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)