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Indicador ácido-base de repolho roxo
Autora: Karoline dos Santos Tarnowski
Origem: Trabalho apresentado à disciplina de Química Aplicada da Udesc em 2017/1
Resumo
Introdução
Os indicadores ácido-base são substâncias que mudam de cor conforme o meio onde
estão inseridas e informam se o meio está ácido, básico ou neutro. A variedade de
indicadores disponíveis é imensa. Dentre eles, podem ser mencionados os indicadores
sintéticos, como a fenolftaleína, o azul de bromotimol, o papel de tornassol e o também o
alaranjado de metila. Além disso, existem algumas substâncias encontradas em vegetais e
flores que funcionam como indicadores ácido-base naturais, presentes em frutas, verduras,
folhas e flores, com coloração intensa. Dentre eles, pode-se mencionar a beterraba, a
jabuticaba, a uva, as amoras, as folhas vermelhas em geral, dentre outras (FOGAÇA, 2017).
Em relação ao repolho roxo, as substâncias presentes em suas folhas que o fazem
alterar sua coloração em meios ácidos e básicos são as antocianinas. Do grego anthos, que
significa flores e kianos, que quer dizer azul, pertencentes à classe dos flavonoides, são os
pigmentos responsáveis pela coloração azul, violeta, vermelha e rosa exibida pelo repolho
roxo e por flores e frutos em geral.
Quanto a essas substâncias, a propriedade das antocianinas em se apresentar com
O repolho roxo contém pigmentos, antocianinas, capazes de alterar sua coloração de acordo
com o meio em que se encontram. Por conta disso, o extrato do repolho roxo pode ser
utilizado como indicador de pH, pois a antocianina que o compõe varia de acordo com
pequenas variações no pH da solução. Essa capacidade se mostra importante, uma vez que os
professores de química necessitam de materiais de fácil acesso e baixo custo para suas
atividades pedagógicas e também porque os alunos poderão facilmente verificar o pH de
soluções em casa, caso desejem, aliando teoria e prática. Neste artigo, avaliou-se o pH de
diversos produtos do dia-a-dia e comparou-se com a legislação ou fabricante, a fim de
verificar se estavam de acordo. Fez-se isso utilizando o extrato de repolho-roxo como
indicador.
Palavras-chave: Indicador ácido-base, repolho roxo, potencial hidrogeniônico, antocianina.
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colorações distintas dependendo do potencial hidrogeniônico (pH) do meio em que estão
inseridas faz com que seja possível a sua utilização como indicadores naturais de pH em
análises químicas quantitativas e qualitativas.
No que diz respeito às vantagens que podem ser apontadas em relação à utilização
de pigmentos naturais, em relação aos indicadores sintéticos, pode-se mencionar o fato dos
indicadores naturais estarem disponíveis em vegetais de várias espécies de plantas
encontradas na natureza facilmente. Ademais, devido à sua abundância na natureza, tais
corantes indicadores de pH causam menor impacto ambiental ao serem descartados. Além
disso, pelo ponto de vista químico, por serem solúveis em meio aquoso são de fácil preparo
como indicador e sua decomposição no meio ambiente é favorecida, gerando menor impacto
ambiental (GUIMARÃES, 2012). Ainda, devido à diversidade de cores conforme a acidez ou
basicidade do meio em que se encontra, o extrato de repolho roxo constitui-se como
indicador universal de pH, substituindo os papéis indicadores universais, adquiridos apenas
em lojas especializadas e de difícil acesso em algumas regiões do país (GEPEQ, 1995).
De acordo com a Figura 1, todas as antocianinas são derivadas da estrutura básica
do cátion flavilium, deficiente em elétrons e, por isso, muito reativo.
Figura 1: Estrutura básica do cátion flavilium.
Fonte: Guimarães (2012)
Frequentemente associadas a açúcares, as antocianinas apresentam-se ligadas aos
grupos hidroxila OH-
. No entanto, ao estarem livres desses açúcares, são chamadas de
antocianidinas ou agliconas. Sendo assim, como exemplo, pode-se verificar as angliconas
que ocorrem com maior frequência na natureza, de acordo com a Tabela 1. Quanto ao
repolho roxo, a estrutura que lhe confere coloração é a cianidina.
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Tabela 1: Grupos substituintes de antocianidinas frequentes na natureza.
Fonte: Guimarães (2012)
A Figura 2 permite compreender as estruturas químicas envolvidas na variação de
coloração do pigmento contido no repolho roxo. Em meio ácido, com pH menor que 3, obtém-
se o cátion cianina. Já em meio levemente alcalino, em pH 8,5 verifica-se a base cianina. Já
em pH acima de 11, é possível observar a estrutura do ânion cianina.
Figura 2: Variação da estrutura cianina de acordo com o pH.
Fonte: Bernardino et al. (2017)
Sendo assim, o aumento ou a diminuição de espécies ácidas ou básicas no meio fará
com que o equilíbrio se desloque para a esquerda ou para a direita e a coloração resultante
dependerá das concentrações relativas das espécies indicadoras, responsáveis pela
coloração do meio. Desse modo, quanto maior a acidez do meio, quanto menor o pH, maior
será a protonação do indicador e, por consequência, maior será a concentração do cátion
cianina. Já com o aumento do pH, quanto maior a basicidade, essa forma do indicador vai
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sendo desprotonada, aumentando a concentração do ânion cianina (MATOS, 1999). De
acordo com a Figura 3, as estruturas químicas que estão em equilíbrio e que permitem a
variedade de colorações possíveis de serem observadas de acordo com o pH podem ser
verificadas.
Figura 3: Colorações do extrato de repolho roxo
de acordo com o pH em que se encontra.
Fonte: Fogaça (2017)
Procedimento Experimental
Materiais e Reagentes
Açúcar, água, água sanitária, bicarbonato de sódio, caneta e etiquetas, coador,
condicionador, copos transparentes, detergente, fermento químico, leite, leite de magnésia,
liquidificador, pastilha antiácida, peneira, repolho roxo, sabão em pó, sabonete, sal,
shampoo, suco de limão e vinagre.
Procedimento
Primeiramente, bateu-se um quarto de uma cabeça de repolho roxo com 1 litro de
água no liquidificador. Em seguida, peneirou-se e coou-se o suco, pois o filtrado é o indicador
ácido-base natural. Posteriormente, identificou-se os copos com etiquetas de acordo com as
amostras e adicionou-se as amostras a serem analisadas em dois copos: um com a amostra
pura, outro com a amostra a ser analisada. Isso foi feito para fins de comparação. Logo após,
adicionou-se o suco do repolho roxo em cada um dos copos com as amostras e verificou-se
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a coloração resultante. Depois, organizou-se os copos de acordo com a coloração
relacionada com o pH, de acordo com a Figura 3 referencial discutida anteriormente.
Resultados e Discussão
Após organização dos copos por ordem crescente de pH, obteve-se o que pode ser
verificado na Figura 4. A fileira superior representa os copos contendo as amostras puras e
a fileira inferior representa as amostras após a análise de pH. Quanto ao pH obtido para
cada amostra, chegou-se aos resultados disponíveis na Tabela 2.
Figura 4: Colorações do extrato de repolho roxo após análise de pH.
Fonte: A autora (2017)
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Amostra
Faixa de pH
observada
Literatura ou
fabricante
Classificação
Vinagre 3 2,69 - 2,83 Ácido
Suco de limão 3 2,4 Ácido
Sabonete 5 - 6 4,5 - 5,5 Ácido
Shampoo 6 - 7 5,5 - 7,5 Ácido
Condicionador 6 - 7 5,5 - 7,5 Ácido
Detergente 7 7 Neutro
Açúcar 7 7 Neutro
Sal de cozinha 7 7 Neutro
Leite 7 6,6 - 7,5 Neutro
Água de torneira 7 6,5 - 9 Neutro
Fermento químico 7 - 8 - Básico
Bicarbonato de sódio 7 - 8 8,5 Básico
Pastilha antiácida 7 - 8 - Básico
Sabão em pó 9 10,3 Básico
Leite de magnésia 9 10 Básico
Água sanitária 13 13 Básico
Tabela 2: Caráter ácido-base analisado.
Fonte: A autora (2017)
Nota-se que não há certeza absoluta do pH obtido, tal como se obtém através de um
aparelho peagâmetro. O que se pode verificar são faixas prováveis de potencial
hidrogeniônico, porque por ser um método visual, está sujeito a erros, pois até mesmo
algumas amostras já possuem certa coloração – podendo interferir na análise. Ainda assim,
esse método é viável para determinação do caráter ácido-base e também para a
determinação da faixa de pH, porque como ilustra a Tabela 2, está dentro do estipulado pelo
fabricante e pela legislação brasileira.
Desse modo, verificou-se que os valores obtidos de pH das amostras analisadas
encontram-se dentro dos valores estabelecidos pela legislação e pelo fabricante. Sendo
assim, pode-se afirmar que a técnica de análise de pH com a utilização do extrato do repolho
roxo é viável e eficaz.
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Considerações finais
Através do procedimento experimental realizado, verificou-se que o extrato de repolho
roxo, por conter uma antocianina sensível às variações de potencial hidrogeniônico, pode
ser utilizado para determinação de caráter ácido-base de soluções químicas e as faixas de
pH em que esta solução se encontra. Essa capacidade se mostra importante, uma vez que
os professores de química necessitam de materiais de fácil acesso e baixo custo para suas
atividades pedagógicas e também, os alunos poderão facilmente verificar o pH de soluções
em casa, caso desejem, aliando teoria e prática.
Referências
BERNARDINO, A. M. R.; PEREIRA, A. S.; ARARIPE, D. R.; SOUZA, N. A.; AZEVEDO, R.
V. D. Antocianinas - Papel Indicador de pH e estudo da estabilidade da Solução de
Repolho Roxo. Núcleo de Pesquisa em Ensino de Química – Pós-Graduação em Ensino
de Ciências - Modalidade Química - I.Q. - Universidade Federal Fluminense.
CAPES/FAPERJ.
BRASIL. Procedimentos de controle e de vigilância da qualidade da água para
consumo humano e seu padrão de potabilidade. Portaria Nº 2.914, de 12 de dezembro
de 2011. Disponível em
<bvsms.saude.gov.br/bvs/saudelegis/gm/2011/prt2914_12_12_2011.html>. Acesso em
20/06/2017.
Diário de Química. Funções inorgânicas. Disponível em
<diarioquimica.blogspot.com.br/2011_09_01_archive.html>. Acesso em 26/06/2017.
EMBRAPA. Composição do Vinagre. Disponível em
<https://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/FontesHTML/Vinagre/SistemaProducaoVin
agre/composicao.htm>. Acesso em 20/06/2017.
EMBRAPA. pH do Leite. Disponível em <
http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/Agencia8/AG01/arvore/AG01_193_21720039246.ht
ml>. Acesso em 20/06/2017.
FOGAÇA, J. Indicador ácido-base com repolho roxo. Manual da Química. Disponível em
<manualdaquimica.uol.com.br/experimentos-quimica/indicador-acido-base-com-repolho-
roxo.html>. Acesso em 28/03/2017.
GEPEQ. Estudando o equilíbrio ácido-base. Experimentação no Ensino de Química.
Química Nova na Escola. N° 1, Maio 1995.
Rev. 00
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8
GUIMARÃES, W; ALVES, M. U. R.; ANTONIOSI FILHO, N. R. Antocianinas em extratos
vegetais: aplicação em titulação ácido-base e identificação via cromatografia
líquida/espectrometria de massas. Química Nova vol. 35 no.8, São Paulo. 2012.
INFOESCOLA. pH de Substâncias. Disponível em <www.infoescola.com/wp-
content/uploads/2012/02/ph-substancias.jpg>. Acesso em 20/06/2017.
MATOS, J. A. M. G. Mudanças de Cores e Indicadores. Química Nova na Escola. N° 10,
NOVEMBRO 1999. Disponível em <qnesc.sbq.org.br/online/qnesc10/conceito.pdf>. Acesso
em 20/06/2017.

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Indicador de pH natural: extrato de repolho roxo

  • 1. Rev. 00 Química em Prática – Materiais e ideias para aulas de Química – www.quimicaempratica.com 1 Indicador ácido-base de repolho roxo Autora: Karoline dos Santos Tarnowski Origem: Trabalho apresentado à disciplina de Química Aplicada da Udesc em 2017/1 Resumo Introdução Os indicadores ácido-base são substâncias que mudam de cor conforme o meio onde estão inseridas e informam se o meio está ácido, básico ou neutro. A variedade de indicadores disponíveis é imensa. Dentre eles, podem ser mencionados os indicadores sintéticos, como a fenolftaleína, o azul de bromotimol, o papel de tornassol e o também o alaranjado de metila. Além disso, existem algumas substâncias encontradas em vegetais e flores que funcionam como indicadores ácido-base naturais, presentes em frutas, verduras, folhas e flores, com coloração intensa. Dentre eles, pode-se mencionar a beterraba, a jabuticaba, a uva, as amoras, as folhas vermelhas em geral, dentre outras (FOGAÇA, 2017). Em relação ao repolho roxo, as substâncias presentes em suas folhas que o fazem alterar sua coloração em meios ácidos e básicos são as antocianinas. Do grego anthos, que significa flores e kianos, que quer dizer azul, pertencentes à classe dos flavonoides, são os pigmentos responsáveis pela coloração azul, violeta, vermelha e rosa exibida pelo repolho roxo e por flores e frutos em geral. Quanto a essas substâncias, a propriedade das antocianinas em se apresentar com O repolho roxo contém pigmentos, antocianinas, capazes de alterar sua coloração de acordo com o meio em que se encontram. Por conta disso, o extrato do repolho roxo pode ser utilizado como indicador de pH, pois a antocianina que o compõe varia de acordo com pequenas variações no pH da solução. Essa capacidade se mostra importante, uma vez que os professores de química necessitam de materiais de fácil acesso e baixo custo para suas atividades pedagógicas e também porque os alunos poderão facilmente verificar o pH de soluções em casa, caso desejem, aliando teoria e prática. Neste artigo, avaliou-se o pH de diversos produtos do dia-a-dia e comparou-se com a legislação ou fabricante, a fim de verificar se estavam de acordo. Fez-se isso utilizando o extrato de repolho-roxo como indicador. Palavras-chave: Indicador ácido-base, repolho roxo, potencial hidrogeniônico, antocianina.
  • 2. Rev. 00 Química em Prática – Materiais e ideias para aulas de Química – www.quimicaempratica.com 2 colorações distintas dependendo do potencial hidrogeniônico (pH) do meio em que estão inseridas faz com que seja possível a sua utilização como indicadores naturais de pH em análises químicas quantitativas e qualitativas. No que diz respeito às vantagens que podem ser apontadas em relação à utilização de pigmentos naturais, em relação aos indicadores sintéticos, pode-se mencionar o fato dos indicadores naturais estarem disponíveis em vegetais de várias espécies de plantas encontradas na natureza facilmente. Ademais, devido à sua abundância na natureza, tais corantes indicadores de pH causam menor impacto ambiental ao serem descartados. Além disso, pelo ponto de vista químico, por serem solúveis em meio aquoso são de fácil preparo como indicador e sua decomposição no meio ambiente é favorecida, gerando menor impacto ambiental (GUIMARÃES, 2012). Ainda, devido à diversidade de cores conforme a acidez ou basicidade do meio em que se encontra, o extrato de repolho roxo constitui-se como indicador universal de pH, substituindo os papéis indicadores universais, adquiridos apenas em lojas especializadas e de difícil acesso em algumas regiões do país (GEPEQ, 1995). De acordo com a Figura 1, todas as antocianinas são derivadas da estrutura básica do cátion flavilium, deficiente em elétrons e, por isso, muito reativo. Figura 1: Estrutura básica do cátion flavilium. Fonte: Guimarães (2012) Frequentemente associadas a açúcares, as antocianinas apresentam-se ligadas aos grupos hidroxila OH- . No entanto, ao estarem livres desses açúcares, são chamadas de antocianidinas ou agliconas. Sendo assim, como exemplo, pode-se verificar as angliconas que ocorrem com maior frequência na natureza, de acordo com a Tabela 1. Quanto ao repolho roxo, a estrutura que lhe confere coloração é a cianidina.
  • 3. Rev. 00 Química em Prática – Materiais e ideias para aulas de Química – www.quimicaempratica.com 3 Tabela 1: Grupos substituintes de antocianidinas frequentes na natureza. Fonte: Guimarães (2012) A Figura 2 permite compreender as estruturas químicas envolvidas na variação de coloração do pigmento contido no repolho roxo. Em meio ácido, com pH menor que 3, obtém- se o cátion cianina. Já em meio levemente alcalino, em pH 8,5 verifica-se a base cianina. Já em pH acima de 11, é possível observar a estrutura do ânion cianina. Figura 2: Variação da estrutura cianina de acordo com o pH. Fonte: Bernardino et al. (2017) Sendo assim, o aumento ou a diminuição de espécies ácidas ou básicas no meio fará com que o equilíbrio se desloque para a esquerda ou para a direita e a coloração resultante dependerá das concentrações relativas das espécies indicadoras, responsáveis pela coloração do meio. Desse modo, quanto maior a acidez do meio, quanto menor o pH, maior será a protonação do indicador e, por consequência, maior será a concentração do cátion cianina. Já com o aumento do pH, quanto maior a basicidade, essa forma do indicador vai
  • 4. Rev. 00 Química em Prática – Materiais e ideias para aulas de Química – www.quimicaempratica.com 4 sendo desprotonada, aumentando a concentração do ânion cianina (MATOS, 1999). De acordo com a Figura 3, as estruturas químicas que estão em equilíbrio e que permitem a variedade de colorações possíveis de serem observadas de acordo com o pH podem ser verificadas. Figura 3: Colorações do extrato de repolho roxo de acordo com o pH em que se encontra. Fonte: Fogaça (2017) Procedimento Experimental Materiais e Reagentes Açúcar, água, água sanitária, bicarbonato de sódio, caneta e etiquetas, coador, condicionador, copos transparentes, detergente, fermento químico, leite, leite de magnésia, liquidificador, pastilha antiácida, peneira, repolho roxo, sabão em pó, sabonete, sal, shampoo, suco de limão e vinagre. Procedimento Primeiramente, bateu-se um quarto de uma cabeça de repolho roxo com 1 litro de água no liquidificador. Em seguida, peneirou-se e coou-se o suco, pois o filtrado é o indicador ácido-base natural. Posteriormente, identificou-se os copos com etiquetas de acordo com as amostras e adicionou-se as amostras a serem analisadas em dois copos: um com a amostra pura, outro com a amostra a ser analisada. Isso foi feito para fins de comparação. Logo após, adicionou-se o suco do repolho roxo em cada um dos copos com as amostras e verificou-se
  • 5. Rev. 00 Química em Prática – Materiais e ideias para aulas de Química – www.quimicaempratica.com 5 a coloração resultante. Depois, organizou-se os copos de acordo com a coloração relacionada com o pH, de acordo com a Figura 3 referencial discutida anteriormente. Resultados e Discussão Após organização dos copos por ordem crescente de pH, obteve-se o que pode ser verificado na Figura 4. A fileira superior representa os copos contendo as amostras puras e a fileira inferior representa as amostras após a análise de pH. Quanto ao pH obtido para cada amostra, chegou-se aos resultados disponíveis na Tabela 2. Figura 4: Colorações do extrato de repolho roxo após análise de pH. Fonte: A autora (2017)
  • 6. Rev. 00 Química em Prática – Materiais e ideias para aulas de Química – www.quimicaempratica.com 6 Amostra Faixa de pH observada Literatura ou fabricante Classificação Vinagre 3 2,69 - 2,83 Ácido Suco de limão 3 2,4 Ácido Sabonete 5 - 6 4,5 - 5,5 Ácido Shampoo 6 - 7 5,5 - 7,5 Ácido Condicionador 6 - 7 5,5 - 7,5 Ácido Detergente 7 7 Neutro Açúcar 7 7 Neutro Sal de cozinha 7 7 Neutro Leite 7 6,6 - 7,5 Neutro Água de torneira 7 6,5 - 9 Neutro Fermento químico 7 - 8 - Básico Bicarbonato de sódio 7 - 8 8,5 Básico Pastilha antiácida 7 - 8 - Básico Sabão em pó 9 10,3 Básico Leite de magnésia 9 10 Básico Água sanitária 13 13 Básico Tabela 2: Caráter ácido-base analisado. Fonte: A autora (2017) Nota-se que não há certeza absoluta do pH obtido, tal como se obtém através de um aparelho peagâmetro. O que se pode verificar são faixas prováveis de potencial hidrogeniônico, porque por ser um método visual, está sujeito a erros, pois até mesmo algumas amostras já possuem certa coloração – podendo interferir na análise. Ainda assim, esse método é viável para determinação do caráter ácido-base e também para a determinação da faixa de pH, porque como ilustra a Tabela 2, está dentro do estipulado pelo fabricante e pela legislação brasileira. Desse modo, verificou-se que os valores obtidos de pH das amostras analisadas encontram-se dentro dos valores estabelecidos pela legislação e pelo fabricante. Sendo assim, pode-se afirmar que a técnica de análise de pH com a utilização do extrato do repolho roxo é viável e eficaz.
  • 7. Rev. 00 Química em Prática – Materiais e ideias para aulas de Química – www.quimicaempratica.com 7 Considerações finais Através do procedimento experimental realizado, verificou-se que o extrato de repolho roxo, por conter uma antocianina sensível às variações de potencial hidrogeniônico, pode ser utilizado para determinação de caráter ácido-base de soluções químicas e as faixas de pH em que esta solução se encontra. Essa capacidade se mostra importante, uma vez que os professores de química necessitam de materiais de fácil acesso e baixo custo para suas atividades pedagógicas e também, os alunos poderão facilmente verificar o pH de soluções em casa, caso desejem, aliando teoria e prática. Referências BERNARDINO, A. M. R.; PEREIRA, A. S.; ARARIPE, D. R.; SOUZA, N. A.; AZEVEDO, R. V. D. Antocianinas - Papel Indicador de pH e estudo da estabilidade da Solução de Repolho Roxo. Núcleo de Pesquisa em Ensino de Química – Pós-Graduação em Ensino de Ciências - Modalidade Química - I.Q. - Universidade Federal Fluminense. CAPES/FAPERJ. BRASIL. Procedimentos de controle e de vigilância da qualidade da água para consumo humano e seu padrão de potabilidade. Portaria Nº 2.914, de 12 de dezembro de 2011. Disponível em <bvsms.saude.gov.br/bvs/saudelegis/gm/2011/prt2914_12_12_2011.html>. Acesso em 20/06/2017. Diário de Química. Funções inorgânicas. Disponível em <diarioquimica.blogspot.com.br/2011_09_01_archive.html>. Acesso em 26/06/2017. EMBRAPA. Composição do Vinagre. Disponível em <https://sistemasdeproducao.cnptia.embrapa.br/FontesHTML/Vinagre/SistemaProducaoVin agre/composicao.htm>. Acesso em 20/06/2017. EMBRAPA. pH do Leite. Disponível em < http://www.agencia.cnptia.embrapa.br/Agencia8/AG01/arvore/AG01_193_21720039246.ht ml>. Acesso em 20/06/2017. FOGAÇA, J. Indicador ácido-base com repolho roxo. Manual da Química. Disponível em <manualdaquimica.uol.com.br/experimentos-quimica/indicador-acido-base-com-repolho- roxo.html>. Acesso em 28/03/2017. GEPEQ. Estudando o equilíbrio ácido-base. Experimentação no Ensino de Química. Química Nova na Escola. N° 1, Maio 1995.
  • 8. Rev. 00 Química em Prática – Materiais e ideias para aulas de Química – www.quimicaempratica.com 8 GUIMARÃES, W; ALVES, M. U. R.; ANTONIOSI FILHO, N. R. Antocianinas em extratos vegetais: aplicação em titulação ácido-base e identificação via cromatografia líquida/espectrometria de massas. Química Nova vol. 35 no.8, São Paulo. 2012. INFOESCOLA. pH de Substâncias. Disponível em <www.infoescola.com/wp- content/uploads/2012/02/ph-substancias.jpg>. Acesso em 20/06/2017. MATOS, J. A. M. G. Mudanças de Cores e Indicadores. Química Nova na Escola. N° 10, NOVEMBRO 1999. Disponível em <qnesc.sbq.org.br/online/qnesc10/conceito.pdf>. Acesso em 20/06/2017.