Relatório 8 - Extração de corantes Naturais

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Universidade Federal de São Carlos
Campus Sorocaba
 
Introdução às Práticas Laboratoriais
Prática 08 – Extração de corantes Naturais
Docente: Luciana Camargo de Oliveira
Grupo: Franciny Rodrigues 	 R.A.: 
 	 Luana Rodrigues 		R.A.: 
 	
Data do Experimento: 22/05/2015
Data da Entrega: 29/05/2015
Introdução
 Os químicos primordiais caracterizavam e chamavam de ácido as substâncias que tinham sabor azedo acentuado e de base às substâncias que tinham sabor similar ao sabão, com o tempo foi surgindo técnicas para determinar ácidos e bases com menor risco ao ser humano. Para a determinação de tais substancias foi descoberto que há certos corantes que mudam de cor quando adicionado á ele o componente ácido ou básico, distinguindo tais substancias, estes corantes são chamados indicadores. (Atkins, 2005)
Os ácidos têm propriedades características, produzem bolhas de CO₂ quando adicionados a um carbonato metálico como CaCO₃ e reagem com muitos metais, produzindo o gás hidrogênio, H2. As propriedades dos ácidos podem ser interpretadas em termos de uma característica comum a todas as moléculas de ácidos, na qual, é uma substancia que, quando dissolvida em água, aumenta a concentração de íons hidrogênio, H⁺(aq), na solução. (Kotz, 2010).
As bases têm como uma característica o íon hidróxido, de modo que podemos reconhecer hidróxidos metálicos como bases a partir de suas formulas. Embora a maior parte dos hidróxidos seja insolúvel, alguns se dissolvem em água, o que leva a um aumento na concentração de íons OH⁻ em solução, podemos caracterizar uma base, na qual quando dissolvida em água, aumenta a concentração de íons hidróxido OH⁻ na água. (Kotz, 2010).
Para determinar se as substancias são ácidos ou bases surgiram então os indicadores, que são substâncias capazes de mudar de cor dependendo das características físicas e químicas da solução na qual estão dentro, em função de diversos fatores, tais como: pH, potencial elétrico, complexação com íons metálicos e adsorção em sólidos. Então, os indicadores ácidos-base ou indicadores de pH são substâncias orgânicas fracamente ácidas ou básicas, que apresentam diferentes cores em função do pH do meio em que são contidos. O uso de indicadores de pH é uma prática antiga que foi iniciada no século XVII por Robert Boyle que, preparou um licor de violeta e observou a mudança de coloração para vermelho em solução ácida e verde em solução básica e, após gotejar o licor sobre um papel branco, e em seguida algumas gotas de vinagre, o mesmo tornou-se vermelho. Assim foram obtidos os primeiros indicadores de pH em papel e solução, então, Boyle definiu ácido como qualquer substância que torna vermelho os extratos de plantas. (TERCI & ROSSI, 2002).
Mas apenas no início do século XX, Willstatter e Robinson descobriram que as antocianinas são os pigmentos responsáveis pela coloração de várias flores, e que seus extratos tinham cores que mudavam em função da acidez ou alcalinidade do meio (meio básico). Foi percebido que as antocianinas possuem coloração avermelhada em meio ácido, violeta em meio neutro e azul em condições alcalinas explicando assim, as mudanças de cores de extratos vegetais observados por Boyle. (TERCI & ROSSI, 2002).
Objetivos
Utilizando materiais do cotidiano, introduzir o conceito de indicadores de ácido-base com auxilio de técnicas de extração e filtração.
Materiais e Equipamentos Utilizados
- Hidróxido de Sódio (NaOH);
- Ácido Clorídrico (HCl);
- Béqueres de 250 mL e 100 mL
- Papel de filtro
- Filtro de vidro
- Bastão de vidro
- Tubos de ensaio
- Pipetas de Pauster
- Feijão Preto
- Repolho roxo
- Beterraba
Métodos
Parte 1 – Extração do corante natural
Inicialmente foram pesadas as amostras de feijão preto, beterraba e repolho roxo, em pequenas quantidades, que foram utilizadas para a extração do corante. A pesagem foi feita em um béquer de 100mL, tarando-se a balança em cada pesagem, para obter somente o peso das amostras. 
 Em seguida, as amostras foram transferidas para um béquer de 250mL, para a extração do corante. Ás amostras de repolho roxo e feijão, foram adicionadas água quente, enquanto á amostra de beterraba foram adicionadas 80mL de água em temperatura ambiente. 
Com o auxílio de um bastão de vidro misturou-se a mistura por cerca de 20 minutos para a extração do corante.
Parte 2 – Filtração da Mistura 
Dobrou-se o papel de filtro e o posicionou em um funil, adicionando pequena quantidade de água destilada, com o auxílio de uma pisseta, para que o papel de filtro se fixasse ao funil. 
Após a extração dos corantes naturais, filtrou-se a mistura, e descartou-se o papel de filtro contendo os resíduos sólidos. Reservou-se o erlenmeyer com o filtrado.
Parte 3 – Teste do extrato
Numerou-se 9 tubos de ensaio, de 1 á 9, para identificação dos filtrados. Cada filtrado foi separado em 3 tubos de ensaio. 
Um tubo de ensaio contendo uma amostra de cada filtrado foi separado para o padrão de comparação. Á outros três tubos de ensaio também contendo amostras de cada filtrado foram adicionados 5 gotas de NaOH (Hidróxido de Sódio), enquanto os três tubos de ensaio restantes receberam 5 gotas de HCl (Ácido Clorídrico).
Observou-se e anotou-se os resultados.
Resultados e Discussões
Parte 1 – Extração do corante natural
Inicialmente foram pesadas pequenas amostras de beterraba, feijão preto e repolho roxo. Os resultados foram expostos na seguinte tabela:
	Amostra
	Peso
	
	
	Feijão Preto
	50 g
	
	
	Repolho Roxo
	25 g
	
	
	Beterraba
	20 g
	
	
Ao adicionarmos água quente á amostra de feijão preto e ao repolho roxo, e água em temperatura ambiente á beterraba, extraímos os corantes naturais presentes, obtendo soluções de água+corante natural, após a filtração, obteve-se filtrado nas seguintes cores:
	Amostra
	Coloração da Solução Água+ Corante Natural
	
Feijão Preto
Repolho Roxo
Beterraba
	
Preto
Roxo Claro
Vermelho Escuro
Após a numeração dos tubos de ensaio e a distribuição dos filtrados, foram separados 3 tubos de ensaio com os filtrados em suas cores naturais para o controle (padrão de comparação), outros três tubos de ensaio, cada um com o filtrado de uma amostra, receberam 5 gotas de NaOH, enquanto os três tubos de ensaio restantes receberam 5 gotas de HCl. 
Os tubos de ensaio que receberam as gotas de Ácido Clorídrico (HCl) e Hidróxido de Sódio (NaOH) ganharam nova coloração, como mostra a tabela á seguir:
	Tubo de Ensaio
	Solução
	Coloração
	
	
	
	1
2
3
	Água + Corante Natural da Beterraba
Água + Corante Natural da Beterraba + NaOH
Água + Corante Natural da Beterraba + HCl
	Vermelho
Amarelo Escuro
Vermelho Escuro
	
	
	
	4
	Água + Corante Natural do Repolho Roxo
	Roxo Claro/Lilás
	
	
	
	5
	Água + Corante Natural do Repolho Roxo + NaOH
	Amarelo
	
	
	
	6
	Água + Corante Natural do Repolho Roxo + HCl
	Vermelho
	
	
	
	7
8
9
	Água + Corante Natural do Feijão Preto 
Água + Corante Natural do Feijão Preto + NaOH
Água + Corante Natural do Feijão Preto + HCl
	Preto
Verde escuro
Vermelho Escuro
	
	
	
 Beterraba Repolho Roxo
Feijão Preto
Inicialmente, o extrato da beterraba apresentou coloração vermelha, devido à presença dos pigmentos betalaínas. Em meio ácido, este extrato apresentou uma coloração vermelho escuro e, em meio básico, o sistema apresentou uma coloração amarelo escuro.
As betalaínas são compostos semelhantes às antocianinas (presentes no feijão preto e no repolho roxo) sendo pigmentos hidrossolúveis e são divididas em duas classes: betacianina (responsável pela coloração avermelhada) e betaxantina (responsável pela coloração amarelada). 
O comportamento observado para a beterraba é justificado pela isomerização da betanina que convertese em isobetaninaem meio ácido, e em meio alcalino, a betanina é hidrolisada. (CUCHINSKI, 2010)
O extrato de feijão-preto na presença de uma substância ácida apresentou coloração vermelha escura e na presença de uma base, apresentou a coloração verde escuro. A variação de cores em função do pH variou do vermelho ao verde. No feijão preto também estão presente as antocianinas, um pigmento vegetal, que justifica a mudança na cor em meio ácidos e básicos.
O extrato de repolho roxo demonstrou modificação em sua coloração tanto em meio ácido como básico também, porém uma mudança maior na coloração do que a apresentada pelo feijão preto. Assim em meio básico, a coloração predominante é o amarelo, e em meio ácido a coloração predominante é vermelha. O extrato do repolho apresenta mudança na coloração da mistura devido a presença das antocianinas (pigmentos vegetais). A mudança de cor se deve à reação da antocianina com o ácido ou com a base formando íons de cores diferentes. 
Quando presentes em meios ácidos ou alcalinos as substâncias mudam de cor, pois são halocrômicas (capacidade de mudar de coloração em função do pH do meio).
Quando adicionados a uma solução, os indicadores de pH, substâncias orgânicas fracamente ácidas ou básicas, ligam-se aos íons H+ ou OH-, provocando uma alteração da configuração eletrônica dos indicadores, alterando também a cor.
“Ácido é qualquer substância que torna vermelho os extratos de plantas” (TERCI & ROSSI, 2002).
Conclusão
 Em conclusão, é definido que o indicador que melhor se desempenhou em mostrar a variação entre ácidos e bases foi o liquido do extrato de repolho, na qual adquiriu cores totalmente diferentes ao contato de uma base forte e um ácido forte.
Podemos caracterizar essa mudança pela presença de antocianinas que são compostos derivados das antocianidinas, A propriedade das antocianinas de apresentar cores diferentes, depende do pH do meio em que elas se estão, fazendo com que estes pigmentos possam ser utilizados como indicadores naturais de pH. As mudanças que ocorrem com a variação do pH e são responsáveis pelo aparecimento das espécies com colorações diferentes, incluindo o amarelo em meio fortemente alcalino e o vermelho em meio forte ácido. 
Referências Bibliográficas
ATKINS, P. JONES, L. Princípios de química: Questionando a vida moderna e o meio ambiente. 3. Ed, Porto Alegre: Bookman. 2006.
KOTZ, J. C. TREICHEL, P.M. WEAVER, C.G. Química Geral e Reações químicas, 6 Ed. São Paulo, Cengage Learning, 2010.
TERCI, D.B. L.; ROSSI, A. V. Indicador natural de pH: usando papel ou solução? Quím. Nova, v. 25, n. 4, p. 684-688, 2002.
CAVALHEIRO, E.T.G.; COUTO, A. B. e RAMOS, L.A. Aplicação de pigmentos de flores no ensino de Quí- mica. Química Nova, v. 21, 1998.
J. B. RUSSELL, Química geral, São Paulo: Nacional, 1981
CUCHINSKI, ARIELA S., Extração do corante da beterraba (Beta vulgaris)para utilização como indicador ácido-base, Eclet. Quím. vol.35 no.4 São Paulo  2010 
(Disponível em: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0100-46702010000400002 Consultado em 26/05/2015)
TERCI, D.B. L.; ROSSI, A. V. Indicador natural de pH: usando papel ou solução? Quím. Nova, v. 25, n. 4 (Disponível em: http://quimicanova.sbq.org.br/imagebank/pdf/Vol25No4_684_25.pdf Consultado em 26/05/2015)