PINHÃO: UMA FASE ESTACIONÁRIA ALTERNATIVA PARA O EN SINO DECROMATOGRAFIA EM AULAS EXPERIMENTAIS.

Michelle Zanella Scheleder (PIBIC/CNPq-Unicentro-ICV) Elisa Aguayo da Rosa (Orientadora), e-mail: elisaaguayo@yahoo.com.br.

Universidade Estadual do Centro-Oeste/Departamento de Química/Guarapuava, PR.

Ciências Exatas e da Terra. Química

Palavras-chave: química orgânica, experimento, coluna.

Resumo: Substâncias naturais têm sido utilizadas como recursos alternativos para o ensino decromatografia em aulas experimentais de Química Orgânica. A cromatografia é uma técnicaque permite a separação dos componentes de uma mistura e, assim sendo, é comumenteempregada para a purificação de inúmeros compostos em laboratórios de pesquisa e deindústrias. O objetivo desse trabalho é adaptar um material de baixo custo paradesenvolvimento de cromatografia líquida em coluna nos laboratórios de ensino de química.Nesse trabalho, uma mistura de corantes alimentícios foi utilizada como analito e o pinhãocomo fase estacionária, sendo que dentre as fases móveis testadas, água e etanol, a melhorseparação cromatográfica resultou com o etanol. A técnica executada permitiu avisualização de diferentes pigmentos constituintes da amostra, o que a torna eficiente paraaplicação no ensino da cromatografia.

Introdução

Cromatografia é um método físico-químico de separação que tem como fundamentobásico a migração diferencial dos componentes de uma mistura entre uma fasemóvel e uma fase estacionaria. O termo surgiu das experiências de um pesquisadorrusso sobre a passagem de éter de petróleo, fase móvel, através de uma coluna devidro preenchida com carbonato de cálcio, fase estacionária; e que resultou naseparação de um extrato em faixas coloridas (Collins et al,1997). Atualmente, acromatografia já atingiu um elevado grau de sofisticação, tanto em equipamentos dealta eficiência quanto no desenvolvimento de novos materiais para fasesestacionárias, e tem sido constantemente utilizada para a identificação decompostos, por comparação com padrões pré-existentes, bem como parapurificação em especial de produtos naturais. Especificamente a cromatografia emcoluna é uma técnica baseada na solubilidade ou na capacidade de absorçãodiferenciada dos componentes da amostra com a relação às duas fasesmencionadas, sendo que entre os materiais comumente utilizados como sólidosabsorventes são a sílica-gel SiO2.x H2O e a alumina Al2O3.x H2O (Engel et al, 2012).No entanto, para fins didáticos, nos laboratórios de Química Orgânica da graduação,ou ate mesmo no Ensino Médio, cabe recorrer às fases estacionarias de baixo custo,como já relatado na literatura: açúcar refinado (Da Silva et al 2006), giz (Paloschi et

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al, 1998; Oliveira et al, 1998), areia ou pó de mármore (Celeghini et al, 1998) efarinha (Freitas et al, 2012). Nesse trabalho a fase estacionária alternativa propostapara estudo é o pinhão, que se trata da semente da Araucaria angustifolia, espécienativa da floresta ombrófila mista encontrada na Região Sul do Brasil, e de grandevalor energético e nutricional, pois é fonte de proteínas, amido e fibras (Darolt et al,2012). Nesse contexto, considerando que para o processo ensino-aprendizagem acromatografia é técnica extremamente relevante para ilustrar os conceitos deinterações intermoleculares, polaridade e propriedades de funções orgânicas(Ribeiro et al, 2008) e, ainda, que há possibilidade de grande variedade decombinações entre fases móveis e estacionárias, o que torna a técnicaextremamente versátil e de grande aplicação, com o presente trabalho é pretendidoampliar a investigação de materiais alternativos para uso em cromatografia.

Materiais e métodos

A primeira etapa desse estudo foi a coleta do pinhão que se deu em terrenoresidencial na cidade de Coronel Vivida-PR, entre os meses de junho e julho de2013. Depois de separado da casca, o pinhão foi submetido à secagem em estufa,numa temperatura aproximada de 280°C, por 13 horas. Em seguida o material foitriturado, em triturador de grãos manual, para ser usado como fase estacionária emcoluna cromatográfica. Antes, porém, o material foi submetido a um teste desolubilidade nos solventes: acetona, etanol P.A., etanol comercial, água, hexano eacetato de etila.

Como analito foi usado uma mistura de corantes alimentícios sintéticoscomerciais em pó, nas cores verde, vermelho e amarelo (1g cada) solubilizados em30 mL de água. A coluna, uma bureta de vidro de 50 mL, foi empacotada com opinhão triturado e etanol P.A., sendo que esse material ocupou um volume total de12 mL. Após a adição de gotas do analito, a cromatografia foi desenvolvida com aadição contínua de etanol até o produto final coletado não apresentar qualquercoloração. O mesmo procedimento foi repetido fazendo uso da água como fasemóvel.

Resultados e Discussão

Por meio dos testes de solubilidade do pinhão nos solventes acetona, etanol P.A.,etanol comercial, água, hexano e acetato de etila, foi observado que todos ossolventes eram propícios para uso como fase móvel no desenvolvimentocromatográfico, pois não houve solubilidade ou transformação física e químicavisual, do pinhão que seria usado como fase estacionária. Contudo, considerando atoxidez dos solventes e a proposta de desenvolver uma metodologia de baixo custopara laboratórios de ensino, a água e o etanol P.A. foram selecionados para apróxima etapa do estudo.O empacotamento da coluna com água não resultou em separação cromatográficaeficaz, uma vez que não separou os pigmentos da amostra. Outro aspecto negativona utilização da água como fase móvel foi a elevada formação de bolhas no interiorda coluna, acarretando a lentidão do processo cromatográfico. No entanto, fazendouso do etanol P.A., o resultado foi mais efetivo, pois foi possível coletar o pigmentoverde durante o desenvolvimento da cromatografia, ficando retido o vermelho nafase estacionária (Figura 1); e com um fluxo do solvente satisfatório pela coluna.Desse modo, foi concluído que a fase estacionária-pinhão, por ser constituída de

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amido, uma macromolécula polar, reteve por interação os componentes maispolares da amostra. Segundo a literatura (Prado et al, 2003) e os rótulos doscorantes alimentícios, um dos componentes do pigmento vermelho é o Amaranto(C20H11N2Na3O10S3), que contém três grupos sulfonados (SO3

-) polares. Já opigmento verde, que ficou menos retido na fase estacionária e foi coletado primeiro,mostrou-se menos polar, o que condiz com um dos seus componentes, a Tartrazina(C16H9N4Na3O9S2), uma substância que contém menos grupos sulfonados polares. Jáo pigmento amarelo não foi coletado isoladamente durante o processocromatográfico, evidenciando que este componente manteve-se em interação com afase estacionária ou com os outros pigmentos da amostra acima mencionados.Nesse caso, outras fases móveis e estacionárias deverão ser investigadas a fim deisolá-lo.

Figura 1 : Coluna cromatográfica alternativa com a fase estacionária de pinhão (esquerda edireita); e isolamento do pigmento verde (direita).

Fonte: autoria própria, 2014.

Conclusões

O experimento alternativo desenvolvido nesse trabalho forneceu subsídiossuficientes para visualização e abordagem dos princípios básicos da cromatografialíquida em coluna. Assim sendo, o pinhão torna-se mais uma opção de material debaixo custo para uso como fase estacionária, contribuindo para a ampliação dosestudos nessa área.

Agradecimentos

Agradeço primeiramente o CNPQ e a Unicentro pela oportunidade, a professoraElisa Aguayo da Rosa - Laboratório de Pesquisa em Química Orgânica, e aoDepartamento de Química - Unicentro.

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Referências

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Prado, M.A.; Godoy, H.T. Corantes Artificiais em Alimentos. Alim. Nutri., 2003,2, 237.

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