcio 10% ao tubo II, percebeu-se a formação de precipitado. Isso ocorre porque na presença de sulfato de magnésio ou cloreto de cálcio há a formação de um precipitado branco. Resultado da reação de entre a molécula de sabão e os reagentes mencionados que geram sais de alta insolubilidade em água. Sais de ácidos graxos com o contra-íon como Ca2+ e Mg2+, encontram-se praticamente não dissociados, estando assim, em forma de precipitados em meio aquoso.
Tubo com a solução e cloreto de cálcio
De modo geral, a reação entre amolécula de sabão e os íons Ca2+ pode ser representada pela equação química abaixo:
2R─COOK(aq)  + Ca2+(aq) →  (R─COO)2Mg(ppt)  + 2K+(aq)
Foi adicionado Cloreto de Sódio ao tubo III, e foi observada formação de precipitado como demonstra a imagem abaixo: 
O NaCl ele age aumentando a viscosidade do sabão, quando o sal é adicionado, ele interage com o sabão e a água formando uma espécie de rede, dificultando a mobilidade das moléculas, parecendo que a viscosidade teve um aumento. O NaCl e outras substâncias que aumentam a viscosidade do sabão ao mesmo tempo diminui a solubilidade das micelas, e são chamados de espessantes. Porém ao adicionar NaCl em excesso, o eletrólito desestabiliza as micelas, produzindo turvação e em seguida precipitação.
Adicionando mais íons, o equilíbrio é forçado para a direção em que o sabão não está dissociado, pois possui cargas em excesso, deslocando o equilíbrio para o lado em que o sal de ácido graxo encontra-se não dissociado.
Ao misturar o acido clorídrico concentrado (HCl) no tubo IV ocorreu a formação de um precipitado no meio. A adição de ácido clorídrico concentrado provoca a precipitação do ácido graxo do sabão, que por sua vez, é pouco solúvel em água e com tendência a formar dímeros (molécula formada a partir de duas estruturas semelhantes) por meio das pontes de hidrogênio.
O sabão reage com o ácido, sofrendo hidrolise ácida, formando o ácido fraco pouco solúvel e o sal de cloreto de potássio.
Tubo com a solução e ácido clorídrico
Dímero de ácido carboxílico 
1
Conclusão
Com base nos procedimentos realizados, nos resultados obtidos e nas discussões feitas é possível concluir que as moléculas de lipídeos (em especial os óleos) podem reagir facilmente com uma base a fim de produzir glicerina e sabão. Por possuir uma cadeia apolar a qualidade do sabão depende da molécula a qual o mesmo se originou.
Nota-se também que a presença de íons contidos na água dura (água rica em íons cálcio e magnésio) no meio em que haja sabão produzido através do procedimento antes citado, há formação de um meio turvo, pela produção de sais de baixa solubilidade em água. Conclui-se também que é possível retomar o acido graxo antes usado, adicionando apenas ácido clorídrico.
Referências Bibliográficas
AUS-e-TUTE, Soaps and Saponification, disponível em <HTTP://www.ausetute.com.au/soaps.html>, acessado em 03/01/2015.
Brasilescola, Química, Reação de saponificação, disponível em <http://www.brasilescola.com/quimica/reacao-saponificacao.htm>, acessado em 04/01/2015.
Freedom, Artigos técnicos, Conceitos básicos, disponível em <http://www.freedom.inf.br/artigos_tecnicos/20020919/20020919_pg2.asp>, acessado em 03/01/2015.
Infoescola, Química, Reação desaponificação, disponível em <http://www.infoescola.com/quimica/reacao-de-saponificacao/>, acessado em 03/01/2015.
Perguntasprovisório, Como são formadas a espuma do sabão com a água e a espuma da água do mar, disponível em <http://perguntasprovisorio.blogspot.com.br/2011/05/como-sao-formadas-espuma-do-sabao-com.html>, acessado em 03/01/2015.
Shirley de Campos, Ácidos Graxos, Lipídios, disponível em <http://www.drashirleydecampos.com.br/imprimir.php?noticiaid=3270>, acessado em 03/01/2015. 
Wikipedia, A enciclopédia livre, Dímero, disponível em <http://pt.wikipedia.org/wiki/D%C3%ADmero>, acessado em 03/01/2015.