Autores

Martins, R.C. (IFPR) ; Mendes Sandri, M.C. (IFPR)

Resumo

A experimentação no ensino de Química é uma importante ferramenta para o aprendizado. Uma aula experimental com manipulação do material pelo aluno ou demonstrativa não deve ser associada a um aparato experimental sofisticado,mas sim a sua organização, discussão e análise possibilitando interpretar os fenômenos químicos e a troca de informações entre colegas (PARANÁ, 2007).Sendo assim, este trabalho teve como objetivo utilizar materiais alternativos para a otimização dos experimentos de cromatografia em coluna.Para tanto, utilizou-se extratos de espinafre e de páprica, removedor de cera e acetona comercial como eluentes e fases estacionárias de açúcar refinado, giz escolar e sílica gel.Os resultados permitiram eleger a coluna de açúcar como a mais indicada para ambos os extratos.

Palavras chaves

Cromatografia em coluna; Materiais alternativos; Ensino de qímica

Introdução

A cromatografia, é um método físico-químico de separação de componentes de uma mistura. Conforme Degani, et al (1998, p. 21)"Ela está fundamentada na migração diferencial dos componentes de uma mistura, que ocorre devido a diferentes interações, entre duas fases imiscíveis, a fase móvel e a fase estacionária".Durante a eluição os compostos semelhantes são arrastados com o solvente pela fase móvel e os menos solúveis são fixos na fase estacionária. Após a descoberta da cromatografia, pelo botânico Mikhael Semenovich Tswett em 1906, a ciência teve um grande avanço em suas pesquisas, devido a sua praticidade e facilidade em efetuar separações, identificações e quantificações de variadas misturas de compostos. Há hoje variados tipos de cromatografia, tais como a Cromatografia em Camada Delgada (CCD), Cromatografia em Coluna (CC), Cromatografia Gasosa (CG), Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE), mas para utilização nos laboratórios de ensino ou mesmo em sala de aula as duas primeiras são mais viáveis porque não requerem equipamentos e permitem explorar bem os princípios cromatográficos e os conceitos químicos que os sustentam, tais como polaridade, forças intermoleculares, separação de misturas, etc. A experimentação é de total importância para o aprendizado dos alunos pois quando bem conduzida desperta o interesse e permite a participação dos indivíduos que passam de meros espectadores para sujeitos ativos do processo ensino/aprendizagem. Nesse intento,o presente trabalho buscou a partir do uso de materiais alternativos e de baixo custo, otimizar as condições de realização de cromatografia em coluna do extrato de espinafre e da páprica, a fim de torná-las viáveis para aplicação no ensino médio e ensino superior.

Material e métodos

Foram testadas três fases estacionárias para averiguar em qual delas apresentava melhor separação dos pigmentos do extrato do espinafre e da páprica. Foram elas: açúcar refinado, giz escolar e sílica para cromatografia em coluna. Cromatografia em coluna (CC) do extrato de espinafre: Na cromatografia do extrato de espinafre pesou-se 13 g de espinafre e macerou-se com 10 mL de removedor de cera e 5 mL de acetona. Após misturou- se 13 g da fase estacionária a ser testada com 20 mL de removedor de cera e colocou-se na bureta, que serviu de coluna cromatográfica. Empacotou-se a coluna e acrescentou-se 12 mL do extrato, observando-se a separação dos pigmentos em cada fase estacionária testada. Cromatografia em coluna (CC) do extrato de páprica O experimento realizado com a páprica foi adaptado do artigo “Análise de pigmentos de pimentões por cromatografia em papel” de Ribeiro e Nunes (2008). Assim, na cromatografia do extrato da páprica utilizou-se 10 mL de acetona, 5 mL de removedor de cera e 13 g de páprica deixando-se em repouso por uma hora. Após, misturou-se 10 mL de removedor de cera e 13 g da fase estacionária a ser testada. Empacotou-se a coluna e adicionou-se 10 mL do extrato, observando-se a separação dos pigmentos.

Resultado e discussão

Nos testes cromatográficos a separação dos pigmentos ocorreram devido as diferentes interações dos constituintes do extrato com a fase estacionária e móvel do sistema cromatográfico. Para o extrato de espinafre a coluna de açúcar refinado, foi a que apresentou melhores resultados comparado à coluna de giz e de sílica. A clorofila responsável pela coloração verde das plantas ficou retida na fase estacionária permitindo a eluição do β caroteno (pigmento amarelo).O β caroteno um hidrocarboneto insaturado apresentou maior afinidade com o removedor de cera (mistura de hidrocarbonetos alifáticos) (FONSECA e GONÇALVES, 2004) pois tratam-se de substâncias predominantemente apolares. Posteriormente, para a retirada do pigmento verde da clorofila utilizou-se a acetona como eluente. A acetona comercial é um composto polar, o que permite sua interação com a clorofila de maior polaridade comparada ao β caroteno. A páprica é um condimento de cor vermelha-intensa obtido a partir do pimentão vermelho (Capsicumannuum) utilizado muito na culinária e na agroindústria, (SILVA, et al 2006, p. 52).No experimento foi possível visualizar que as colunas de açúcar refinado e de giz apresentaram maior separação dos pigmentos, de forma rápida e eficiente. O removedor de cera é um composto apolar que tem interação maior com o betacaroteno ocorrendo, portanto, primeiramente a eluição deste pigmento, enquanto o pigmento vermelho ficou retido nas colunas testadas. Para a remoção da capsantina foi utilizado à acetona comercial, pois ambas são polares permitindo a eluição do pigmento. Dessa forma, foi possível otimizar os experimentos de CC, favorecendo o uso de materiais acessíveis e de baixo custo, ampliando a sua possibilididade de aplicação no ensino médio e superior.

Conclusões

Apesar de haver consenso acerca da importância da experimentação no ensino, esta muitas vezes fica relegada a segundo plano por empecilhos no tocante à espaço, reagentes e vidrarias. Os testes realizados mostraram que o açúcar refinado foi a melhor fase estacionária para ambos os extratos e, portanto,é possível utilizar materiais facilmente encontrados no comércio para realização da CC e com isso explorar os conceitos a ela pertinentes. Este experimento pode ser viabilizado em sala de aula e laboratórios para o ensino médio e superior favorecendo um ensino contextualizado e de baixo impacto.

Agradecimentos

Referências

DEGANI, A et al. Cromatografia um breve ensaio. Química Nova na Escola, n.7, mai./1998
FONSECA, S; GONCALVES, C. Extração de pigmentos do espinafre e separação em coluna de açúcar comercial. Química Nova na Escola, n.20, nov./ 2004.
PARANÁ. Diretrizes curriculares da educação básica Química. Paraná. 2007. Disponível em: http://www.educadores.diaadia.pr.gov.br/arquivos/File/diretrizes/dce_quim.pdf
RIBEIRO, N; NUNES, C. Análise de Pigmentos de Pimentões por Cromatografia em Papel. Química Nova na Escola, n.29, ago./2008.
SILVA, M.P.S. Macronutrientes e boro em capsicum annuum var. annuum: crescimento, composição mineral, sintomas de deficiência nutricional e produção de capsaicinoides. Tese de doutorado. Universidade Estadual do Norte Flumimense: Campos dos Goytacazes. Rio de Janeiro, 2014. 117 p.