Aula_2_-_Isolamento_do_pigmento_do_espinafre_pela_tcnica_de_extrao_contnua_s (1)

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Departamento de Química – Q. O. Exp. I – Guia para as aulas 
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Experimento I 
Isolamento do pigmento do espinafre pela técnica de extração contínua 
sólido-líquido 
Introdução 
A técnica de extração sólido-líquido é geralmente usada para extrair produtos sólidos de uma 
fonte natural, por exemplo, de uma planta. Um solvente é escolhido, que seletivamente 
dissolve o composto, ou composto desejados, e o separa do material insolúvel indesejado. Um 
aparato para extração contínua sólido-líquido, chamado extrator Soxhlet, é geralmente 
empregado em laboratórios de pesquisa de produtos naturais (Figura 1). 
 
O sólido a ser extraído é colocado em um ‘cartucho’ feito de papel filtro ou mesmo um tubo de 
vidro aberto e inserido na câmara de extração, indicada na Figura 1. Então, um solvente de 
baixo ponto de ebulição, tal como éter etílico ou acetona, é colocado no balão e é aquecido até 
temperatura de refluxo. Os vapores do solvente sobem pelo braço esquerdo até o 
condensador, onde se liquefaz. As gotas do líquido condensado ainda quente caem sobre o 
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material sólido na câmara, e iniciam um processo de extração dos compostos desejados. 
Quando o solvente dentro da câmara atinge uma determinada altura, o braço direito age como 
um sifão, e o solvente, o qual contém os compostos desejados dissolvidos nele, é arrastado 
para baixo de volta ao balão. Este processo todo, vaporização, condensação, extração, e 
arraste para baixo no sifão é repetido várias vezes, assim concentrando cada vez mais os 
compostos desejados na solução no interior do balão. O produto pode finalmente ser obtido 
pela simples evaporação do solvente, para isso comumente se emprega um evaporador 
rotatório. 
As folhas das plantas contêm certo número de pigmentos que geralmente pertencem a 
uma das duas categorias: clorofilas ou carotenóides. As clorofilas a e b são os pigmentos que 
tornam as plantas verdes. Estes compostos, altamente conjugados, capturam a energia 
luminosa e CO2 para gerar a matéria orgânica de que necessitam num processo conhecido como 
fotossíntese. A clorofila a absorve luz na faixa de comprimentos de onda do violeta, azul e 
vermelho, enquanto reflete a luz verde (Figura 2). Isso é que gera tal cor a este pigmento. A 
adição de clorofila b junto a clorofila a aumenta faixa do espectro de absorção de luz, assim 
em condições de baixa luminosidade plantas produzem mais clorofila b do que a. 
 
Figura 2. Espectros de absorção de luz UV-vis pelas clorofilas a e b. 
 Os carotenóides fazem parte da classe dos terpenos, uma grande classe de compostos 
derivados das plantas. O β-caroteno, o composto responsável pela cor laranja das cenouras, é 
um exemplo de um carotenóide. Quando ingerido, o β–caroteno é clivado para formar duas 
moléculas de vitamina A e constitui a maior fonte desta vitamina na dieta alimentar. A 
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vitamina A, também denominada de retinol, tem um papel muito importante no mecanismo da 
visão. Os pigmentos mais abundantes nas folhas de espinafre são as clorofilas a e b e o β-
caroteno, bem como pequenas quantidades de outros pigmentos como as xantofilas (derivados 
oxidados dos carotenos) e as feofitinas (semelhantes à clorofila por substituição do ion Mg
2+ 
por dois íons H
+
). 
Estes pigmentos possuem elevado número de carbonos em sua estrutura e, portanto, é 
esperado que sejam bastante insolúveis em água. É por isso que as nódoas de ervas são tão 
difíceis de remover com a lavagem. Para assegurar uma extração eficiente, sem utilizar 
grandes volumes de solvente, a técnica mais conveniente a ser empregada é a extração 
contínua sólido-líquido. 
O β-caroteno é um hidrocarboneto não polar enquanto ambas as clorofilas contêm 
ligações C-O e C-N que são polares assim como uma ligação azoto-magnésio (N-Mg) 
considerada quase iônica. Por estas razões, ambas as clorofilas são muito mais polares que o 
β-caroteno. Comparando a estrutura das duas clorofilas, elas diferem apenas num grupo 
funcional: a clorofila a tem um grupo metila (-CH
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) na posição em que a clorofila b tem um 
grupo aldeído (-CHO). Esta diferença torna a clorofila b ligeiramente mais polar que a 
clorofila a. Essa diferença na polaridade será usada para a separação desses pigmentos da 
mistura pela técnica de cromatografia em coluna (Experimento III). 
 
Clorofila a (azul-verde) 
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N
NN
N
O
OO
Mg
MeOOC
H O
 
Clorofila b (verde) 
 
β-caroteno (amarelo) 
Metodologia 
Os pigmentos das folhas de espinafre serão isolados por uso da técnica de extração contínua 
sólido-líquido usando o extrator Soxhlet (Figura 1). Neste experimento o solvente empregado 
será acetona. Monte o sistema cautelosamente seguindo as instruções na Figura 1 e de 
seu instrutor, o equipamento de vidro é especial e caro, deve ser manuseado com cuidado 
e muita atenção. 
Procedimento experimental 
Com uma tesoura cortar em pedaços pequenos cerca de 8 folhas de espinafre. Esmagar bem o 
espinafre utilizando um almofariz. Embrulhar o espinafre esmagado no papel de filtro 
(previamente pesado) e dobrar de modo a ficar bem fechado. Pese a quantidade de espinafre 
no cartucho de papel filtro, anote a massa exata obtida. Colocar o conjunto no interior do 
tubo extrator de Soxhlet. Pesar o balão do extrator e colocar 100 mL de acetona, adaptar o 
tubo do extrator ao balão e o condensador ao tubo. Estabelecer a circulação de água no 
condensador. 
Regular o aquecimento do balão de modo a obter uma taxa de, pelo menos, três gotas 
por segundo de acetona condensada sobre a amostra. 
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Após 3 ciclos de extração, cessar o aquecimento. Levantar um pouco o balão, deixar 
esfriar e separá-lo do tubo extrator. Utilizando o rotaevaporador retirar a acetona e pesar a 
quantidade de pigmento extraído, diminuindo-se do peso original do balão. 
Observar as características do extrato, determinar o rendimento e reservá-lo para a 
prática seguinte. 
Resíduos 
Acetona recuperada, retirar do balão coletor do rotaevaporador e transferir para o 
recipiente rotulado: Líquidos orgânicos não halogenados. 
Papel filtro e folhas de espinafre recuperadas do tubo extrator, após secar, pode ser jogado 
na lixeira do laboratório. 
Questionário 
1) Qual aspecto estrutural é responsável pela forte absorção de luz UV-Vis nos pigmentos 
isolados? 
2) Dê a fórmula molecular e calcule as massas moleculares da clorofila a e b e do β-
caroteno. 
3) Foram isolados de 130 g de um extrato bruto de folhas de couve 2 g de clorofila a, e 1 g 
de β-caroteno. Quantos moles de cada componente foram obtidos? Qual a porcentagem 
em massa de cada um dos componentes isolados? 
4) Como funciona o sifão? 
5) Pesquise sobre outros métodos empregados para o isolamento de produtos naturais de 
plantas em pesquisa e na indústria, faça um resumo sobre cada método e identifique 
suas vantagens e desvantagens. 
PARA LER:VIEGAS JR, Cláudio; BOLZANI, Vanderlan da Silva and BARREIRO, Eliezer J. Os 
produtos naturais e a química medicinal moderna. Quím. Nova [online]. 2006, vol.29, n.2, pp. 326-
337. Link: http://www.scielo.br/scielo.php?pid=S0100-40422006000200025&script=sci_arttext 
Leia também sobre a química das cores :http://www.qmc.ufsc.br/qmcweb/artigos/dye/corantes.html 
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RELATÓRIO do Experimento I – pigmentos do espinafre 
Nome:________________________________________________Turma:_____Data:_____________ 
1. Isolamento 
 
Massa de espinafre usada:______ Nome científico da planta usada:___________________________ 
Solvente usado para extração:_____________ Ponto de ebulição do solvente:________ 
Estrutura química do solvente: 
 
a) Quais aspectosestruturais no solvente que são responsáveis pela solubilização de constituintes 
orgânicos polares e apolares da planta? Indique um solvente que poderia ser empregado para extrair 
apenas o β-caroteno. 
 
 
 
b) Quais as massas moleculares das clorofilas a e b e do β-caroteno? Quais os grupos funcionais 
presentes na clorofila b? (liste todos) 
 
 
 
 
2. Rendimento (mostre os cálculos) 
 
Massa do produto bruto obtido:_____________ Rendimento (%):_______ 
Aspecto físico do material obtido:________________ Cor aparente da mistura:___________________ 
 
 
 
 
 
3. Referências e fontes usadas para saber mais