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CURSO DE LICENCIATURA EM QUÍMICA Disciplina Química V Relatório 6: Experimentos de Química para o ensino Médio Aluno: Marcos Antonio Lima da Silva 15214070087 Polo: São Gonçalo 1- Introdução O ácido ascórbico ou vitamina C (C6H8O6, ascorbato, quando na forma ionizada) é uma molécula usada na hidroxilação de várias reações bioquímicas nas células. A sua principal função é a hidroxilação do colágeno, a proteína fibrilar que dá resistência aos ossos, dentes, tendões e paredes dos vasos sanguíneos. Além disso, é um poderoso antioxidante, sendo usado para transformar as espécies reativas de oxigênio em formas inertes. É também usado na síntese de algumas moléculas que servem como hormônios ou neurotransmissores. O ácido ascórbico(Vitamina C) é um sólido cristalino de cor branca, inodoro, hidrossolúvel e pouco solúvel em solventes orgânicos. O ácido ascórbico presente em frutas e legumes é destruído por temperaturas altas por um período prolongado. Sofre oxidação irreversível, perdendo a sua atividade biológica, em alimentos frescos guardados por longos períodos. Aos valores de pH normalmente encontrados no meio intracelular, o ácido ascórbico encontra-se predominantemente na sua forma ionizada, o ascorbato. Uma das atividades mais importantes do ascorbato no organismo humano é a desidratação de resíduos de prolina no colágeno. O colágeno, uma proteína estrutural fundamental, necessita ter determinados resíduos de prolina na forma hidropararoxiprolina para manter uma estrutura tridimensional correta. A hidroxilação é feita pela enzima prolil-4- hidroxilase; o ascorbato não intervém diretamente nesta hidroxilação, pelo que é assumido que é necessário para reduzir o íon Fe3+ que participa na catálise enzimática (nesta, o íon passa do estado Fe2+ para Fe3+, sendo necessário ele dar o seu restabelecimento para novo ciclo catalítico).[5] Em plantas, o ascorbato encontra-se em concentrações relativamente elevadas (2 a 25 mM) e atua na desintoxicação do peróxido de hidrogênio. A enzima ascorbato peroxidase catalisa a redução do peróxido de hidrogénio a água, usando o ascorbato como agente redutor. Também é precursor dos íons tartarato e oxalato. carência desta vitamina provoca a avitaminose designada por escorbuto. É importante observar que a vitamina C (ácido ascórbico) é extremamente instável. Ela reage com o oxigênio do ar, com a luz e até mesmo com a água. 2 – Parte prática Vamos fazer um pequeno experimento nessa atividade, baseado na capacidade da vitamina C em reduzir o I2, o que permite a análise do teor de vitamina C em alimentos por titulometria de oxirredução. Para esse ensaio, que pode ser realizado em qualquer sala de aula do Ensino Médio, você irá precisar de comprimidos efervescentes de vitamina C, solução de iodo a 2%, seringa descartável de 5 ml, copos plásticos descartáveis, amido de milho, sucos naturais e industrializados de laranja ou limão, refrigerantes sabor laranja ou limão. Para resumo do relatório, o procedimento detalhado encontra-se no roteiro da aula. Adicionei as gotas de I2 as soluções até elas ficaram azul escuras, significando que toda a vitamina C foi consumida (oxidada) pelo iodo. As quantidades estão descritas abaixo (alíquotas de 5ml para todas): Redoxon 1g Soda limonada Suco de laranja Ades laranja 12gts 1gts 2gts 4gts Cálculos: 1000 mg de ác. Ascórbico em 1000 ml de H2O. Em 5 ml, teremos 5mg. Foram usadas 12 gotas para consumi-lo totalmente, portanto cada gota consome 0,42 mg do ácido. Soda limonada: 1 gota. Temos então 0,42 mg em 5 ml. Em 100ml, temos 8,4mg; Suco de laranja: 2 gotas. Temos então 0,84 mg em 5ml. Em 100ml, temos 16,8mg; Ades: 4 gotas. Temos, portanto, 1,68mg em 5ml. Em 100ml, temos 33,6mg. Quanto a variação do NOX, temos: O I2 tem NOX = 0 e foi para -1 (redução). Como são 2 mols de iodo, temos a transferência de 2e-. O carbono marcado em vermelho tem nox = +1. São três ligações com outros carbonos e uma com a hidroxila (-1). Em seguida, este carbono faz duas ligações com outros carbonos e duas com o O2 (nox -2), ficando com +2 no final. Como são 2 carbonos que participam, temos 2e- envolvidos e a equação está equilibrada. A parte 2 (cinética enzimática) já teve sua parte teórica falada em outro relatório. Irei me ater a prática em si, comentando algumas coisas relevantes. Após os procedimentos práticos descritos no passo a passo, os resultados estão na figura a seguir: A amilase salivar trata - se de uma hidrolase cuja função é degradar os carboidratos. Esta é predominantemente produzida pelas glândulas parótidas e pâncreas. O amido começa a ser digerido na boca por ação da enzima α- amilase salivar (ptialina), que hidrolisa as ligações (1 →4) das cadeias do amido, dando origem à glicose, maltose e oligossacarídeos. A α- amilase salivar, em condições específicas de pH (6.8) e temperatura 37 °C, cata lisa a hidrólise das ligações da cadeia glicosídica do polissacarídeo amido. A hidrólise do amido é considerada parcial, enquanto os produtos resultantes formam uma mistura de moléculas de glicose, maltose e dextrina. Esta hidrólise do amido evidencia - se na presença de iodo. A velocidade das reações enzimáticas é influenciada pela temperatura. Elas são diretamente proporcionais, ou seja, a velocidade aumenta com o aumento da temperatura, mas isso dura até que um máximo seja atingido. Este máximo demonstra a temperatura ótima para a ação enzimática; à medida que a temperatura aumenta, ocorre a desnaturação proteica, diminuindo a velocidade da reação. A variação do pH pode afetar o caráter iônico dos grupos carboxila e amina presentes na estrutura dos aminoácidos, resultando na mudança conformacional da molécula, diminuindo a ligação do substrato com o sítio ativo da enzima. No copo 1, com água destilada + solução de amido e iodo, tivemos um azul bem acentuado, mostrando que o amido não foi consumido. A temperatura estava em torno de 25ºC, longe da temperatura da boca, que é a ideal para a amilase salivar, por isso pouco amido é quebrado e bastante complexa com o iodo, por isso a cor é bem acentuada. No copo 2, com adição de ácido acético, mesmo sendo um ácido fraco, ocorre a diminuição do pH. Cada enzima tem um pH ótimo de atuação, no qual a sua atividade é máxima. O pH ótimo para a maioria das enzimas fica entre 6 e 8, mas há exceções. A pepsina, por exemplo, uma enzima digestiva estomacal, atua eficientemente no pH fortemente ácido de nosso estômago (em torno de 2), onde a maioria das enzimas seria desnaturada. A tripsina, por sua vez, é uma enzima digestiva que atua no ambiente alcalino do intestino, tendo um pH ótimo situado em torno de 8. O valor do potencial hidrogeniônico da nossa saliva é entre 6,8 e 7,2. Com esta alteração de valores, a atividade enzimática fica comprometida e a cor acentuada é pelo mesmo motivo acima. No copo 3, temos a adição de NaHCO3, conhecido por seu poder tamponante. O sistema tampão constituído pelo bicarbonato (HCO3-) e pelo ácido carbônico (H2CO3) tem características especiais nos líquidos do organismo. O ácido carbônico (H2CO3) é um ácido bastante fraco e a sua dissociação em íons hidrogênio (H+) e íons bicarbonato é mínima, em comparação com outros ácidos. Quando um ácido é adicionado ao sangue, o bicarbonato do tampão reage com ele produzindo um sal, formado com o sódiodo bicarbonato e ácido carbônico. O ácido carbônico produzido pela reação do bicarbonato do tampão, se dissocia em CO2 e água e é eliminado nos pulmões. H++HCO3- H2CO3 Quando uma base invade o organismo, o ácido carbônico (H2CO3) reage com ela, produzindo bicarbonato e água. O ácido carbônico diminui. Os rins aumentam a eliminação de bicarbonato ao invés do íon hidrogênio, reduzindo a quantidade de bicarbonato no organismo, para preservar a relação do sistema tampão. OH- + H2CO3 HCO3 - + H2O Neste copo, com a manutenção do pH, a enzima consome mais amido e a quantidade que complexa com o iodo é menor, ficando a cor da solução mais fraca. No copo 4, com o aquecimento da saliva, há a desnaturação da enzima e não há a quebra do iodo, ficando caraterizado pela cor, novamente acentuada. No copo 5, é o analito que está muito quente e a enzima é desnaturada pelo contato com a alta temperatura e novamente não há a quebra do amido. 3- Referências: David L. Nelson, Michael M. Cox, "Lehninger Principles of Biochemistry", 4ª edição, W. H. Freeman, 2005, ISBN 978-0716743392 Philippi, Sonia Tucunduva. Tabela de Composição de Alimentos: suporte para decisão nutricional. Brasília: ANVISA, FINATE/NUT.2001 Vitamin C. Harvard School of Public Health. 2008. «Vitamin C Nutrition Source». Hsph.harvard.edu campinas.edu.br/pub /professores/ceatec/celene.bioquimica/medicina%201%C2% B A%20per iodo%20neuro/aula- 9- %20pratica- bioquimica- 16- e- 18- maio.pdf>. Acesso em 6 jun. 2017. UNESP. Determinação da atividade da amilase salivar. Disponível em: <http://www. foa.unesp.br /home/departamentos/ciencias_basicas/determinacao-da-atividade-da-amilase- salivar-2016.pdf>. Acesso em 7 jun.2017. https://www.sobiologia.com.br/conteudos/quimica_vida/quimica12.php http://www.ufrgs.br/leo/site_ph/bicarbonato.htm