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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS INSTITUTO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS Curso: Biomedicina Disciplina: Biofísica RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA: ESPECTROFOTOMETRIA Goiânia, 2019. 1. Introdução O conceito de Lowry acerca de acidez e basicidade é o mais apropriado para o estudo de ph e tampões em soluções de sistemas biológicos, ele afirma - o ácido é uma substância que libera prótons e a base uma substância que se liga aos prótons, resumidamente, ácidos doam elétrons e bases recebem. Ademais, os ácidos são classificados entre fortes (dissociam totalmente em uma solução) e fracos (dissociam parcialmente em uma solução). Dessa forma, ph é a concentração de prótons livres dentro do sistema, ele é calculado com a equação ph= -log [H+] e caso ocorra uma modificação no seu valor as estruturas das moléculas presentes nas soluções sofrem alterações significativas para a sua funcionalidade. Assim, há algumas classificações importantes como: a escala de ph (ph+pOH=14), solução ácida (ph menor de 7), solução básica (ph maior de 7) e solução neutra (ph=7). Desse modo, dentro dos organismos é extremamente necessário manter o ph ideal para a manutenção do funcionamento dos sistemas, por isso, todas as soluções biológicas são tamponadas. O Sistema Tampão é responsável por diminuir a variação do ph nas soluções, ele é composto por um componente ácido – absorve a base excedente – e a base conjugada – absorve o ácido excedente. Então, para o tampão ser útil é preciso que 50% da acidez e da basicidade seja absorvida. 2. Objetivos São objetivos desse experimento constituir uma escala padrão de ph de acordo com o indicador universal e observar as alterações de ph em soluções com e sem tampão nas condições de adição de ácidos e bases. 3. Metodologia 3.1 Materiais 1) Solução de azul de bromofenol (0,01 mg/mL) 2) Água destilada 3) Tubos de ensaio 4) Espectrofotômetro 5) Papel milimetrado 6) Pipetas automáticas 7) Cubetas 3.2 Métodos 3.2.1. Determinação do pico de absorbância: Foram pipetadas 1 ml de água destilada e 1 ml de azul de bromofenol em duas cubetas. E então, foram levadas para o espectrofotômetro onde as cubetas são colocadas e o equipamento é calibrado - zerado. Depois, foram calculados os espectros de absorção de acordo com os seguintes comprimentos de onda: 415, 445, 460, 490, 520, 535, 550, 580, 610, 640. E após isso, foi determinado o pico de absorbância – o comprimento de onda em que ocorreu o maior espectro de absorção. 3.2.2. Cálculo em diferentes concentrações: Primeiramente, foram usados sete tubos – B, 1, 2,3,4,5 e Tubo X – e em cada um foram pipetadas diferentes quantidades de água destilada e solução de azul de bromofenol. No tubo B (5 ml de água), tubo 1 (1ml ABF e 4ml de água), tubo 2 (2ml de ABF e 3ml de água), tubo 3 (3ml de ABF e 2ml de água), tubo 4 (4ml de ABF e 1ml de água), tubo 5 (5ml de ABF) e no tubo X a docente colocou as quantidades das soluções para os discentes descobrirem. Logo depois, todas as soluções dos tubos foram transferidas para cubetas (1ml em cada) e foram calculados os espectros de absorção de cada concentração no espectrofotômetro. Dessa forma, com o valor do espectro de absorção foi possível o cálculo das concentrações das soluções de cada tubo, com a equação: Vi x Ci = Vf x Cf 4. Resultados e discussão Ao adicionar-se o indicador universal aos tubos contendo água destilada e soluções de pH de 4 a 10 respectivos aos tubos 1 ao 7, criou-se uma escala padrão de pH. Isso aconteceu, pois em meio a soluções ácido/base o indicador revela diferentes padrões de cor de acordo com a tabela a seguir: Tabela 1. Indicador universal Assim como observado na foto: Intervalo de pH Descrição Cor 0 – 2 Ácido forte Vermelho 1 – 4,8 Ácido Laranja 4,8 – 7 Ácido fraco Amarelo 7 Neutro Esverdeado 7 – 7,5 Base fraca Verde 7,5 – 11 Base Azul 11 – 14 Base forte Lilás Fotografia 1: Escala padrão de pH Portanto, observa-se que o experimento teve êxito e seguiu o padrão observado pela Tabela 1. Revelando os seguintes resultados: Tabela 2. Resultados da determinação do pH pelo método colorimétrico Já na segunda parte do experimento, avaliou-se a variação do pH de soluções de água destilada (não tamponada) e de soluções-tampão na presença de base e ácido. Os resultados obtidos são exemplificados nos quadros a seguir: 1) Pela adição de base: 2) Pela adição de ácido: Dessa forma, observa-se que em ambos os tubos que possuíam solução-tampão não houve alteração no resultado, independentemente de serem adicionados um ácido ou uma base. Justamente Tubo 2. Tampão pH: 7 + 1 gota de NaOH: pH 7 + ar expirado por 1 min: pH 7 Tubo 1. Água destilada pH: 5,5 + 1 gota de NaOH: pH 10 + ar expirado por 15 seg: pH 5,5 Tubo 4. Tampão pH: 7 + 2 gotas de HCl 0,1 mol/L: pH 7 Tubo 3. Água destilada pH: 5,5 + 2 gotas de HCl 0,1 mol/L: pH 4 Tubo 1 Tampão pH 4 Salmão Tubo 2 Tampão pH 5 Laranja Tubo 3 Tampão pH 6 Amarelo Tubo 4 Tampão pH 7 Verde Tubo 5 Tampão pH 8 Azul Tubo 6 Tampão pH 9 Anil Tubo 7 Tampão pH 10 Roxo pelo objetivo do uso de um tampão ser o de equilibrar os valores de pH, as concentrações de ácido e base na solução se mantiveram equivalentes, ou seja, neutras (pH 7). Em relação a água destilada, revelou-se que com a adição de hidróxido de sódio (tubo 1) a solução tornou-se alcalina, pois este constitui uma base forte. Já a adição de ácido clorídrico (tubo 3) tornou a solução ácida, pois este constitui um ácido que se ioniza completamente em solução aquosa. Ao soprar ar expirado, aumentou-se a concentração de gás carbônico, obedecendo a equação a seguir: CO2 + H2O ↔ H2CO3 ↔ H+ + HCO3- De acordo com o princípio de Le Chantelier, o deslocamento químico de uma reação sempre irá ocorrer no sentido de anular uma perturbação. Assim, com o aumento da concentração de gás carbônico, a equação tende para a direita aumentando a produção de H+ e consequentemente tornando a solução mais ácida e equilibrando-a novamente. Justificando, com isso, o valor de 5,5 encontrado originalmente na solução de água destilada. Fotografia 2. Comparação do tubo 1 da primeira parte do experimento com o tubo 1 da 2a parte do experimento Finalmente, a fotografia 2 evidencia que a semelhança na comparação das cores valida o valor de pH encontrado na segunda parte do experimento. 5. Bibliografia HEINEIM, Filipe. PH e Tampões. HEINEIM, Filipe. Biofísica básica. Ed. Atheneu, 2008. P. 139-140. OLIVEIRA, Jarbas Rodrigues De; WATCHER, Paulo Harald ...[et al.]. Biofísica: Para ciências biomédicas. 4 ed. Porto Alegre: EDIPUCRS, 2016. 270-274 p.