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Obteno de indicadores de pH coloridosBianca Molina Franciele SimesLeandro Leal

Marcus Vinicius

PRESIDENTE PRUDENTE

04/10-2010Obteno de indicadores de pH coloridosRelatrio apresentado a Professora Ana Maria Pires da disciplina de Qumica Geral Experimental II, do curso noturno de Licenciatura em Qumica.UNESP Faculdade de Cincias e Tecnologia

Presidente Prudente 04/10

SUMRIOINTRODUO4OBJETIVOS8PARTE EXPERIMENTAL8RESULTADOS E DISCUSSO11CONCLUSES16REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS18

INTRODUO

Indicadores so substncias que mudam de cor na presena de ons H+e OH-livres em uma soluo, e justamente por esta propriedade so usados para indicar o pH, ou seja, como o prprio nome j diz, os indicadores indicam se uma soluo cida ou bsica.O uso de indicadores de pH uma prtica bem antiga que foi introduzida no sculo XVII por Robert Boyle.

Boyle preparou um licor de violeta e observou que o extrato desta flor tornava-se vermelho em soluo cida e verde em soluo bsica. Gotejando o licor de violeta sobre um papel branco e, em seguida, algumas gotas de vinagre, observou que o papel tornava-se vermelho. Assim foram obtidos os primeiros indicadores de pH em ambas as formas: soluo e papel.

Durante o sculo XVIII, notou-se que nem todos os indicadores apresentavam as mesmas mudanas de cor. Em 1775, Bergman escreveu que extratos de plantas azuis so mais sensveis aos cidos, ou seja, possuem uma variao gradual de cor, que pode diferenciar cidos fortes de fracos. Por exemplo, cido ntrico torna o extrato vermelho, j o vinagre no. E quando se trabalha com extrato de litmus, esta mudana gradual de cor para cidos de diferentes foras no observada.

Em 1767, Willian Lewis usou, pela primeira vez, extratos de plantas para a determinao do ponto final em titulaes de neutralizao. Antes disso, os extratos obtidos a partir de diversas espcies de plantas s tinham aplicao para a anlise qualitativa de guas minerais mencionadas por Boyle, Iorden e duClos.

Em 1835, Marquat, realizando estudos com diversas espcies vegetais, props o termo antocianinas (do grego: anthos = flores; kianos = azul) para se referir aos pigmentos azuis encontrados em flores.

Somente no incio do sculo XX, Willsttter e Robinson relacionaram as antocianinas como sendo os pigmentos responsveis pela colorao de diversas flores e que seus extratos apresentavam cores que variavam em funo da acidez ou alcalinidade do meio. Foi notado que as antocianinas possuem colorao avermelhada em meio cido, violeta em meio neutro e azul em condies alcalinas. Este estudo explicou as mudanas de cores de extratos vegetais observadas por Boyle.

CORANTES DE ANTOCIANINA

Antocianina um grande grupo de pigmentos hidrossolvel responsveis pela colorao dos morangos, framboesa, uvas, batata roxa, repolho roxo, etc. Os corantes de antocianina so fabricados normalmente a partir de cascas de uva, cujo pigmento a antocianina. Devido solubilidade e mudana de cor em funo do pH, este corante possui uso restrito a produtos que normalmente so fabricados a partir de frutas que contm: sorvetes de uva, gelias, vinhos compostos etc.Antocianinas so compostos derivados das antocianidinas, cuja estrutura genrica ilustrada abaixo o ction flavlico. Nas antocianinas, uma ou mais hidroxilas das posies 3, 5 e 7 esto ligadas a acares, aos quais podem estar ligados cidos fenlicos. Os diferentes grupos R e R' e acares ligados nas posies 3, 5 e 7, assim como os cidos a eles ligados, caracterizam os diferentes tipos de antocianinas, sendo que as mais comuns so apresentadas a seguir.

As diferentes cores exibidas pelos vegetais que contm antocianinas dependem da influncia de diversos fatores, como a presena de outros pigmentos, a presena de quelatos com ctions metlicos e o pH do fludo da clula vegetal.

A propriedade das antocianinas apresentarem cores diferentes, dependendo do pH do meio em que elas se encontram, faz com que estes pigmentos possam ser utilizados como indicadores naturais de pH. As mudanas estruturais que ocorrem com a variao do pH e so responsveis pelo aparecimento das espcies com coloraes diferentes, incluindo o amarelo em meio fortemente alcalino, podem ser explicadas pelo esquema das principais transformaes ilustradas a baixo.

Observaes

Comportamento da antocianina do repolho roxo:

CORANTE DE BETERRABA

Da beterraba roxa extrai-se um corante de cor vermelho intenso, cujo principal pigmento a betaina ou batalina. Dos corantes naturais, a beterraba a mais instvel com relao ao pH, luz, calor e oxidao. Por isso, pouco usado como corante para alimentos. Este corante usado no preparo de sorvetes, doces e na indstria de laticnios, confeitos e congelados.

CORANTE DE CLOROFILA

Clorofila o mais abundante pigmento vegetal encontrado na natureza. Existe em todas as plantas verdes e em muitas algas. A clorofila a responsvel pela fotossntese das plantas. O pigmento natural tem sua molcula de magnsio substituda por cobre para ficar mais estvel luz e ao calor, recebendo o nome de feofitina de cobre, pigmento este solvel em leo. Aps a saponificao tem-se a clorifilina de sdio e cobre que solvel em gua. As aplicaes mais comuns do corante de clorofila so em sorvetes, massas de vegetais, sobremesas e tambm na indstria farmacutica e da higiene pessoal.AntocianidinaR1R2R3R4R5R6R7Colorao

Aurantinidina-H-OH-H-OH-OH-OH-OH

Cianidina-OH-OH-H-OH-OH-H-OHVermelho

Delfinidina-OH-OH-OH-OH-OH-H-OH

Europinidina-OCH3-OH-OH-OH-OCH3-H-OH

Luteolinidina-OH-OH-H-H-OH-H-OH

Pelargonidina-H-OH-H-OH-OH-H-OHVermelho-Alaranjado

Malvidina-OCH3-OH-OCH3-OH-OH-H-OHVioleta

Peonidina-OCH3-OH-H-OH-OH-H-OHPrpura

Petunidina-OH-OH-OCH3-OH-OH-H-OHVioleta

Rosinidina-OCH3-OH-H-OH-OH-H-OCH3

OBJETIVOVerificar o comportamento de pigmentos extrados de extratos vegetais como repolho roxo, beterraba e flor rosa, com a variao de pH.PARTE EXPERIMENTAL

Materiais e Mtodos- Almofariz e pistilo

- Bureta

- Conta gotas

- Suporte universal

- Proveta

- Funil

- Garra

- Papel de filtro

- Tubos de ensaio

- Beterraba

- Repolho roxo

- Ptalas de flores coloridas

- lcool

- Soluo de HCl 0,1 mol/l

- Soluo de NaOH 0,1 mol/l

- Soluo de NaCl 0,1mol/l

- Soluo de NH4Cl 0,1 mol/l

- Soluo de acetato de sdio 0,1mol/l

- Soluo de cloreto frrico 0,01mol/l

- Soluo de sulfato de cobre 0,01mol/l

- Soluo de nitrato de prata 0,01mol/l

Procedimento Experimental

Parte I Extrao

(Triturao)

5mL de gua; 5mL de lcool

(Filtrao)

Retire uma alquota de 0,5mL (para cada bquer)

Parte II Influncia do pH.

2 gotas de HCl 0,1M

5 gotas de NaOH 0,1M

5 gotas de HCl 0,1M

5 gotas de NH4Cl 0,1

Observe a cor

5 gotas de acetato de sdio 0,1M

2 gotas de NaOH 0,1M

5 gotas de NaOH 0,1M Parte II Influncia de Metais.

Tubo de ensaio

1mL de extrato

hidroalcolico

10 gotas de cloreto frrico 0,01M

Observe a cor

Tubo de ensaio

1mL de extrato

hidroalcolico

10 gotas de cloreto frrico 0,01M

Observe a cor

10 gotas de sulfato de cobre

Observe a cor

10 gotas de nitrato de prata

Observe a cor

Parte IV Reversibilidade.

Tubo de ensaio

1mL de extrato

hidroalcolico

gota a gota de NaOH 0,1M

colorao constante

gota a gota de HCl 0,1 M

colorao constante RESULTADOS E DISCUSSO

Parte I - Influncia do pH

A Tabela 1 apresenta as mudanas observadas no extrato do repolho roxo de cor inicial roxa.Tabela 1 Repolho RoxoTuboReagenteCor observada

12 gotas HCL 0,1 MRosa escuro

25 gotas HCL 0,1 MRosa

3-----------------------Roxo claro

42 gotas NaOH 0,1 MVerde Escuro

55 gotas NaOH 0,1 MVerde claro

65 gotas NaCl 0,1 MRoxo

75 gotas NH4CL 0,1 MRoxo

85 gotas NaCOOH 0,1 MRoxo

Sabendo que a antocianina contida no extrato de repolho roxo reflete o roxo indicando uma soluo neutra, que pode ser observada no tubo 3, ou quando misturadas s solues acidas com as bsicas, tendo uma soluo neutra roxa. Quando adicionou o cido clordrico, aumentou a concentrao de ons H+, que reage com a antocianina, se transformando em um ction, para estabelecer um equilbrio. Com essa mudana na estrutura, passa a refletir a faixa entre vermelho e laranja, mas que no tubo 1 e 2 apresentaram colorao rosa , devido as diferentes concentraes, mas nos dois tubos a mudana de colorao indicou soluo cida.

Nos tubos 4 e 5 foram adicionadas diferentes quantidades de base, aumentando a concentrao de ons OH-, que modificando a estrutura para um anion, restabelece o equilbrio, essa nova estrutura da antocianina passa refletir entre a faixa do azul e do verde, indicando uma solua bsica.

Podemos observar que o repolho roxo possui uma grande faixa de pH devido a grande variedade de cores apresentadas, seu ponto de equivalncia relativamente baixo.J quando adicionado um sal proveniente de um cido forte e uma base forte so neutros, no modificando a cor refletida pelo extrato de repolho roxo. Quando adiciona-se um sal proveniente de uma base fraca, sofrendo hidrolise e liberando H+, (o que o caso do tubo 7), mesmo assim a colorao da antocianina no muda, mas quando adicionamos sal provenientes de cido fraco, sofrendo hidrolise e liberando OH- para soluo, a antocianina modifica sua estrutura e passa a refletir o azul, indicando que a soluo est em meio bsico, por isso o extrato do repolho roxo um timo indicador de solues bsica, at mesmo se for adicionado um sal.

A Tabela 2 apresenta as mudanas observadas no extrato da beterraba de cor inicial vermelho.Tabela 2 Beterraba

TuboReagenteCor observada

12 gotas HCL 0,1 MVermelho escuro

25 gotas HCL 0,1 MVermelho escuro

3-----------------------Vermelho

42 gotas NaOH 0,1 MMarrom

55 gotas NaOH 0,1 MMarrom

65 gotas NaCl 0,1 MVermelho escuro

75 gotas NH4CL 0,1 MVermelho escuro

85 gotas NaCOOH 0,1 MVermelho escuro

Sabendo pela literatura que antocianina reflete vermelho indicando cido, percebemos que a beterraba j contm esse tipo de reflexo na sua estrutura original e mesmo adicionando mais cido ou um pouco de base no modifica sua colorao, para que a beterraba alcance a neutralizao e depois passe para base, seu ponto de equivalncia deve ser bem alto, modificando seu pH somente em grande quantidade de base adicionada.Com a adio de sais, no importando sua origem, a antocianina presente no extrato da beterraba, por conter um ponto de equivalncia relativamente alta, e por trabalhar na faixa de luz do vermelho, no apresentou qualquer mudana.

A Tabela 3 apresenta as mudanas observadas no extrato da flor rosa de cor inicial vermelho.

Tabela 3 Flor PrimaveraTuboReagenteCor observada

12 gotas HCL 0,1 MRosa escuro

25 gotas HCL 0,1 MRoxo

3-----------------------Rosa escuro

42 gotas NaOH 0,1 MVerde Musgo

55 gotas NaOH 0,1 MVerde Musgo

65 gotas NaCl 0,1 MRosa

75 gotas NH4CL 0,1 MRosa

85 gotas NaCOOH 0,1 MRosa

Na antocianina presente na flor primavera, no importando a quantidade de H+ adicionado fica roxo, e quando adicionada OH- fica verde, A estrutura dessa antocianina s reflete roxo quando est em meio cido, e s reflete verde em meio bsico, no fugindo dessa faixa de luz. A cor rosa indica pH neutro, pois quando misturados as solues obtidas no tubo 1, 2, 4 e 5 a colorao volta para a do tubo 3.Igualmente a beterraba, a antocianina presente no extrato da flor rosa, no apresentou qualquer mudana na adio de sais

Parte II - Influncia de MetaisA Tabela 7 apresenta os dados obtidos para o repolho roxo, beterraba e da flor rosa, em relao adio de metais de transio em diferentes valncias.

Tabela 7 Influncia dos metais de transio no pHTuboReagentesRepolhoFlor rosaBeterraba

110 gotas FeCL2PretoRoxo EscuroVermelho Escuro

210 gotas CuSO4Roxo ClaroRosaVermelho Escuro

310 gotas Ag(NO3)Roxo ClaroRosaVermelho

Pela literatura os metais de transio sofrem complexos com as hidroxilas, aumentando a concentrao de ons H+, que deixaria a soluo com carter cido, e que no caso das antocianinas deveriam ficar com a tonalidade vermelha, mas nesse experimento devido a grande quantidade de gua destilada adicionada para a diluio das solues dos ons metlicos, ocasionou erros na percepo visual, a nica colorao apresentada caracterstico do on Fe+3.

Parte III - Efeito da reversibilidade

ExtratoCor inicialHCl 0,1MCor 1NaOH 0,1 MCor 2

RepolhoRoxo10 gotasRoxoGota a gotaVerde

Beterrabavermelho10 gotasVermelho EscuroGota a gotaMarrom

Flor rosaRosa10 gotasRoxoGota a gotaverde musgo

Observa-se que quando adicionado um cido, a soluo muda de colorao (cor 1) indicando soluo cida, para que deixe de ser cida e passe a ser bsica necessita de uma certa quantidade de base, variando de extrato para extrato, obtendo a cor 2. Para que volte essa cor 2 volte a ter a mesma cor 1 necessrio adicionar cido, aproximadamente na mesma quantidade de base adicionada anteriormente, comprovando a reversibilidade. CONCLUSES

Para as antocianinas, normalmente, quando apresenta a colorao Rosa indica cido, e Verde indica bsico. Essa mudana de colorao influenciada pelo aumento ou diminuio de pH. A adio de H+ ou OH-, modifica a sua estrutura formando complexos positivos (ctions) que determina a colorao do cido, e os complexos negativos (nions) que determinam a colorao da base, pois as antocianinas trabalham na parte do espectro visvel. O repolho roxo apresenta uma ampla faixa de cores em diferentes pH, devido ao seu ponto de equivalncia ser relativamente baixa, pois seu intervalo de pH varia de 1 at aproximadamente 12, j o ponto de equivalncia da beterraba muito alto, no mostrando muitas variaes com pequenas variaes de pH, a flor primavera mostra uma pequena mudana na faixa de cores que no saem do Rosa e do verde, indicam apenas se cido ou base, no conseguem distingui forte de moderado. Com metais de transio formam complexos comas hidroxilas presentes na soluo diminuindo a concentrao de OH- e aumentando a concentrao de H+ deixando a soluo com caracterstica cida, mas que neste experimento no houve muita preciso. Quando adicionado um cido na soluo de antocianina e logo aps adicionado base, ocorre a mudana de cor, mas que para voltar a ser cido, a nova quantidade de cido que deve ser adicionada deve ser proporcional a quantidade de base adicionada, mostrando a capacidade de reversibilidade dessas estruturas. As mudanas na estrutura das antocianinas so necessrias para estabelecer o equilbrio na soluo.

Alem disso podemos concluir que a diferena entre o repolho roxo, a beterraba e a flor primavera est relacionadas com as estruturas das antocianinas presentes nos respectivos extratos, pois diferentes estruturas refletem diferentes cores.QUESTES DO ROTEIRO

1. Usados nas industrias de alimentos:a) Clorofila, originada de vegetais folhudos e de algumas frutas, possui colorao verde, aplicada em sorvetes, sucos,massa com vegetais, iogurtes, biscoitos, etc..

b) Urucum, originado do urucuzeiro, possui colorao amarelo-alaranjado, empregado para colorir manteigas, margarinas e queijos tambm aplicados em bebidas, panificao, rao para animais, etc...

c) Carmim, originado do fruto da pprica encontrado na Amrica Latina, possui colorao vermelha ou amarela, aplicado em sorvetes, bebidas, iogurtes, cerejas em calda, bolos, etc.. Usados nas industrias farmacuticas:a) Riboflavina, colorao amarelo claro (vitamina B2)

b) Carvo vegetal medicinal, colorao preta

c) Dixido de titnio, colorao branca 2. Para os pH cidos apresentou-se Rosa, ou seja todas as outras cores( comprimento de onda) so absorvidas e apenas o Rosa refletido, e no caso da base que reflete o Verde, absorve todos os outros comprimento de onda.3. Uma soluo de clorofila apresenta-se verde o que indica que esse pigmento consegue absorver todos os outros comprimentos de onda, refletindo apenas o verde, ou seja, no absorve o verde. A hemoglobina possui colorao vermelha, indicando que esse pigmento absorve todos os outros comprimentos de onda, refletindo apenas a faixa do vermelho, ou seja, no absorve o Vermelho.

4. As formas estruturais das molculas possuem comprimentos de onda que so absorvidos e outros que so refletidos, esses comprimentos de onda constituem o espectro eletromagntico, que no caso das antocianinas a parte do espectro visvel, que varia do vermelho ao roxo (cores do arco-res), com a mudana de pH h uma mudana na estrutura e nas ligaes das antocianinas, modificando a parte do espectro absorvida, por isso ocorre uma mudana na cor refletida.

REFERNCIAS BIBLIOGRFICASLivros

MORITA, Tokio e ASSUMPO, Rosely Maria Viegas Qumica Manual de solues, reagentes e solventes. 2 ed. So Paulo: Ed. Blucher ltda, 1972.RUSSELL, J. B. Qumica Geral. 2 ed. So Paulo: Pearson Education do Brasil, 1994. p. 742, 743, 745 e 755.MAHAN, Bruce M. e MYERS, Rollie J. Qumica Um Curso Universitrio, 4 ed. So Paulo: Ed. Edgard Blucher ltda, 2002.Sites

1. http://pt.wikipedia.org/wiki/Antocianina2. http://www.cq.ufam.edu.br/cd_24_05/teoria_fazendo_indicador.htmSuco de beterraba

Suco de repolho roxo

Suco de ptalas de flores

colorida

Outros materiais biolgicos

em meio alcolico

Resduo

Filtrado

Tubo 1

Tubo 2

Tubo 3

Tubo 4

Tubo 5

Tubo 1

Tubo 3

Tubo 4

Tubo 5

Tubo 2