ÁREA: Educação em Química
TÍTULO: USO ALTERNATIVO DE PIGMENTOS VEGETAIS NO ENSINO DE FUNDAMENTOS DA QUÍMICA EM LABORATÓRIO
AUTORES: AGUIAR NETO, N. M.1; MARTINS, A. S.1; SANTOS, P. R. G.2; SOUZA, E. N. R. DE3; LIMA, W. N. DE4.
1CURSO DE QUíMICA INDUSTRIAL, CCEN/UFPA (NORMAT_19@YAHOO.COM.BR; ALEXMARTIM@YAHOO.COM.BR); 2GRADUADA EM LICENCIATURA EM QUíMICA; 3MESTRE EM CIêNCIAS (QUíMICA); 4CCNT/UEPA E CCEN/UFPA (WATERLOO@UEPA.BR).
RESUMO: A literatura científica tem ressaltado a utilização de pigmentos vegetais como uso alternativo para o ensino experimental da Química. São exemplos notáveis os pigmentos extraídos da beterraba (Beta vulgaris, L.), do repôlho-roxo (Brasia oleracea, L.), das variedades de cereja, uva e flores como o hibisco, que têm propriedades indicadoras ácido-base, de complexação, de oxi-redução, caracterizadas por apresentar variação de coloração segundo o meio dominante, ácido ou básico, oxidante ou redutor, e quando livre ou complexado com íons metálicos. Têm sido ressaltadas características relacionadas a constante de ionização aparente do indicador, comparação colorimétrica (comparação da coloração de um extrato em duas condições químicas diferentes) e variação de pH, entre outras propriedades.
PALAVRAS CHAVES: pigmentos; indicadores; ensino.
INTRODUÇÃO: Talvez um bom exemplo de abordagem holística para o ensino de Química fundamental, envolvendo procedimentos de baixo custo, seja o da utilização de extrato bruto de vegetais e a interpretação de seu comportamento como indicadores de neutralização, de oxi-redução e de complexação com metais. Considerando a experiência já acumulada em trabalhos de iniciação científica (MARTINS et al., 2005), trabalho de conclusão de curso (SANTOS, 2003) e dissertação de mestrado (SOUZA, 1999), neste estudo foram utilizadas espécies vegetais nativas ou aclimatadas na Amazônia, tais como o açaí-roxo (Euterpe olearacea, M.), a ameixa-roxa (Eugenia cumini, L.), o marupazinho (Eleutherine plicata, Herb), o chumbinho (Lantana camara, L.), o jambu (Espilanthes oleracea, L.) e urucum (Bixa orellana, L.). Os procedimentos selecionados foram a extração e separação de pigmentos de cloroplastos em solventes orgânicos e ensaios sobre comportamento ácido-base, de oxi-redução e complexação de extratos brutos de vegetais. Visando valorizar os resultados obtidos, registrou-se fotografias coloridas, que serão exibidas nos painéis do evento, em setembro e espectros de absorção eletrônica selecionados (400 – 800nm).
MATERIAL E MÉTODOS: Para os ensaios de extração e separação de pigmentos de cloroplastos trabalhou-se com o marupazinho, o jambu e o urucum, de acordo com a metodologia de textos de fisiologia vegetal (MEYER et al., 1969); foram utilizados o bulbo (marupazinho), ramos e folhas verdes (jambu) e sementes (urucum). Para os ensaios de comportamento ácido-base, de oxi-redução e de complexação com metais foram utilizada do fruto do açaí, a polpa+casca; da ameixa, a casca do fruto; do marupazinho, o bulbo; e do chumbinho, o fruto. A preparação dos extratos brutos constou de simples extração com metanol ou etanol em solução aquosa, registrando-se, posteriormente, espectros de absorção eletrônica na região do visível e registro fotográfico de mudanças de coloração, de acordo com os três diferentes tipos de comportamento dos extratos bruto, ácido-base, oxi-redução e complexação com metais. Soluções e reagentes empregados são de procedência Merck ou Carlo Erba (HCl, NaOH, KOH, NH4OH, Al2(SO4)3.18H2O, ZnSO4.7H2O, MnSO4.6H2O, CuSO4.5H2O, FeSO4.7H2O, K2Cr2O7 e H2SO4). Foram preparadas soluções-tampão de pH conhecido, de acordo com Clark e Lubs (Bassett et al., 1981).
RESULTADOS E DISCUSSÃO: Da extração e separação de pigmentos de cloroplastos os resultados mais relevantes foram os do marupazinho, jambu e urucum, que forneceram diferentes colorações. Ver figura 1, espectro de absorção de carotenóides do jambu.
Do comportamento ácido-base registrou-se mudança de coloração nos extratos de açaí-roxo, da ameixa-roxa, do marupazinho e do chumbinho. Ver espectros de absorção do açaí-roxo (figura 2) e do chumbinho (figura 3).
Do comportamento de complexação de metais, que pode ser observada pela mudança de coloração na presença de íon metálico, destaca-se o açaí-roxo, a ameixa-roxa e o chumbinho. Ver figura 4, espectro de absorção da ameixa-roxa.
Os ensaios com solventes orgânicos mostram propriedades de solubilidade, caráter polar e não-polar e os ensaios ácido-base evidenciam a ocorrência de potenciais indicadores.
Os ensaios de complexação com metais evidenciam o caráter quelante desses pigmentos vegetais, permitindo relevantes conclusões sobre o meio físico e a fixação de íons metálicos relacionados com a nutrição mineral e o metabolismo de plantas. A literatura cientifica tem enfatizado tais relações (Curtright et al., 1994; Bertini et al., 1994; Bishop, 1972).
CONCLUSÕES: Os ensaios aqui descritos podem ser abordados como alternativas para o ensino experimental de Química, de acordo com o nível de complexidade, nos cursos médios, de graduação e pós-graduação. Enfatiza-se propriedades químico-analíticas (solubilidade, caráter ácido-base, indicadores metalocrômicos e de oxi-redução, teoria dos indicadores), caráter biófilo (propriedade de alguns metais ocorrem em organismos vivos) dos metais e metabolismo vegetais, influências físico-químicas e químicas do meio físico natural, entre outros aspectos ambientais relevantes.
AGRADECIMENTOS:
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICA:BASSETT, J.; DENNEY, R.C.; JEFFERY, G. H.; MENDHAM, J. (1981) VOGEL Análise Inorgânica Quantitativa. Editora Guanabara Dois, Rio de Janeiro.
BERTINI, I.; GRAY, H.B.; LIPPAD, S. J.; VALENTINE, J. S. (1994) Bioinorganic Chemistry. University Science Books, Mill Valley, California.
BISHOP. E. Indicators. London: Pergamon Press, 1972.
BRITTON, G. (1983) The Biochemistry of natural pigments. Cambridge University Press.
CURTRIGHT, R. D.; RYNEARSON, J. A.; MARKWELL, J. (1994) Fruit anthocyanins, color sensors of molecular milieu. Journal of Chemical Education 71 (8): 682-624.
MARTINS, A. S.; SANTOS, P. R. G.; LIMA, W. N. de (2005) Uso de corantes naturais em aulas experimentais de Química. XLV Congresso Brasileiro de Química (Belém, PA ), CD-ROM.
MEYER, B. S.; ANDERSON, D. B.; SWANSON, C. A. (1969) Curso prático de Fisiologia vegetal. Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa.
SANTOS, P. R. G. (2003) Ensaio de laboratório em extratos brutos de vegetais no ensino da Química: comportamento ácido-base, de oxi-redução e complexação. UFPA, Curso de Licenciatura em Química, trabalho de conclusão de curso.
SOUSA, E. N. R. de (1999) Extratos vegetais com propriedades de indicadores metalocrômicos. UFPA, Curso de Pós-Graduação em Química, dissertação de mestrado.