Aplicação de pigmentos de flores no ensino de química
Eletrodo Combinado de Vidro: Analion V620
Rota-Evaporador: R-114, com trompa de vácuo
Espectrofotômetro: Hitachi U-2000, com cubetas de quartzo
RESULTADOS E DISCUSSÃO
a) Demonstração da Reversibilidade do Equilíbrio e do Fenômeno da Mudança de
Cor em Função do pH.
Neste caso os extratos brutos foram adicionados inicialmente a soluções ácidas.
Adicionando-se a solução de NaOH, observa-se uma alteração de cor até amarelo.
Neste ponto a adição de solução de HCl, faz com que a coloração retorne ao
vermelho inicial, como pode ser observado na figura_4.a. Este comportamento foi
observado para todos os extratos, podendo ser aproveitado para discussões sobre
a reversibilidade e deslocamento do equilíbrio químico, bem como do
comportamento ácido-base de substâncias orgânicas, utilizadas como indicadores.
Em cursos de 2° grau, a utilização de produtos de limpeza, vinagre, comprimidos
efervescentes etc., pode ser de grande interesse para os alunos, sem elevação
de custo pela aquisição de reagentes.
Uma escala de pH pode ser obtida variando-se a acidez do meio, conforme é
apresentado na figura_4.b.
b) Espectros de Absorção Molecular
O fenômeno de absorção de radiação por uma substância pode também, ser
demonstrado pela utilização dos extratos. A modificação de cor pode ser
associada à forma dos espectros dos extratos brutos, aqui utilizados, em meio
ácido e básico, com a modificação dos máximos de absorção.
A sobreposição dos espectros em diferentes pH infelizmente, não apresenta
pontos isosbésticos, já que existe uma mistura de corantes. Os espectros de
absorção em meio ácido e básico, são apresentados na figura_5.
Em linhas gerais, em meio ácido predomina uma coloração avermelhada (lmax
" 530 nm), em pH=4 predomina uma coloração lilás com lmax em 530, 570 e
620 nm, em pH = 5-6 surge uma coloração azulada, com intensificação destes
comprimentos de onda. Finalmente em pH 6-8, ocorre uma predominância da cor
verde, com intensificação da banda em 620 nm. Em pH mais elevados ocorre uma
coloração amarelada com forte absorção na região do ultra-violeta, como pode
ser observado na figura_4.b. Variações na forma foram observadas de espectro
para espectro, porém este comportamento geral foi observado para todos os
casos.
c) Verificação da Lei de Lambert-Beer
A relação entre a absorbância de uma solução e a quantidade de espécie
absorvente, em um dado comprimento de onda é dada pela expressão:
Al = albc (4)
na qual:
Al=absorbância no comprimento de onda l
al=coeficiente de absortividade no comprimento de onda l
b=caminho óptico
c=concentração da espécie absorvente
Esta expressão, conhecida como lei de Lambert-Beer, propõe uma dependência
linear entre a absorbância e a concentração das espécies presentes em uma
solução. A possibilidade de aplicação dos extratos aqui estudados na
demonstração desta lei foi investigada. As retas obtidas são apresentadas na
figura_6, enquanto os resultados de coeficientes de absortividade aparente,
comprimento de onda utilizado e coeficientes de correlação são dados na tabela
3.
Com estes resultados fica clara a possibilidade de demonstrar a lei de Lambert-
Beer, em cursos de química analítica instrumental, utilizando os corantes.
d) Comparação entre os pontos finais em titulações ácido-base, determinados com
o eletrodo de vidro e visualmente, utilizando os extratos como indicadores.
Os resultados obtidos quando os diferentes sistemas ácido-base foram titulados,
em presença do corante como indicador em comparação com o eletrodo combinado de
vidro, são apresentados na tabela_4.
Durante as titulações observou-se para todos os extratos que a cor inicial do
corante era vermelha em meio ácido, com a adição da base notou-se a mudança
para verde, seguido de amarelo.
No ponto final da titulação a mudança de cor foi de vermelho para verde, sendo
os intervalos de viragem observados entre pH 7 e 8.
O ponto de viragem pode ser observado com clareza, quando se adiciona a base ao
ácido contendo o indicador. No procedimento inverso não se observa mudança de
cor. Isto pode ser devido a modificações químicas na molécula do corante.
Este fato pode ser relacionado com os trabalhos de Brouillard et al5,23,24, nos
quais os autores demonstraram que para pH extremamente elevados, ocorre o
deslocamento do equilíbrio representado pela equação 3 da figura_2, favorecendo
a formação da pseudo-base chalcona. Este equilíbrio é lento e, uma vez atingido
o retorno às especies ácidas é demorado, não permite a verificação da mudança
de cor do extrato usado como indicador, quando se titula a solução básica.
Nos estudos de reversibilidade de cor deve-se fazer apenas uma elevação do pH,
não se atingindo valores extremamente básicos, prevenindo-se a formação da
chalcona.
Quanto ao uso dos extratos como indicadores, nota-se que o melhor desempenho
foi da Rhododrendron simsii, que apresentou resultados próximos ao eletrodo de
vidro para todos os sistemas.
Já a Tibouchina granulosa e Impatiens walleriana, não apresentaram um
desempenho tão bom, quando a viragem ocorre em meio mais ácido (HCl/NH4OH),
provavelmente devido à faixa de viragem dos corantes contidos no extrato. Porém
os erros relativos são menores que 3,0% e os resultados didáticos podem ser
considerados satisfatórios para todos os extratos.
CONCLUSÃO
Tendo em vista os resultados obtidos, pode-se concluir que os extratos brutos
obtidos das flores das quatro espécies vegetais estudadas apresentam
potencialidade didática para demonstração:
1) do comportamento de substâncias naturais como indicadores em titulações para
os sistemas ácido forte-base forte, ácido forte-base fraca, ácido fraco-base
forte e ácido fraco-base fraca, já que os pontos de viragem observados são
próximos dos obtidos com o eletrodo de vidro,
2) da Lei de Lambert-Beer,
3) do comportamento de indicadores visuais e a sua aplicação na determinação de
pontos finais em titulações ácido base.
