Conceitos de Ácido e Base - Aula Prática

A experiência aqui descrita ilustra uma das atividades de um químico: a obtenção de uma substância existente na madeira que provém do caule do ipê. A madeira é um material complexo que contém uma quantidade enorme de substâncias (celulose, lignina, água, sais minerais etc.). Além destas, as plantas produzem outras substâncias que são características de cada espécie. Essas substâncias em geral apresentam qualidades medicinais e muitas vezes estão presentes nos chás usados pela população; vale também destacar que alguns materiais extraídos de plantas (corantes, óleos, látex, essências de perfumes) possuem alto valor comercial. Como os químicos procedem para obter essas substâncias a partir de plantas? Um exemplo disso é o que veremos
a seguir.

Lapachol

O experimento envolve a extração ácido-base do produto natural lapachol (1) de serragem de madeira do ipê, planta pertencente à família das bignoniáceas (Tabela 1).

O lapachol (1), cujo nome IUPAC é 2-hidroxi-3-(3-metil-butenil)-nafto-1,4-diona, é uma substância amarela da classe das naftoquinonas e é conhecido desde 1858. Supõe-se que essa substância seja a responsável pela resistência apresentada pelo ipê a cupins.Ela é tão abundante na madeira dos ipês que pelo simples corte já é possível observá-la, na superfície cortada. Sua principal atividade biológica está relacionada a ação antineoplásica contra tumores cancerígenos sólidos. No passado, essa substância foi comercializada pelo Laboratório Farmacêutico de Pernambuco para o tratamento do câncer. Possui também grande atividade antibacteriana, agindo contra bactérias do gênero Brucella (brucelose) e protozoários do gênero Plasmodium (malária).

Solução Tampão - Aula Prática

Neste experimento são utilizados extrato de repolho roxo e comprimido efervescente para se chegar ao conceito de solução tampão.

Solução Tampão - Aula Teórica

Soluções tampão são as soluções que resistem a variações de pH, quando a elas são adicionados ácidos ou bases. Tais soluções são amplamente empregadas em análise química e até mesmo em escala industrial, quando as variações de pH alteram os resultados desejados. Também em nosso organismo elas estão presentes, mantendo o pH do estômago próximo a 2, o do sangue próximo a 7,4, o da urina ao mínimo de 4,5. Por isso, é também importante que certos medicamentos sejam ‘tamponados’, para que não percam ou não mudem seus efeitos em diferentes condições de pH.

O pH do suco gástrico situa-se normalmente na faixa de 1,0 a 3,0. É comum, entretanto, esse suco tornar-se mais ácido que o normal, causando a chamada azia e prejudicando a digestão. Quando isso
acontece, faz-se uso de comprimidos antiácidos, que têm como função elevar o pH até a faixa da normalidade. Por que não se pode usar bases como a soda cáustica (NaOH) para elevar o pH do estômago? Que diferença há entre as propriedades de um comprimido efervescente e as propriedades da soda cáustica? Estas questões serão investigadas no experimento.

Referências:
Química Nova na Escola
http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc01/exper2.pdf

Bafômetro

Nos dias de hoje com a "Lei Seca", as pessoas estão temerosas com a fiscalização e o combate contra a ingestão de bebida alcoólica e a direção. Esta aula descreve a construção de um modelo simples de bafômetro, que pode ser utilizado para determinar qualitativamente os teores relativos de álcool em algumas bebidas alcoólicas.
O bafômetro é um dispositivo preventivo que detecta motoristas alcoolizados, medindo a quantidade de álcool no sangue mediante teste do ar exalado e sua respiração.

Materiais

• 4 balões de aniversário de cores diferentes;
• 4 pedaços de tubo plástico transparente (diâmetro externo de aproximadamente 1 cm ou 3/8 de polegada) de 10 cm de comprimento;
• 2 tabletes de giz escolar;
• 4 rolhas para tampar os tubos;
• algodão;
• solução ácida de dicromato de potássio preparada da seguinte maneira: a 40 mL de água adicione lentamente 10 mL de ácido sulfúrico comercial concentrado e 1 g de dicromato de potássio.

Agite o sistema até que a solução fique homogênea. Atenção! Como o ácido sulfúrico concentrado é ao mesmo tempo um ácido forte e um poderoso agente desidratante, ele deve ser manuseado com muito cuidado. A diluição do ácido sulfúrico concentrado é um processo altamente exotérmico e libera calor suficiente para causar queimaduras. Ao preparar soluções diluídas a partir do ácido concentrado, sempre adicione o ácido à água lentamente e agitando continuamente a solução.


Procedimento

Quebre o giz em pedaços pequenos (evite que o pó de giz se misture aos fragmentos). Coloque os fragmentos de giz em um recipiente e a seguir molhe-os com a solução de dicromato, de maneira que eles fiquem úmidos, mas não encharcados. Com o auxílio de um palito, misture os fragmentos de giz colorido pela solução de forma que o material fique com uma cor homogênea. Esse material (giz + solução de dicromato) não pode ser armazenado; deve ser usado imediatamente após preparado.

Coloque um chumaço pequeno de algodão em cada um dos quatro tubos (Fig. 1) e depois coloque as rolhas do lado em que se coloca o chumaço de algodão. A seguir, coloque mais ou menos a mesma quantidade de fragmentos de giz nos quatro tubos. Então, coloque 0,5 mL (cerca de 10 gotas) de aguardente no balão nº 2, 0,5 mL de vinho no balão nº 3, 0,5 mL de cerveja no balão nº 4; no balão nº 1 não coloque nada, pois ele é o controle do experimento. Encha os quatro balões com mais ou menos as mesmas quantidades de ar (quem encher os balões não deve ter consumido bebidas alcoólicas recentemente) e, depois, coloque os balões nos tubos previamente preparados, como mostra a Fig. 1. Começando pelo balão nº 1, solte o ar vagarosamente, desapertando a rolha. Proceda da mesma forma com os balões restantes. Espere o ar escoar dos balões e compare a alteração da cor nos quatro tubos. A seguir, ordene os tubos 2 a 4 em função da intensidade de mudança de cor (alaranjado para azulado).

Resultado

A Fig. 2 mostra a montagem do modelo demonstrativo do bafômetro. Ao se retirar a rolha, o ar flui através do giz embebido com a solução de dicromato. O vapor de álcool contido no ar reage com o dicromato de potássio, provocando uma mudança de cor no giz, conforme pode ser visto na Fig. 3. A intesindade da mudança na cor é proporcional ao teor de álcool no ar exalado dos balões.

Discussão

Neste experimento, embora não seja possível determinar a quantidade absoluta de álcool presente nas amostras, é possível ao menos colocá-las em uma seqüência crescente de teor alcoólico. O bafêmetro oficial, bem mais sofisticado, indica com maior precisão a quantidade de álcool no sangue, pois correlaciona a quantidade de álcool presente no ar exalado dos pulmões com o álcool contido no sangue da pessoa analisada. Observe que, neste experimento, o balão faz o papel do pulmão e o ar de dentro do balão, ao se equilibrar com o álcool contido na amostra, faz o papel do ar expelido pelos pulmões.

Referências:
Química Nova na Escola

A Qualidade da Água que Bebemos - Aula Prática

Objetivo

Comparar a composição química da água tratada pela Estações de Tratamento de Água (ETA) que chega ao abastecimento público, com as águas minerias que são comercializadas.

Material

• Rótulos de garrafas (ou galões) de água mineral.

Métodos

Elaborar uma planilha tendo como referência de qualidade a água da torneira e comparar quais as marcas de água mineral que estaria dentro do padrão de qualidade. Vide abaixo modelo da tabela.

Discussão

Ao verificarmos as amostras do exemplo dado acima nos deparamos com a seguinte situação:

Com relação ao pH, considerando que o índice ideal deverá ser entre 6-7 as amostras que apresentaram o melhor índice foram: 4, 6, 7, 8, 10 e 14.

Quanto a quantidade de radioatividade analisada as amostras aprovadas foram: 6,9,13 e 14, uma vez que á água não pode ter índice de radioatividade principalmente para pessoas portadoras de câncer.

A baixa quantidade de Bicarbonato não é um bom fator, usando como parâmetro a água de abastecimento público, a quantidade de bicarbonato ideal é acima de 100ppm, a amostra com o melhor índice é a 6.

Os carbonetos foram omitidos em todas as amostras.

A quantidade de NaCl também foram analisadas tendo como parâmetro o valos de até 8,5mg/l. Neste caso as amostras aprovadas foram 7,8 e 14.

Com relação a quantidade de Flúor o ideal deverá estar próximo de 1mg, a única amostra aprovada foi a 6.

Com base nesta discussão, verificamos que a amostra que melhor chega ao parâmetro de qualidade ideal e/ou semelhante a fornecida pelo abastecimento público é a amostra 6. Crystal (yguaba), salientando que o consumo da mesma não é ideal para pessoas hipertensas e com insuficiência renal.

Referências:
Fundamentos da Biologia Moderna – Amabis e Martho – Editora Moderna
Sabesp - http://sabesp.com.br

A Qualidade da Água que Bebemos - Aula Teórica

Os seres vivos geralmente são constituídos por grande quantidade de água. Por exemplo, mais de 70% do peso de uma pessoa se deve a essa substância. Algumas partes do corpo são menos aquosas que outras: enquanto os ossos tem apenas 30% de seu peso devido á água, os músculos tem 85%.

A água é de fundamental importância para os seres vivos. Praticamente todas as reações químicas vitais precisam de meio aquoso para ocorrer. Além disso, a água participa diretamente, como reagente, em diversas reações químicas dos seres vivos.

A água doce utilizada pelo homem vem das represas, rios, lagos, açudes, reservas subterrâneas e em certos casos do mar (após um processo chamado dessalinização). A água para o consumo é armazenada em reservatórios de distribuição e depois enviada para grandes tanques e caixas d'água de casas e edifícios. Após o uso, a água segue pela rede de captação de esgotos. Antes de voltar à natureza, ela deve ser novamente tratada, para evitar a contaminação de rios e reservatórios (vide modelo abaixo).

As pessoas diariamente consomem água mineral de garrafa ou galões, com o intuito de beber uma água de melhor qualidade, mas o que estas pessoas não sabem é que que existe no País uma legislação específica de envasamento, comercialização e distribuição, e controle de qualidade analisando alguns dados químicos, e que nem todas as empresas e distribuidoras respeitam a lei.

Referências:
Fundamentos da Biologia Moderna – Amabis e Martho – Editora Moderna
Sabesp - http://www.sabesp.com.br

Atividade Proteolítica de Enzimas Presentes em Frutas

As proteínas são polímeros que compreendem uma seqüência de dezenas ou centenas de resíduos de aminoácidos (monômeros) ligados por meio de ligações peptídicas. Dentre as diferentes funções das proteínas no organismo, destaca-se a sua atividade como enzimas ou catalisadores biológicos.
As enzimas proteolíticas são encontradas tanto em animais como em vegetais.
A gelatina que servirá como modelo protéico de substrato nesse experimento, é um produto comercial do colágeno que é uma proteína presente em tecidos conjuntivos.

Objetivos:

Esse experimento tem como objetivo explicar através identificação da presença de enzimas poteoliticas em diversos frutos, usando como substrato protéico a gelatina.

Material:

- Abacaxi
- Mamão
- Morango
- Amaciante de carne
- Peneira
- Liquidificador (ou mixer)
- Microondas
- Geladeira

- Gelatina sem sabor
- Tubos de ensaio
- Pipetas volumétricas
- Espátulas
- Faca
- Bastão de vidro
- Béquer (500ml)
- Canudos plásticos
- Canetas (utilizadas para transparências para retro-projetor)

Procedimentos:

Preparar suco das frutas (peneirar e reservar).

Despejar a gelatina em pó em 200ml de água fria e colocar a solução no forno de microondas por 30s.

Preparar um controle negativo e positivo com os tubos de ensaio. O controle negativo, produzido com gelatina e água (funciona como padrão de não-ocorrência e proteólise). O controle positivo será feito com amaciante de carne que contém a enzima proteolítica papaína de hidrolise, a gelatina (funciona como padrão de ocorrência de proteólise).

A ocorrência ou não de proteólise será avaliada por meio de gelificação, observada indiretamente mediante a viscosidade do meio, que será monitorada pela introdução de canudos plásticos nos tubos de ensaio.

Referências:
Química Nova na Escola - http://qnesc.sbq.org.br/online/
Wikipédia - http://pt.wikipedia.org/wiki/Enzima

Cromatografia em Papel

Esta técnica é assim chamada porque utiliza para a separação e identificação das substâncias ou componentes da mistura a migração diferencial sobre a superfície de um papel de filtro de qualidade especial (fase estacionária). A fase móvel pode ser um solvente puro ou uma mistura de solventes.

Investigando Tintas de Canetas Utilizando Cromatografia em Papel

Essa aula tem como objetivo investigar tintas de canetas utilizando cromatografia em papelOs materiais que os alunos deverão providenciar são os seguintes:- canetas esferográficas e hidrográficas de cores e marcas diferentes;- álcool etílico anidro- béquer de 250ml.

Objetivos:

Esse experimento tem como objetivo explicar através da cromatografia em papel, porque as tintas de canetas esferográficas de mesma cor e de diferentes marcas , diferem quanto a sua constituição.

Procedimentos:

Deverá ser feito um traço com caneta no papel-filtro e que a mesma fique acima do nível do solvente no béquer. A subida do líquido no papel deve ser observada até que seja atingida essa altura, o papel deverá ser retirado e exposto ao ar pra secagem. Devem ser observados os seguintes aspectos:

- tintas de cores diferentes de canetas de mesmo tipo (esferográficas ou hidrográficas) e mesma marca, devem ser submetidas a cada solvente (água e álcool).

- tintas de mesma cor e do mesmo tipo devem ser submetidas a cada um solvente, uma caneta azul de marca X e uma de marca Y devem ser comparadas utilizando álcool e água.

Referências: Wikipédia

Osmose - Aula Prática

Para melhor compreender a osmose, podemos realizar um simples experimento com baixo custo, que pode ser realizada em turmas de diferentes níveis de ensino. É importante ressaltar que o experimento não é instantâneo, mas seus resultados poderão ser discutidos em classe.

Material

• 1 batata tipo inglesa;
• 1 recipiente plástico de 250 mL (caneca de plástico);
• água destilada;
• 1 rolo de filme de PVC;
• copo plástico de café;
• 1 seringa hipodérmica esterilizada de 1mL (vendida em farmácias);
• 1 colher de chá;
• açúcar (cristal ou refinado);
• 1 haste flexível sem o algodão nas pontas;
• corante alimentício vermelho;

Procedimentos

1) Tomar a seringa e cortar a sua ponta, de tal modo que ela possa ser usada como um fura-rolhas, conforme indicado na Figura 1b;
2) Fazer um orifício em uma batata do tipo inglesa com o auxílio da seringa (fura-rolhas). Tomar o devido cuidado para não romper o tubérculo. O orifício formado deve ter uma profundidade adequada, isto é, a metade do comprimento da haste flexível de plástico;
3) Cortar uma tira do filme PVC de aproximadamente 30 cm de comprimento e 3 cm de largura;
4) Pegar uma haste flexível, retirar o algodão das pontas e envolver a parede central externa com o filme de PVC;
5) Dissolver em 30 mL de água contidos em um copo plástico para café uma colher das de chá de açúcar (~3,5 g) e uma pequena quantidade do corante de alimento vermelho (~1,2 g). Transferir a solução para o orifício feito na batata;
6) Tampar o orifício com a haste flexível revestida com o filme de PVC;
7) Finalmente, colocar a batata em um copo contendo água de torneira (ou preferencialmente água destilada¹) e deixar em repouso durante 3-6 h, como mostrado na Figura 1c.

Durante este período, verifica-se a subida da solução pelo tubo flexível até atingir um nível constante. Dependendo do volume da solução externa de sacarose e de sua [ ], poderá haver o transbordamento da água pela ponta do tubo flexível. Nesses casos, há necessidade de se adequar o volume do orifício da batata com a [ ] da solução de sacarose e/ou altura do tubo flexível, que poderia ser substituído por um canudo plástico de maior comprimento, como é o caso dos tubos plásticos (canudinhos) para tomar refrigerantes ou sucos. O processo envolvido nesse experimento também é conhecido como osmose. Como a tendência de escape das moléculas de água contidas nas células da batata (menor [ ] do soluto dentro das células da batata) é maior que a tendência de escape das moléculas de água na solução de sacarose, a velocidade de transferência das moléculas do solvente das células do vegetal para a solução de sacarose é maior do que aquela no sentido inverso. Assim, há uma transferência líquida de água do interior das células da batata para a solução de sacarose, causando assim aumento do nível da solução no tubo plástico. O aumento da coluna de solução de sacarose no tubo flexível de plástico causa uma pressão que é denominada de pressão osmótica e representada pela letra grega π (pi). A pressão osmótica é uma propriedade coligativa e depende apenas da [ ] do soluto (números de moléculas ou íons do soluto) e não da sua natureza.

Conclusões

A Osmose, processo de transporte de água através de uma membrana smipermeável é importante na vida das céluas vegetal e animal. A absorção da água pelas células está estritamente relacionada com a [ ] de solutos. Dessa maneira, quando há uma maior [ ] de soluto, ocorre o transporte de água nesse sentido. Assim, pode-se reidratar uma pessoa empregando uma solução contendo solutos numa [ ] que permita a passagem de água para as células do organismo. Ainda, pode-se melhorar a conservação dos alimentos pelo emprego da osmose, pois se retirando a água dos alimentos, diminui-se o desenvolvimento de microrganismos.

Referências:
Química Nova na Escola - http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc26/v26a11.pdf

Osmose - Aula Teórica

Osmose

Osmose é um tipo de difusão, que ocorre quando duas soluções aquosas de concentrações diferentes entram em contato através de uma membrana semipermeável. Esse tipo de membrana permite a passagem apenas de solvente (água), impedindo a passagem apenas de solutos (sais, açúcares, proteínas etc). Nessas condições, a água se difunde da solução menos concentrada em solutos (hipotônica, do grego hypo, inferior) para a solução mais concentrada em solutos (hipertônica, do grego hyper, superior). Lembre-se de que a solução hipotônica é mais diluída, ou seja, possui relativamente mais água; por isso, a tendência é a água difundir-se em maior taxa para a solução hipertônica, onde há relativamente menos água.

Células em solução hipotônica

A membrana das células vivas é semipermeável; portanto, elas estão sujeitas a sofrer osmose. Se uma célula animal for mergulhada em água pura ou em uma solução hipotônica, ocorrerá osmose e ela inchará, podendo mesmo arrebentar. Já as células de plantas, de algas, de fungos, de bactérias e de certos protozoários, quando mergulhadas em solução hipotônica, incham até certo ponto mas não arrebentam, graças à presença de paredes celulares resistentes. Uma célula nesse estado é chamada túrgida.

Células em solução hipertônica

Se uma célula animal for mergulhada em solução hipertônica, ocorrerá osmose e ela murchará, podendo diminuir muito de tamanho. Células dotadas de parede, quando mergulhadas em solução hipertônica, também murcham mas não encolhem tanto, pois o conteúdo celular, ao encolher, desprende-se da parede. Esse fenômeno de a célula vegetal murchar em solução hipertônica é chamado de plasmólise. A plasmólise é um fenômeno reversível; se uma célula plasmolisada for colocada em solução hipotônica, ela absorve água e sofre deplasmólise, voltando ao normal ou se tornando túrgida.

Se o meio que circunda a célula tem concentração de solutos equivalente à do líquido citoplasmático, ou seja, se é isotônico (do grego ísos, igual, semelhante), não ocorre osmose, pois a quantidade de água que entra na célula é equivalente à que sai.

Referências: Fundamentos da Biologia Moderna - Amabis e Martho - Editora Moderna

Praticamos atividade física o tempo inteiro mesmo dormindo ou repousando gastamos energia para continuar vivos. A prática de exercícios físicos é muito importante para nossa saúde, a diminuição da ansiedade e do nível de estresse, melhora do padrão do sono, da auto-estima e dos sintomas associados à depressão. Por trás de cada simples movimento de nosso corpo, existe uma complexa coordenação entre vários órgãos, comandada pelo sistema nervoso e envolvendo diversos hormônios.

O corpo obtém energia a partir de moléculas orgânicas combustíveis, presentes nos alimentos que comemos ou em estoques no próprio corpo. Tais moléculas têm propriedades diferentes, sua utilização depende da intensidade e da duração da atividade física e o modo como são usadas respeita uma hierarquia entre os diferentes órgãos e sistemas do organismo. Chamamos de ‘metabolismo’ o conjunto de reações químicas que caracterizam o estado vital. Elas ocorrem continuamente, aceleradas por enzimas, formando vias de reações seqüenciais altamente integradas e finamente reguladas, para manter nossa máquina corporal estruturada. Chamamos de ‘catabolismo’ o conjunto das vias químicas que liberam energia para processos que realizam trabalho, e de ‘anabolismo’ o conjunto das vias que usam essa energia para construir novas moléculas e manter o organismo funcionando.

Os médicos e profissionais da área da saúde quantificam a intensidade da atividade física em uma unidade de medida denominada MET (equivalente metabólico). Um MET equivale ao número de calorias que um corpo consome enquanto está em estado de repouso. A partir desse estado, incrementam-se os METs na medida em que aumenta a intensidade da atividade. Uma atividade leve a moderada representa cerca de 5 METs, ou seja , um corpo de um indivíduo, ao realizar esse tipo de atividade, gasta de cerca de 5 vezes mais energia do que quando estava em estado de repouso.

Figura 1. No quadro acima, classificamos a intensidade das atividades físicas (no lar, trabalho e ao exercitar-se), de acordo com o número de METs.

Referência:
Revista Ciência Hoje – Vol. 251 – Agosto 2008
http://www.portaldocoracao.com.br