Relatório do trabalho prático nº8
Diálise de uma mistura de amido e glucose
Realizado por: César Tavares, nºmec.: 49978 Fábio Agostinho, nºmec.: 50340
Curso: Química Turma: T1B
Unidade Curricular: Laboratório de Química 1
Data de realização da experiência: 11/05/2010
Diálise duma mistura de amido e glucose T.P.8
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1. Resumo
Este trabalho teve como objecto de estudo a compreensão da forma como se
processa uma diálise. Para isso, esta experiência teve como principal objectivo separar
uma mistura de amido e glucose, recorrendo ao processo de separação referido. Para
isso, utilizou-se uma manga de diálise onde se colocaram, em conjunto, amido e
glucose, mergulhando-a numa mistura de iodo e água e agitando a solução. Ao longo
do processo retirou-se, periodicamente, alíquotas de dialasato para tubos de ensaio.
Posteriormente, essas alíquotas foram utilizadas em dois testes. Estes testes
têm por base reacções de oxidação/redução entre os açúcares e os reagentes
utilizados, as quais originam um precipitado avermelhado e permitem determinar os
valores da absorvância, o que permite analisar a variação dos níveis de açúcares no
dialasato ao longo do tempo de diálise. Os 2 testes anteriormente referidos foram
também realizados ao retentato.
Verificou-se que no teste de DNS os valores de absorvância, assim como a
quantidade de precipitado formada no teste de Fehling, são directamente
proporcionais ao tempo de diálise. Este facto corrobora a hipótese de que a glucose
atravessa a membrana da manga de diálise, passando do retentato para o dialasato, e
vice-versa, até ser atingido o estado de equilíbrio, sem interferência do amido, que
permanece durante todo o processo dentro da manga de diálise, uma vez que possui
um elevado peso molecular.
2. Introdução teórica ao processo de separação: Diálise
A diálise é um processo físico-químico através do qual duas soluções (de
diferentes concentrações) são separadas por uma membrana semipermeável. Este
processo é fundamentado no facto de, ao longo do tempo de diálise, as espécies de
cada uma das soluções atravessarem os poros da membrana de forma a igualar as
concentrações dentro e fora do espaço compreendido por essa membrana. Este
processo é lento e depende do tamanho das moléculas e do seu peso molecular.
O transporte de solutos no processo dialítico pode ocorrer através de três
mecanismos:
Difusão: É o fluxo de soluto de acordo com o gradiente de concentração, sendo
transferida massa de um local de maior concentração para um de menor
concentração. Depende do peso molecular e características da membrana.
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Ultra filtração: É a remoção de líquido através de um gradiente de pressão
hidrostática (como ocorre na hemodiálise) ou pressão oncótica (diálise
peritoneal).
Convecção: É a perda de solutos durante a ultra filtração. Durante a ultra
filtração ocorre o arrasto de solutos na mesma direcção do fluxo de líquidos
através da membrana
Esquema 1 – Diálise de uma mistura que contém moléculas grandes
(representadas pelos pontos maiores) e moléculas pequenas (representadas
pelos pontos pequenos)
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3. Parte experimental/Materiais e métodos
Nota: Foram introduzidas algumas alterações relativamente ao procedimento presente no
protocolo da experiência, sendo estas as seguintes:
- Não foi necessário preparar as soluções de Fehling, amido e DNS, uma vez que estas já se
encontravam preparadas;
- Não foi necessário ferver a manga de diálise, uma vez que esse procedimento já tinha sido
realizado anteriormente.
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4. Tratamento de dados e resultados
Tabela 1: Registo dos valores de absorvância e da formação de precipitado vermelho
para as diversas amostras de dialasato e também para o retentato.
*Ver a secção do relatório Discussão.
Nota: Os valores que constam no gráfico referem-se apenas ao dialasato, ou seja, não inclui o
retentato.
Gráfico 1
Diálise duma mistura de amido e glucose T.P.8
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Fig.1 – Aspecto da mistura de DNS e dialasato para o teste
dos açúcares redutores, em que se procedeu à medição da
absorvância.
Fig.2 – Aspecto do precipitado cor de tijolo aquando da
mistura de dialasato com as duas soluções de Fehling.
Fig.3 – Aspecto da manga de diálise após a conclusão da
experiência.
Fig.4 – Aspecto do retentato e do dialasato após a conclusão
da experiência.
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5. Discussão/resposta ao questionário
Como indica o procedimento, durante a diálise foram retiradas amostras de 10 em 10
minutos para realizar testes de forma a validar os resultados previstos.
No decorrer da experiência era esperada a passagem de glicose de dentro da manga
para a solução hipotónica, o que foi comprovado pelos testes realizados. Para isso realizámos
dois testes de presença de açúcares redutores, o teste de Fehling e o teste de açúcares
redutores com DNS.
Para uma melhor compreensão dos resultados da experiência é necessário conhecer
bem essas reacções e algumas das propriedades dos seus produtos. A reacção de oxidação que
ocorre com a glucose é, em ambos os casos, representada pela semi-equação:
Sendo o meio é altamente alcalino, o equilíbrio entre o ácido gerado (açúcar oxidado)
e a sua base conjugada é muito deslocado no sentido da formação da base conjugada, logo,
podemos fazer a aproximação a uma reacção completa, representada pela equação:
Assim, podemos considerar que o açúcar C6H12O6 é oxidado não a C6H12O7 mas sim a
C6H11O7 -.
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Ao reagir com ácido 3,5-dinitrossalicílico (DNS), a glucose origina um composto
laranja, o que se verificou ao adicionar o DNS a cada uma das amostras de dialasato
(ver figura1). Nesta reacção o DNS é reduzido a ácido 3-amino-5-nitrossalicílico, sendo que a
reacção de redução pode ser representada pela semi-equação:
A equação global relativa a reacção redox é:
O composto referido acima possui um máximo de absorvância a 550 nm. Assim,
através da medição da absorvância a 540 nm (comprimento de onda mais próximo
permitido pelo colorímetro utilizado) foi possível quantificar a concentração de
açúcares redutores, neste caso a glucose. Atendendo à lei de Beer-Lambert, ao
verificar que o valor de absorvância para o retentato aumentou ao longo do tempo de
diálise (ver Tabela1 e Gráfico1), e sabendo que a absorvância está dependente de 3
variáveis, sendo que nesta experiência duas destas se mantiveram fixas (variando a
concentração), conclui-se que a concentração de glucose no dialasato foi aumentando,
o que significa que esta atravessou membrana da diálise.
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Para além do teste com DNS, também o teste de Fehling comprovou a passagem de
glucose devido ao facto de este ao reagir com as duas soluções de Fehling originar um
precipitado (Cu2O), insolúvel em água e cor de tijolo (ver figura2), que aumenta de quantidade
consoante a quantidade de glucose (ver Tabela1). A semi-equação de redução que representa
essa reacção é:
2Cu2+ + 2OH- + 2e- Cu2O + H2O
Somando essa semi-equação com a semi-equação de oxidação da glucose, podemos
chegar a equação global:
O método de determinação de açúcares redutores utilizando o DNS tem uma
maior sensibilidade que o método onde são utilizadas as soluções de Fehling. O teste
com as soluções de Fehling apenas nos permite indicar a presença ou ausência dos
açúcares redutores na solução (a formação de precipitado indica a presença), ao passo
que o teste com o DNS permite uma quantificação, da quantidade de açúcar presente
na solução analisada, pois através dos valores da absorvância e, atendendo à lei de
Beer-Lambert, é possível fazer uma estimativa da concentração de açucares redutores
em solução.
Não foram obtidos dados para a absorvância do retentato porque, por lapso,
foi adicionado à amostra de retentato a solução de Fehling1 e a solução de DNS,
quando o que deveria ter sido adicionado era a solução de Fehling1 e a solução de
Fehling2. Apercebemo-nos do erro cometido porque a solução apresentava uma
estranha cor azul-marinha opaca em vez da cor azul-escura translúcida prevista,
provavelmente devido a formação de um ião complexo de cobre.
No entanto, através de dados fornecidos por colegas de outros grupos que
realizaram a experiência no mesmo dia e sobre as mesmas condições, podemos
deduzir que a diálise não atingiu o equilíbrio porque, atendendo a que a absorvância é
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directamente proporcional à concentração de açúcares na solução, para que o
equilíbrio tivesse sido atingido teria de se verificar que a absorvância do retentato
fosse igual (ou muito próxima) do valor de absorvância do dialasato, o que não se
verificou experimentalmente, uma vez que ao fim de 60 minutos de diálise o valor de
absorvância do retentato era maior que o valor do dialasato.
Tal como previsto e observado experimentalmente, o amido não saiu pela
membrana da manga de diálise, porque se isso acontecesse este reagiria com o iodo
presente no dialasato, fazendo com que este adquirisse uma cor azulada, o que não se
verificou experimentalmente (ver Figura4). Esta observação pode ser explicada pelo
facto do amido ser constituído por uma mistura de dois polissacarídeos, a amilopectina
e a amilose, possuindo por isso um elevado peso molecular, e impossibilitando assim a
sua passagem pelos poros da membrana semipermeável que constitui a manga de
diálise. Ao contrário do amido, o iodo passou pelos poros da membrana da manga de
diálise. Esta conclusão é sustentada na observação experimental da mudança de cor
do retentato ao longo da diálise. Como o retentato foi ficando cada vez mais azul, e
sabendo que a reacção do iodo com a glucose origina um composto azul, então
conclui-se que o iodo presente no solvente atravessou a membrana (reagindo com a
glucose no interior da manga).
De forma a salvaguardar-nos de erros como o relatado anteriormente
deveríamos ter guardado a manga com o retentato até ao final da realização de todos
os testes, para desta forma termos oportunidade de repetir qualquer um dos testes
caso considerássemos necessário adoptar esse procedimento.
Para além disso, de forma a maximizar o rigor dos testes de presença de
açúcares redutores deveríamos, instantaneamente, ter misturado as duas soluções de
Fehling ao mesmo tempo e imediatamente depois colocar o tubo de ensaio no banho-
maria. Deste modo a reacção redox ocorre mais cedo, o que torna menos prováveis
outras reacções indesejáveis, pois a reacção oxidação/redução só ocorre em ebulição.
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6. Conclusões
Atendendo aos resultados obtidos, e à discussão dos resultados, podemos
concluir o seguinte:
a) O amido não saiu pela membrana da manga de diálise;
b) A glucose conseguiu atravessar a membrana da manga de diálise;
c) O iodo também conseguiu atravessar a membrana da manga de diálise;
d) A diálise não atingiu o estado de equilíbrio;
e) A diálise é um processo relativamente lento de separação;
f) O teste de análise da presença de açúcares redutores utilizando o DNS, possui
uma maior sensibilidade comparativamente ao teste em que são utilizadas as
soluções de Fehling;
g) Os valores obtidos para a absorvância, e a evolução da presença de quantidade de
precipitado de óxido de cobre, foram coerentes com a previsão teórica;
7. Bibliografia
- Guia de trabalhos práticos e aulas práticas de Laboratório Q1; departamento de química da
Universidade de Aveiro; 2009/2010; pág. 9 a 11 e 85 a 93;
- http://pt.wikipedia.org/wiki/Diálise (consultado no dia 20 de Maio de 2010 às 14h30m)
- http://www.codigofonte.net/galeria/cliparts/BEQUER.jpg (consultado no dia 20 de Maio de
2010 às 15h32m)
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