10

Prévia do material em texto

Físico - química aplicada à farmácia
Aula 10: Coloides – Parte II
Apresentação
Depois de termos de�nido e classi�cado os coloides na aula passada, veremos agora as propriedades ópticas e cinéticas
dos coloides. 
Estudaremos os fatorem podem desestabilizar um coloide e, também, algumas aplicações dos coloides no estudo da
farmácia.
Objetivos
Descrever as propriedades ópticas e cinéticas dos coloides;
Explicar o que afeta a estabilidade de sistemas coloidais.
Propriedades físicas dos coloides
O efeito Tyndall
Esse efeito já foi descrito na aula passada e diz que quando a luz incide diretamente sobre uma amostra, esta pode ser
absorvida ou transmitida ou pode, ainda, sofrer um espalhamento.
Esse experimento é utilizado para diferenciar os coloides de soluções denominadas verdadeiras por meio da medida do
coe�ciente de difusão, o que é feito através das �utuações de intensidade de luz com o tempo. 
De posse do coe�ciente de difusão D e usando a equação de Stokes-Einstein, chega-se ao raio hidrodinâmico da
macromolécula:
Dica
Para medir o coe�ciente de difusão, há vários métodos, e eles estão fundamentados no estudo do movimento Browniano.
A estabilidade de coloides
Existem dois mecanismos utilizados para explicar a estabilidade das soluções coloidais, que são baseados em interações
eletrostáticas:
1
A macromolécula é carregada eletricamente, de modo a
ocorrer repulsão mútua entre as partículas.
2
Pode ocorrer a formação de um invólucro de solvatação de
carga elétrica, o que se observa mais frequentemente em
sistemas liofílicos.
A situação que mais contribui para a estabilidade dos coloides é o
fato de as partículas dispersas adquirirem cargas do mesmo sinal.
Esse fenômeno pode ocorrer:
1
Pela adsorção de íons do meio de dispersão.
2
Pela absorção de moléculas de surfactantes carregadas.
3
Pela ionização de moléculas situadas na superfície das
partículas dispersas.
No caso da partícula coloidal acumular uma carga negativa na sua superfície, esta carga atrairá os íons de carga positiva do
meio de dispersão, criando-se uma atmosfera de íons de carga contrária em volta da partícula coloidal. Isso dá origem à
criação de uma dupla camada eléctrica na interface da partícula com o líquido. 
Na �gura, vemos a formação da dupla camada elétrica de uma partícula de silicato em suspensão, onde é possível observar os
íons silicato negativos e os íons positivos ao seu redor.
A presença da dupla camada eléctrica impede que as partículas coloidais precipitem, pois funcionam como barreiras físicas
que evitam a aglutinação das partículas coloidais. 
A dupla camada elétrica pode ser controlada por meio da alteração do meio de suspensão, pela:
Variação do pH. Alteração dos íons dissolvidos.
Adição de surfactantes. Adição de enzimas que destruam os surfactantes.
É possível, dessa forma, manipular as interações existentes entre as partículas coloidais, sendo possível fazer com que estas
passem de repulsivas para atrativas, e vice-versa. 
Além da força de repulsão elétrica, deve-se levar em consideração a força atrativa de Van der Waals. É o balanço dessas duas
forças que confere a estabilidade de um coloide.
As forças atrativas são predominantes em distâncias altas e pequenas,
enquanto as forças repulsivas podem ser encontradas nas distâncias
intermediárias. Valores energéticos negativos indicam a atração. De forma
contrária, a repulsão pode ser encontrada nos valores energéticos positivos.
Veja na imagem o balanço dessas duas forças em relação à distância entre as partículas.
 (Fonte: Química Nova na Escola, n. 9, maio 1999).
Atividade
1. Sobre o sistema coloidal, analise as a�rmações a seguir.
l. O diâmetro médio das moléculas de glicose em uma solução aquosa é maior do que as partículas dispersas em um sistema
coloidal.
ll. Creme de leite e maionese são exemplos de sistemas coloidais.
lll. Micelas podem ser representadas por um agregado de moléculas an�páticas dispersas em um líquido, constituindo uma
das fases de um sistema coloidal.
lV. O Efeito Tyndall pode ocorrer quando há a dispersão da luz pelas partículas dispersas em um sistema coloidal.
Todas as a�rmações corretas estão em:
a) II - IV
b) III - IV
c) I - II – III
d) II - III – IV
e) I – II
2. O efeito Tyndall é um efeito óptico de turbidez provocado pelas partículas de uma dispersão coloidal. Foi observado pela
primeira vez por Michael Faraday em 1857 e, posteriormente, investigado pelo físico inglês John Tyndall. Este efeito é o que torna
possível, por exemplo, observar as partículas de poeiras suspensas no ar por meio de uma réstia de luz, observar gotículas de
água que formam a neblina por meio do farol do carro ou, ainda, observar o feixe luminoso de uma lanterna por meio de um
recipiente contendo gelatina.
Ao passar por um meio contendo partículas dispersas, um feixe de luz sofre o efeito Tyndall devido:
a) À absorção do feixe de luz por este meio.
b) À interferência do feixe de luz neste meio.
c) À transmissão do feixe de luz neste meio.
d) À polarização do feixe de luz por este meio.
e) Ao espalhamento do feixe de luz neste meio
Propriedades cinéticas dos coloides
Sedimentação de coloides e velocidade de sedimentação
Quando uma mistura heterogênea sólido-líquido é deixada em repouso, lentamente o componente sólido deposita-se no fundo
do frasco pela ação da gravidade, ocorrendo a sedimentação, como está ilustrado a seguir.
Em dispersões coloidais que apresentam partículas ou macromoléculas com tamanho médio menor do que 500ηm, a
sedimentação não ocorre por conta da estabilidade de forças atuantes nas partículas do coloide, como vimos anteriormente.
Para que a mesma ocorra, torna-se necessário o uso de uma ultracentrífuga. 
Já em dispersões coloidais que contêm partículas com tamanho médio maior do que 500ηm, a sedimentação tende a ocorrer
formando suspensões. Assim, a velocidade da sedimentação pode ser calculada a partir de uma análise da estabilidade do
coloide.
 Fonte: Mundo educação.
Existem três forças que atuam nas partículas das dispersões coloidais:
1
Força gravitacional
A força que sedimenta as partículas.
2
Força de arraste
Força que tende a impedir o movimento das partículas no
meio dispersante.
3
Movimento browniano
Força move aleatoriamente as partículas suspensas num
�uido, resultante da sua colisão com átomos rápidos ou
moléculas no gás ou líquido.
Veri�ca-se, portanto, que o movimento browniano coordena o comportamento das partículas de menor tamanho médio,
impossibilitando a sedimentação das mesmas. 
Uma das maneiras de se gerar a sedimentação das partículas de um sistema coloidal é por meio de equipamentos, como a
ultracentrífuga, que é uma centrífuga de alta rotação, acoplada a um sistema óptico capaz de registrar o comportamento da
sedimentação.
Difusão
Difusão é um fenômeno de transporte material, onde o soluto permeia o meio no qual está dissolvido, seja este sólido, líquido
ou gasoso, em direção a concentrações menores dessa espécie química. 
A �gura mostra esse processo:
 (Fonte: Designua/ Shutterstock).
Viscosidade
É a resistência de um sistema ao �uxo. Quanto maior a viscosidade do líquido, mais difícil a sedimentação, que levará maior
tempo para ocorrer. 
O tamanho da partícula dos coloides interfere na viscosidade da solução, porque partículas de menor tamanho formam
dispersões com viscosidade relativamente baixa. Enquanto moléculas lineares formam soluções mais viscosas.
Propriedades elétricas dos coloides
De uma forma geral, as micelas apresentam cargas elétricas de mesmo sinal, que dependem da quantidade de íons presentes
no sistema. Ou seja, quando há excesso de cátions (meio ácido H+), as micelas �cam positivas, e quando há excesso de ânions
(meio básico OH-), as micelas �cam negativas. 
É possível, portanto, converter a carga elétrica de uma micela modi�cando a quantidade de cátions e ânions presentes nessas
partículas. Em determinado momento dessa conversão, as micelas �carão eletricamente neutras. Nesse momento, o sistema
atinge oponto isoelétrico.
Eletroforese
O fenômeno da eletroforese ocorre quando um coloide é submetido a um campo elétrico, e todas as micelas migram para o
mesmo eletrodo. 
Quando as micelas forem positivas, elas migrarão para o cátodo (polo negativo, para onde vão os cátions). Este fenômeno é
denominado cataforese. 
Quando as micelas forem negativas, elas migrarão para o ânodo (polo positivo, para onde vão os ânions). Fenômeno chamado
de anaforese. 
Veja um esquema de um aparelho de eletrofore e os resultados obtidos da migração das moléculas de acordo com o seu peso,
já que moléculas de menor peso são arrastadas na frente de moléculas mais pesadas.
 Separação de fragmentos de DNA. (Fonte: SOBIOLOGIA).
Tipos de eletroforese
Clique nos botões para ver as informações.
Eletroforese em gel
A eletroforese em gel é uma técnica usada para separar fragmentos de DNA de acordo com seu tamanho. Nessa técnica,
as amostras de DNA são carregadas nas cavidades localizadas em uma das extremidades de um gel, e uma corrente
elétrica é aplicada para fazê-las avançar pelo gel. 
Os fragmentos DNA estão carregados negativamente devido aos grupos fosfato em seus esqueletos de açúcar-fosfato,
então movem-se na direção do eletrodo positivo. Já que todos os fragmentos de DNA têm a mesma quantidade de carga
por massa, os fragmentos menores atravessam o gel mais rapidamente do que os maiores. 
Quando um gel é pigmentado com um corante que se liga ao DNA, os fragmentos de DNA podem ser vistos como bandas,
cada uma representando um grupo de fragmentos de DNA de mesmo tamanho. 
Uma vez que os fragmentos tenham sido separados, podemos examinar o gel e ver quais tamanhos de faixas são
encontrados:
Exemplo
A eletroforese é utilizada ainda em inúmeros processos:
Genética – Teste de paternidade, diferenciação de espécies ou linhagens e engenharia genética.
Microbiologia – Detecção de diferentes patógenos, como vírus, bactérias e fungos.
Bioquímica – Detecção da expressão de proteínas.
Eletroforese capilar
A eletroforese capilar é uma técnica que emprega tubos capilares �nos para realizar separações de moléculas grandes e
pequenas com elevada e�ciência.
Nessas separações, são empregados potenciais elétricos elevados que podem gerar �uxos eletro-osmótico e
eletroforético de soluções tamponadas e de espécies iônicas, respectivamente, dentro do tubo capilar.
Essa técnica é atualmente empregada na identi�cação de linhagens bacterianas, fúngicas e de protozoários.
A eletroforese, que inicialmente era quase que exclusiva do meio cientí�co, tem sido cada vez mais utilizada na rotina
laboratorial por fornecer informações úteis sobre o estado geral do paciente, além de contribuir para o diagnóstico e
prognóstico de várias enfermidades.
Tipos de eletroforese 
 (Fonte: khanacademy).
Eletrosmose
É o princípio oposto da eletroforese. Na eletrosmose, a aplicação do potencial faz com que a partícula carregada se desloque
em relação ao líquido, que é estacionário. Porém, se o sólido é mantido imóvel, o líquido se move em relação à superfície
carregada.
Atenção
A eletrosmose é assim chamada porque o líquido move-se através do tampão ou membrana ao logo do qual o potencial é
aplicado.
Atividade
3. A força e a exuberância das cores douradas do amanhecer desempenham um papel fundamental na produção de diversos
signi�cados culturais e cientí�cos. 
Enquanto as atenções se voltam para as cores, um coadjuvante exerce um papel fundamental nesse espetáculo. Trata-se de um
sistema coloidal formado por partículas presentes na atmosfera terrestre, que atuam no fenômeno de espalhamento da luz do
Sol. 
Com base no enunciado e nos conhecimentos acerca de coloides, considere as a�rmativas a seguir. 
I. São uma mistura com partículas que variam de 1 a 1000nm. II. Trata-se de um sistema emulsi�cante.
III. Consistem em um sistema do tipo aerossol sólido.
IV. Formam uma mistura homogênea monodispersa.
Assinale a alternativa CORRETA:
a) II - IV
b) III - IV
c) I - II – III
d) II - III – IV
e) I – II
4. A técnica de eletroforese permite separar fragmentos de proteínas e ácidos nucleicos por tamanho e carga elétrica. Com base
na �gura abaixo, que representa uma corrida de eletroforese de DNA, marque a alternativa CORRETA: 
a) Os fragmentos maiores de DNA migram mais rápido do que os fragmentos menores, devido ao seu alto peso molecular.
b) A utilização do Marcador Molecular é indicada para auxiliar na estimativa da concentração dos fragmentos de DNA que aparecerem no
gel.
c) A coloração é feita por um corante intercalante de DNA que tem afinidade com as ligações fosfodiéster da referida molécula.
d) A migração das amostras ocorre no sentido do polo negativo (–) para o polo positivo (+), devido à carga negativa do fosfato localizado
no nucleotídeo de DNA.
e) Os fragmentos menores de DNA migram mais rápido do que os fragmentos maiores, pois se aderem mais facilmente aos íons do
tampão utilizado na eletroforese.
5. A migração de íons em um campo elétrico é uma das características do fenômeno da eletroforese. Sobre a PAGE (eletroforese
em gel de poliacrilamida), analise as a�rmativas abaixo. 
A eletroforese separa moléculas de acordo com a carga e o tamanho, que migram por um gel (agarose ou acrilamida) por meio de
um potencial elétrico. 
Na eletroforese, a mobilidade das moléculas pequenas é igual à das grandes com a mesma densidade de carga. Sendo de�nida
essa mobilidade por um potencial elétrico que surge, levando as proteínas do polo negativo para o positivo. 
As separações moleculares baseiam-se em efeitos de peneiramento (tamanho e forma) e na mobilidade eletroforética (carga
elétrica). 
O PH no gel deve ser baixo o su�ciente de forma que praticamente todas as proteínas tenham carga líquida negativa e movam-se
em direção ao eletrodo positivo quando a voltagem é aplicada. 
Assinale a alternativa CORRETA:
a) Está correta a afirmativa IV, apenas.
b) Estão corretas as afirmativas I e III, apenas.
c) Estão corretas as afirmativas III e IV, apenas.
d) Estão corretas as afirmativas I, II e III, apenas.
e) Estão corretas as afirmativas I, II e IV, apenas.
Notas
Empírica 1
Baseada na experiência direta e na observação, sem comprovação cientí�ca.
Ga-Sur 2
Cientistas acreditam que a localidade que recebia este nome no passado é atualmente o Iraque.
quem faz o mapa 3
O pro�ssional que elabora as cartas geográ�cas é chamado de “cartógrafo”. Na época dos Descobrimentos era denominado
"cosmógrafo" e considerado muito importante.
Idade Média 4
Período da história da Europa entre os séculos V e XV.
Antiguidade Clássica 5
Período da história da Europa que se estende aproximadamente do século VIII a.C. e vai até a queda do Império Romano do
Ocidente no século V d.C.
Referências
ATKINS, P., PAULA, J., SMITH, D. Físico-química: fundamentos. 6. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2018. 
LEVINE, Ira. Físico-química. Rio de Janeiro: LTC, 2012.
Próxima aula
Pro�ssão professor;
Formação ampla e diversi�cada do pedagogo;
Formação inicial e continuada de professores;
Importância da e�cácia desses processos para o bom desenvolvimento do trabalho docente
Importância da e�cácia desses processos para o bom desenvolvimento do trabalho docente.
Explore mais
Pesquise na internet sites, vídeos e artigos relacionados ao conteúdo visto.
Em caso de dúvidas, converse com seu professor online por meio dos recursos disponíveis no ambiente de aprendizagem.