Atividade óptica Da Glicose

UNIVERSIDADE FEDERAL DO MARANHÃO

CENTRO DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS E DA SAÚDE

CURSO DE FARMÁCIA

DISCIPLINA: Química Orgânica I

PROFESSORA: Paulina Carvalho

Antônio André do Vale Nascimento

Bruno Everton de Neres

Francisco de Assis Oliveira

Giovanna Myrla Andrade Brito

Haymê dos Santos Ferreira

Isabella Costa dos Santos

Pâmela Costa dos Santos

Talita de Jesus Furtado Tavares

Vanessa G. Nunes da Silva

ATIVIDADE ÓPTICA DA GLICOSE

São Luís – MA

2013

INTRODUÇÃO

Um foco de luz monocromática comum (luz com apenas um comprimento de onda) gera campos elétricos e magnéticos que oscilam rapidamente em todas as direções possíveis em torno do eixo de seu caminho (Figura 1). Certos artifícios ópticos, como um disco polaroide ou um prisma de Nicol (um apetrecho construído a partir de dois pedaços de espato da Islândia – calcita), irão transmitir de maneira seletiva aquela tração de um feixe luminoso que apresenta vibrações elétricas e magnéticas somente em um plano específico. Esta luz é chamada plano-polarizada. Se dois artifícios polarizadores são colocados no percurso da luz, o máximo de luz passará quando seus eixos de polarização estiverem em paralelo um para com o outro, mas toda a luz será cortada se os eixos estiverem perpendiculares.

Figura 1 – Formação de luz plano-polarizada

A luz plano-polarizada atravessa o ar, a água e uma série de substâncias orgânicas (clorofórmio, cicloexano, álcool etílico, etc) sem sofrer alterações. Todavia, no início do século XIX, o físico francês Biot descobriu que algumas substâncias, como o quartzo, o açúcar e a terebentina, tinham a peculiaridade de girar o plano de polarização quando eram inseridos no feixe de luz polarizada. Dizemos que estes compostos são opticamente ativos. Um instrumento chamado polarímetro pode ser usado para medir a direção e a magnitude da rotação do plano de polarização.

Uma substância que gira o plano de polarização para a direita, ou em sentido horário, quando o observador olhar para a fonte de luz, é chamada dextro-rotatória (do latim Dexter, direita). Se a rotação for para a esquerda ou em sentido anti-horário, diz-se que o material opticamente ativo é levo-rotatório (do latim laevus, esquerda). A direção e a magnitude da rotação são medidas em graus (mais para as dextro-rotatórias, menos para as levo-rotatórias), ajustando o analisador móvel do polarímetro para dar a intensidade máxima da luz transmitida.

A atividade óptica de sólidos inorgânicos como o quartzo rapidamente revelou-se peculiar ao estado cristalino. Todavia, a atividade da maioria das substâncias orgânicas perdurava nas fases líquida e gasosa, indicando que o fenômeno é de natureza molecular. É claro que não é possível obter a rotação óptica de uma única molécula, portanto os valores relatados de α representam mensurações feitas com um grande número de moléculas) cerca de 1020 como líquido puro ou em solução num solvente inerte.

Verificou-se que a magnitude de α é sensível a uma série de variáveis, inclusive a concentração das moléculas da amostra no caminho da luz, o comprimento do tubo da amostra, o solvente e o comprimento de onda da luz usada para fazer a observação [1]. A fim de padronizar os relatos sobre atividades ópticas, os químicos adotaram a rotação específica como unidade de mensuração:

Rotação específica = (rotação observada)/( comprimento do tubo de amostra (dm) x concentração (g/ml))

(α) = α/(l x c)

OBJETIVOS

– Geral

Identificar a atividade óptica da glicose utilizando a técnica de polarimetria.

- Específicos

Estudar os conceitos básicos sobre atividade óptica da glicose;

Verificar a técnica de polarimetria e suas aplicações básicas;

Determinar o poder rotatório da glicose a partir de amostras de concentrações conhecidas;

Determinar a concentração desconhecida de uma amostra de glicose.

PARTE EXPERIMENTAL

– Materiais e Reagentes

Soluções de concentrações conhecidas e desconhecidas de sacarose

Polarímetro

– Procedimento Experimental

Preparação das substâncias e determinação da curva polarimétrica das amostras de concentrações conhecidas

Preparou-se as amostras das soluções de glicose nas concentrações de 5%, 10%, 15% e 20%. Logo após, as substâncias foram resfriadas à temperatura de 20o C em um béquer.

O equipamento foi ligado em uma tomada de corrente de 220 v. Após 10 minutos, o aparelho foi calibrado.

Verificou-se o tubo óptico, removendo uma das extremidades, em seguida lavou-se com o máximo de cuidado enchendo com água destilada até a borda.

Encheu-se o tubo com a amostra desejada, observando a presença de eventuais bolhas de ar, e foi colocado no compartimento do polarímetro.

Determinação da concentração da amostra desconhecida

Leu-se os valores do ângulo de desvio de cada amostra e registrou-se os valores obtidos.

Leu-se os ângulos de desvio da amostra desconhecida e a partir do poder rotatório determinado pela curva polarímetra, calculou-se a concentração desconhecida.

Foi calculado o erro relativo a partir do poder rotatório padrão da glicose.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A glicose é um carboidrato de suma importância para os seres vivos. A “queima” dela é um dos principais meios para a obtenção da energia para o nosso organismo, por exemplo. [2] Em sua estrutura, a glicose possui 4 carbonos assimétricos, logo existem 16 isômeros de glicose. A maioria dos monocarboidratos que são presentes em mamíferos são da configuração D; e as enzimas responsáveis pelo metabolismo destes são específicas para esta configuração. [3]

“A presença de carbonos assimétricos também confere aos carboidratos atividade óptica, podendo desviar a luz polarizada para a direita, dextrorotatória (+) ou para a esquerda, levorotatória (-). Como a classificação de isomerismo depende da correlação com a estrutura do gliceraldído e não da atividade ótica, é possível descrever um dado açúcar como sendo D(-) ou L(+). A glicose possui atividade dextrorotatória, e por isso também é bastante conhecida com dextrose.” [3]

Por este motivo, foi utilizada a Glicose com variadas concentrações e cada uma dela apresentando um poder rotatório correspondente. Os dados estão apresentados na Tabela 1.

Concentração (g/cm3) Poder rotatório

0,10 2,276°

0,15 3,093°

0,20 6,819°

Solução com a concentração desconhecida 1,350°

Tabela 1. Poder Rotatório de soluções de glicose com diferentes concentrações

Percebe-se que a Concentração e o Poder rotatório apresenta certa linearidade notável, mesmo não sendo uma proporção exata. Essa observação pode ser constatada na Figura 2.

Figura 2. Poder rotatório da glicose em função das concentrações: 0,10; 0,15 e 0,20 g/mL

Com base nos dados, pode-se inferir que:

Linearidade da Reta

A linearidade da reta é representada por R, logo:

R2 = 0,8798

R= √0,8798

R=0,937976545

Por esse motivo, tem-se que a proporcionalidade entre os valores de alfa em função da variação da concentração da glicose não foi exata, mas se aproximou do R=1. Importante destacar que quanto mais próximo de 1, mais linear a reta. (4)

Coeficiente angular

Como se percebeu, a linearidade do Poder de Rotação (eixo y) com a Concentração da solução (eixo x) é representada pela reta do gráfico, tal representação pode ser justificada pela Figura 3.

Figura 3. Representação do Coeficiente Angular da reta

O coeficiente angular da reta, portanto, equivale a inclinação da reta. (4) Por esse motivo, tem-se que:

[α]ϴy = y2 – y1/ x2 – x1

[α]ϴy = 6,819° – 2,276°/ 0,2 – 0,1

[α]ϴy = 4,543°/0,1

[α]ϴy = 45,43°

O coeficiente angular da reta, portanto, é de 45,43.

Concentração da solução desconhecida

No experimento, uma solução de Glicose de concentração desconhecida, utilizou-se a atividade óptica da glicose para avaliar qual a concentração da solução na equação:

[α]ϴy = α / l. c

Sendo que:

[α]ϴy = Coeficiente angular da reta

(α) = poder rotatório da solução desconhecida

L = 1dm3 = Comprimento do tubo

C = concentração desconhecida da solução

Resolvendo a equação, pode-se ter:

[α]ϴy = α / l. c

45,43° = 1,350°/ 1.c

45,43°.c=1,350°

c=0,0297g/cm3

Erro relativo

A partir do poder rotatório da Glicose, calculou-se o erro relativo:

Er = Vo – Vreal / Vreal . 100

Er=45,43° – 53° / 53°. 100

Er = - 14,28%

Portanto, o Erro Relativo é de 14,28% pra menos.

Importante frisar que o experimento foi feito com uma solução resfriada a uma temperatura de 20°C, valor padrão em experimentos em questão.

CONCLUSÃO

A partir do experimento realizado, foi possível então chegar ao seu objetivo final: identificar o poder rotatório de soluções de glicose de diferentes concentrações. A partir da linearidade obtida entre a concentração e o poder de rotação das soluções de glicose, foi construído um gráfico com bases nos dados obtidos, onde a linearidade da reta teve valor de R2= 0,8798 e o coeficiente angular, []= 45,43°.

Com base nos dados até então encontrados, calculou-se a concentração desconhecida da solução de glicose, que é C= 0,0297 g/cm3. Ao fim, calculou-se que o erro relativo foi de 14,28% para menos.

REFERÊNCIAS

[1]GRAHAM. Química Orgânica. Rio de Janeiro

[2] Mellet, Peter, Rossiter Jane. Energia do Alimento. São Paulo, ed. Scipione, 1994.

[3] Departamento de Bioquímica e Imunologia. Carboidratos. Universidade de São Paulo, USP. Disponível em: <HTTP://rbi.fmrp.usp.br/ftobioq/teoricas/carboidratos.pdf> Acesso em 23 junho. 2013.

[4] CARVALHO, Paulina (2013). Guia de experimentos em química orgânica I. UFMA