Caracterizando Indicadores Naturais a Partir de - prof-nair

Resumo Expandido
Caracterizando Indicadores Naturais a Partir de Plantas do Cerrado do
Mato Grosso do Sul
Camila Gomes dos Santos - [email protected] – Escola Estadual Professora Nair
Palácio de Souza
Gabrieli Flores Teixeira - [email protected] - Escola Estadual Professora Nair
Palácio de Souza
Gabrielly Aparecida Santa Ana Ferreira- [email protected] - Escola Estadual
Professora Nair Palácio de Souza
Carlos Guilherme Sasso – [email protected] - Escola Estadual Professora Nair Palácio
de Souza
Escola Estadual Professora Nair Palácio de Souza
Ciências Exatas e da Terra – Química
Resumo:
O potencial hidrogeniônico (pH) é uma grandeza que define a quantidade de íons H+
presentes em uma solução aquosa. É muito útil em diversas situações do nosso dia a dia, onde,
a partir destes valores, conseguimos determinar uma série de variáveis técnicas que estão
relacionadas a diversos setores da indústria e da agricultura. Em muitas oportunidade estamos
longe de termos indicadores industriais, papéis indicadores ácido-base ou peagâmetros, que
esclarecem o pH da solução, ou mesmo se o meio é ácido ou básico. Uma alternativa para
determinar o meio da solução é utilizar o extrato de folhas ou flores de plantas, que
conseguem, em, alguns casos, alterar o equilíbrio químico da solução e assim, alterar a sua cor.
Este trabalho está voltado para a pesquisa de plantas típicas do cerrado sul-matogrossense,
onde algumas delas foram testadas para a averiguação de possíveis indicadores ácido-base
naturais. Após as análises químicas, as plantas foram devidamente catalogadas e identificadas
para a elaboração dos resultados.
Palavras-chave: Papel indicador, Solos, Antocianinas
Resumo Expandido
Introdução:
O grau de alcalinidade ou acidez de uma solução pode ser expresso pelo seu pH, e
depende da quantidade de íons H+ que a solução apresenta. A determinação do pH das
soluções é fundamental para o trabalho de diversos setores agrícolas, industriais e do nosso
cotidiano. Existem várias formas de determinação do pH, como usando aparelho, papéis
indicadores e indicadores químicos. Alguns métodos definem o valor específicos do pH, que
varia 0 a 14. A escala de pH foi criada pelo químico dinamarquês Sorensen, com objetivo de
melhorar os métodos de controle de indústrias de fermentação (PERUZZO e CANTO, 2006).
Assim, podemos dizer que o pH de 0 a 7 é ácido e de 7 a 14 é básico. Quando o pH resulta em
7, o mesmo é chamado neutro, ou seja, a quantidade de íons H+ da solução é igual a
quantidade de íons OH-.
Para definirmos o meio, ou seja, se o mesmo é ácido ou básico, usamos indicadores.
Um dos mais conhecidos é a fenolftaleína, que deixa a solução rósea quando o meio é básico e
incolor no meio ácido. Segundo Terci e Rossi (2002), o uso de indicadores de pH é uma prática
bem antiga que foi introduzida no século XVII por Robert Boyle. Alguns indicadores, além de
determinarem o meio, conseguem também, determinar o pH da solução, sendo portanto, mais
precisos e bem mais rigorosos, (PERUZZO e CANTO, 2006).
Os indicadores ácido-base são substâncias orgânicas fracamente ácidas (indicadores
ácidos) ou fracamente básicas (indicadores básicos) que apresentam cores diferentes para
suas formas protonadas e desprotonadas; isto significa que mudam de cor em função do pH (
TERCI e ROSSI, 2002). Já Junior e Bispo (2010), dizem que indicadores são ácidos ou bases
orgânicas fracos em que os pares conjugados apresentam cores diferentes. Segundo Peruzzo e
Canto (2006), a faixa de viragem é o nome dado ao valor de pH que um indicador ácido-base
sofre mudança de coloração. Em muitos casos, principalmente em análises laboratoriais
mais simples e em nosso próprio cotidiano, precisamos saber apenas se o meio está ácido ou
básico, e sendo assim, a aplicação de indicadores naturais pode resolver esta questão. Em
nossa região temos um bioma rico em variedades vegetais, onde muitas destas podem guardar
riquezas ainda não descobertas. Partindo deste âmbito, achamos interessantes estudá-las para
definirmos as plantas que são possíveis indicadores ácido-base naturais. Bastante conhecido, o
repolho roxo é um dos vegetais mais usados como indicadores naturais, onde a sua solução em
meio básico e ácido, possuem cores bem distintas.
Os alunos participantes da pesquisa são da Escola Estadual Nair Palácio de Souza do 2º
ano do Ensino Médio, período matutino. Este trabalho teve seu inicio em março de 2015, onde
os discentes pesquisaram no ambiente natural, folhas e flores de plantas da região,
identificando-as e buscando possíveis indicadores naturais. O término da pesquisa foi em
agosto do mesmo ano e tem como principal finalidade a pesquisa científica em vegetais do
cerrado da região, visando plantas que possam funcionar como indicadores ácido-base
naturais e assim utilizados para a verificação do meio alcalino ou ácido dos solos e também na
construção de papéis indicadores. As análises foram feitas no laboratório de Química da Escola
Nair Palácio de Souza e na casa dos discentes envolvidos com o Projeto.
Os principais objetivos deste trabalho são caracterizar flores e folhas de vegetais da
região que tem potencial para serem considerados indicadores ácido-base naturais, capacitar
os discentes para o trabalho laboratorial e o preparo de soluções. Além disso, pretendemos
também rerificar a eficiência de indicadores naturais para a determinação dos meios alcalinos
ou ácidos de solos da região e produzir papéis indicadores ácido-base a partir de extratos
vegetais de plantas do cerrado do Mato Grosso do Sul.
Resumo Expandido
Justificativa:
Esta pesquisa se justifica pelo fato de estudar na prática as temáticas abordadas em
sala de aula, como conceitos da química inorgânica e físico – química, além de integrar alunos
de diferentes cursos e realidades em um mesmo projeto. Além disso, esta pesquisa conta com
um custo relativamente pequeno, sendo assim viável, pois os materiais usados no mesmo
serão os próprios vegetais da região devidamente identificados, pilão pequeno, álcool,
bechers, um ácido e uma base, ambos diluídos. Outro ponto importante do Projeto foi à
prática laboratorial, onde os integrantes da pesquisa tiveram atividades experimentais
constantes, trabalhando com uma grande variedade de vidrarias e reagentes. Neste ambiente,
os discentes precisaram ter um comportamento adequado para a realização das práticas
experimentais, com pontualidade e precisão, visando sua segurança e resultados confiáveis.
Objetivos:
Caracterizar folhas e flores do cerrado que tenham potencial para serem indicadores
ácido-base naturais;
Catalogar os vegetais selecionados com nomes científicos;
Determinar o meio alcalino ou ácido de solos com indicadores-naturais
Confeccionar um papel indicador ácido-base a partir de extratos de vegetais da Clitoria
ternatea
Metodologias:
A clientela participante da pesquisa foram os alunos do 2 ano “B” do ensino médio
matutino da Escola Estadual Professora Nair Palácio de Souza. Primeiramente, nas
dependências do laboratório de Química da escola foram preparadas uma solução de
hidróxido de sódio (NaOH) a 0,2 mols por litro, com um volume de 300ml. Ao mesmo tempo,
representando a solução ácida, foram preparados 300 ml de ácido clorídrico (HCl) a 0,2 mols
por litro. As duas soluções foram devidamente armazenadas e rotuladas em frascos. A
elaboração das soluções seguiu a metodologia sugerida por Peruzzo e Canto (2006) onde
levou-se em consideração a equação que representa a quantidade de matéria por litro de
solvente, definido por: M= m/MM . V (l), onde temos m como a massa em gramas, MM como
massa molecular e V (l) como volume em litros. Na sequência dos trabalhos, tivemos a coleta
de flores e de folhas típicas do cerrado.
Após a coleta, a folha ou a flor era pesada em uma balança de precisão, resultando em
amostras de aproximadamente 15g. Assim, o material após pesado será destinado ao
almofarix e triturado pelo pistilo. Na sequencia, o material era destinado em um bequer, onde
acrescentava-se água até completar um volume de aproximadamente 150 ml. Tomava-se o
cuidado de deixar a solução homogênea. Após está parte, separa-se o conteúdo do béquer em
mais dois recipientes, tomando o cuidado de deixá-los cada um com cerca de 50 ml de solução.
O primeiro béquer era o testemunha, onde não iria adicionar nenhum reagente. No segundo
bequer, adicionavas-se a 5 ml da base, e no terceiro béquer, adicionava cerca de 5 ml do ácido.
Verificamos se houve alteração da coloração pela perturbação do equilíbrio e anotamos os
resultados obtidos. Caso o extrato vegetal promovesse a alteração da coloração da solução em
um dos meios, já pode ser considerada como um indicador natural. Entretanto, para ser um
bom indicador, o extrato vegetal precisa promover a alteração do equilíbrio no meio ácido e
no meio básico. A alteração da cor é comprovada quando se observa a coloração da solução
testemunha e a coloração das demais soluções. Assim, podemos representar as soluções:
1º (testemunha): solução do extrato vegetal
2º solução: extrato vegetal + solução ácida
3º solução: extrato vegetal + solução básica
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Caso a amostra da flor ou folha seja coletada com muita antecedência das análises
laboratorias, a mesma deverá ser congelada e etiqueta, a fim de não perder suas propriedades
especificas. Neste trabalho, não foi permitido a utilização de vegetais que não foram
identificados com o nome científico. Os resultados obtidos foram escritos na forma de tabelas
e posteriormente, na forma gráfica.
A pesquisa também foi dirigida para o preparo do papel indicador ácido-base. O papel
usado é denominado papel filtro, já que ele apresenta um potencial maior de absorção.. Para a
confecção do papel indicador, preparamos cerca de 100 ml de solução de extrato da flor Feijão
Borboleta (Clitoria ternatea), aquecemos a uma temperatura de cerca de 40ºC e mergulhamos
por cerca de 12 horas o papel reciclado. Depois, deixamos secar, cortamos o mesmo em fitas e
realizamos testes em diferentes meios ácidos e básicos para verificar a eficiência da fita
indicadora. No meio ácido a fita ficou roxa e no meio alcalino, ficou verde. As cores são
idênticas aos resultados obtidos anteriormente, o que comprova a eficiência da sua aplicação.
O papel indicador produzido foi usado para a caracterização do meio alcalino ou ácido
dos solos. Para a averiguação deste caráter, coletamos uma amostra de cerca de 40g,
peneiramos, deixando-o em partículas reduzidas e a posteriori, selecionamos 20 gramas,
diluímos com água destilada, completando um volume na proveta de 100 ml. Separamos a
solução em dois béqueres com aproximadamente 40 ml cada. Em um dos bequers,
adicionamos 10 ml de ácido acético e no outro 10 ml de hidróxido de sódio diluído em água.
Deixamos a solução homogênea. Após isso, adicionamos o extrato de Feijão Borboleta (Clitoria
ternatea) até completar um volume fixo de 100 ml. Anotamos a coloração e comparamos com
a tabela de indicadores naturais. As cores resultantes foram roxo para o solo em meio ácido e
verde para o solo em meio básico, o que esta em conformidade com as cores obtidas na
pesquisa a campo.
Resultados/Análises dos Resultados:
Com a pesquisa, verificamos que são pigmentos como as antocianinas que fazem a
alteração da coloração das soluções em diferentes pH. Segundo Terci e Rossi (2002), estes
pigmentos são responsáveis pela coloração de diversas flores e que seus extratos
apresentavam cores que variavam em função da acidez ou alcalinidade do meio. Além disso,
Atualmente, sabe-se que as antocianinas, pigmentos da classe dos flavonóides, são
responsáveis pelas cores: azul, violeta, vermelho e rosa de flores e frutas. Neste trabalho
foram coletados 40 espécimes da flora do Cerrado do Mato Grosso do Sul, a maioria
identificada com seu nome popular e científico, segundo os métodos de taxonomia de Lineu.
Dos órgãos vegetais selecionados, 30 foram flores e 10 folhas.
Com a pesquisa, notamos que nenhum vegetal concebeu resultados apenas em meio
ácido, totalizando 0% dos resultados obtidos. A maior parte das plantas pesquisadas são
indicadores apenas no meio alcalino. São cerca de 75 % dos resultados, ou seja, 30 plantas. É
importante mencionar que temos entre os resultados, folhas e flores. Em relação às plantas
que foram indicadores nos meios acido e básico, obtivemos cerca de 12,5% dos resultados.
Este resultado foi um tanto que significativo, já que esperávamos um número bem menor de
vegetais que pudessem ser indicadores nos dois meios. Desta maneira, percebemos o
potencial das plantas do cerrado. Destacam-se também as folhas que conceberam resultados
nos dois meios.
Resumo Expandido
A tabela acima descreve os resultados de plantas que não tiveram seu equilíbrio
químico alterado na presença de soluções acidas ou básicas. Sendo assim, não servem como
indicadores ácido-base naturais. Foram cerca de 12,5%, de plantas com tais características.
O papel indicador feito a partir de extratos de Feijão borboleta funcionou
perfeitamente, tendo resultados significativos ao serem submetidos a meios ácidos e alcalinos.
Para os testes, usamos ácido acético (vinagre) para o meio ácido e uma solução de hidróxido
de sódio (soda cáustica) em pó para o meio básico. A solução de Feijão Borboleta também
mostrou-se adequada para indicar o meio alcalino ou ácido de solos.
Conclusões:
Com esta pesquisa detalhamos algumas plantas que possuem potenciais de serem
consideradas indicadores-naturais. Além disso, preparamos o papel indicador com o extrato de
Feijão Borboleta (Clitoria ternatea), e verificamos a eficiência deste extrato para determinar o
meio ácido ou alcalino dos solos, onde ambos os resultados foram considerados satisfatórios.
Deu-se preferência, nesta pesquisa, para plantas nativas do cerrado do Mato Grosso do Sul.
Através dos resultados, verificamos que as flores, por ter mais pigmentos, são bem
mais suscetíveis a serem indicadores do que as folhas. A maioria das amostras pesquisadas,
foram indicadores em pelo menos um dos meios, chegando a 87,5%.
Referências Bibliográficas:
CAVALHEIRO, Éder Tadeu Gomes. Aplicação de corantes naturais no ensino médio. Eclet.
Quím. 2001, vol.26.
JUNIOR, G. W., BISPO, L. M., Corantes Naturais Extraídos de Plantas para Utilização como
Indicadores de pH. IRB, Jaraguá do Sul, SC, 2010.
PERUZZO, Francisco Miragaia; CANTO, Eduardo Leite . Química na abordagem do cotidiano. 4.
ed. São Paulo : Moderna, 2006.
TERCI, D. B. L., ROSSI, A. V.; Indicadores Naturais de pH: Usar papel ou solução? UNICAMP,
Campinas, 2002.