Relatório 06 - Oléo e saponificação

7/29/2019 Relatrio 06 - Olo e saponificao

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1 INTRODUO

Os lipdios (do grego: lipos, gordura) so substncias de origem biolgica, solveis

em solventes orgnicos (ter, clorofrmio, benzeno) e insolveis ou pouco solveis em

gua. As principais classes de lipdios biolgicos so: cidos graxos, triacilgliceris,

glicerofosfolipdios, esfingolipdios e esterides [VOET, 2006].

Principais classes de lipdios biolgicos

- cidos graxos: so cidos carboxlicos com grupos laterais de hidrocarbonetos de cadeia

longa (com cadeias carbnicas variando entre 4 e 36 carbonos). Eles normalmente ocorrem

na forma esterificada, como os principais componentes de triacilgliceris,

glicerofosfolipdios, esfingolipdios e colesterol. Nas plantas e nos animais superiores, oscidos graxos mais comuns so os com 16 e 18 carbonos (C16 e C18): cidos palmtico,

olico, linolico e esterico (Figura 1). cidos graxos com menos de 14 ou mais de 20

carbonos so raros. A maioria dos cidos graxos possui um nmero par de carbonos, pois

em geral so sintetizados pela concatenao de unidades C2.

FIGURA 1: Frmulas estruturais de alguns cidos graxos [VOET, 2006].

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Os cidos graxos podem ainda ser divididos em dois grupos: saturados e insaturados

(Figura 2). Os cidos graxos saturados so aqueles que possuem somente ligaes simples

(CC) entre seus tomos de carbono da cadeia de hidrocarbonetos. Sua conformao

geralmente reta, o que permite seu empilhamento de forma eficiente. J os cidos graxos

insaturados possuem uma ou mais duplas ligaes (C=C) ao longo da cadeia carbnica. A

ligao dupla ocorre de forma alternada entre os tomos de carbono, e ela pode ter duas

configuraes: cis (se a molcula adquirir forma linear) e trans (se a molcula tiver uma

inclinao na cadeia). Os cidos graxos insaturados ocorrem na natureza na configurao

cis, entretanto, atravs de processos artificiais de hidrogenao (quando so solidificados na

presena de H2) eles so transformados para a configurao trans [VOET, 2006].

FIGURA 2: cido graxo saturado (esquerda) e insaturado (direita) [Aula 06].

- Triacilgliceris: tambm conhecidos como triglicerdios ou gorduras neutras, constituem

basicamente as gorduras e os leos encontrados nas plantas e animais. Eles so substncias

apolares e insolveis em gua, compostos por tristeres de cidos graxos e glicerol (Figura

3). Os triacilgliceris so substncias de reserva de energia para os animais, sendo

sintetizados e armazenados nos adipcitos (clulas gordurosas do tecido adiposo), que

permite com que humanos sobrevivam a jejum de 2 a 3 meses e proporciona isolamentotrmico [VOET, 2006].

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FIGURA 3: Molcula de triacilglicerol [VOET, 2006].

As gorduras e os leos so misturas complexas de triacilgliceris, cuja composio

em cidos graxos depende do organismo que os produz. As gorduras so ricas em cidos

graxos saturados, logo apresentam uma maior facilidade de empacotamento devido aconformao das suas molculas, o que explica a sua solidez em temperatura ambiente,

enquanto os leos so mais ricos em cidos graxos insaturados, o que dificulta a interao

intermolecular, sendo portanto lquidos a temperatura ambiente.

- Glicerofosfolipdios e Esfingolipdios: so importantes componentes lipdicos das

membranas biolgicas. Os glicerofosfolipdios (ou fosfoglicerdios) so constitudos de sn-

glicerol-3-fosfato esterificado a cidos graxos nos posies C1 e C2 e a um grupo X no seu

grupo fosforil, conforme a Figura 4. Os esfingolipdios so formados por uma molcula de

um aminolcool de cadeia longa, a esfingosina, que ligado aos cidos graxos atravs de

uma ligao amida, conforme a Figura 5. [VOET, 2006].

FIGURA 4: Molcula de glicerofosfolipdio [VOET, 2006].

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FIGURA 5: Uma molcula de ceramida, derivada do cido graxo N-acil da esfingosina [VOET, 2006].

- Esterides: os esterides so derivados do ciclopentanoperidrofenantreno. O colesterol

o esteride mais abundante nos animais, e um componente fundamental das membranas

plasmticas animais (Figura 6). Ele o precursor metablico dos hormnios esteroidais,

que regulam uma grande variedade de funes fisiolgicas, entre elas o desenvolvimento

sexual e o metabolismo de carboidratos [VOET, 2006].

FIGURA 6. Colesterol (a) Frmula estrutural. (b) Modelo de volume atmico [VOET, 2006].

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Agregados Lipdicos

Lipdios anfipticos (como os cidos graxos), ao serem misturados com a gua,

podem formar trs tipos de agregados: micela, bicamada ou lipossomo.

Lipdios com uma nica cadeia carbnica, como sabes e detergentes, devido

forma cnica e afilada de suas molculas, constituem, preferencialmente, micelas. Nesta

estrutura esfrica, as cadeias de hidrocarbonetos organizam-se no interior, isolando-se da

gua, e os grupos polares posicionam-se na superfcie externa, interagindo com o solvente

(Figura 7a) A formao de micelas favorecida quando a rea transversal dos grupos

carregados for maior que a(s) cadeia(s) acila lateral(is), como ocorre nos cidos graxos

livres, nos lisofosfolipdios (fosfolipdios sem um cido graxo) e nos detergentes como o

dodecil sulfato de sdio. Ela uma etapa importante na digesto dos lipdios da dieta.A maioria dos fosfolipdios e glicolipdios associam-se em uma camada dupla de

molculas, chamada bicamada lipdica. Esta estrutura permite uma agregao mais estvel

das molculas desses lipdios, que tem forma cilndrica devido presena de duas cadeias

apolares. As molculas de lipdios alinham-se lado a lado, compondo duas monocamadas;

as cadeias carbnicas das monocamadas agrupam-se frente a frente, de modo a criar um

domnio hidrofbico no meio da bicamada; os grupos hidroflicos dispem-se na superfcie

das duas faces da bicamada, interagindo com a gua (Figura 7b).Bicamadas lipdicas tendem a se converter em estruturas fechadas, chamadas

lipossomos, que so mais estveis, pois no apresentam caudas hidrofbicas expostas ao

solvente, como acontece na periferia das bicamadas planas. Os lipossomos so vesculas

esfricas sintticas formadas por uma bicamada lipdica contnua, que delimita uma

cavidade interna preenchida com solvente (Figura 7c). Eles podem ser produzidos com

molculas de um nico tipo ou de diferentes tipos de lipdios anfipticos [LEHNINGER,

2006].

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FIGURA 7.(a) Micela. (b) Bicamada lipdica. (c) Lipossomo [LEHNINGER, 2006].

Reao de saponificao

O sabo geralmente o resultado da reao qumica entre uma base forte

(geralmente hidrxido de sdio ou hidrxido de potssio) e algum cido graxo, numa

reao chamada saponifio. Os cidos graxos normalmente usados so o olico, o

esterico e o palmtico, encontrados sob a forma de triacilgliceris (oleatos, estearatos e

palmitatos) nas substncias gordurosas. Na reao de saponificao o hidrxido de sdio ou

hidrxido de potssio ataca os triacilgliceris, deslocando o glicerol e formando sais

sdicos ou potssicos, que recebem o nome de sabes (Figura 8).

FIGURA 8: Exemplo de reao de saponificao. (1) Triacilglicerol. (2) Base Forte (KOH). (3) Glicerol. (4)Sal Potssico (fonte: http://www.dbm.ufpb.br/DBM_bioquimica_monitoria.htm).

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http://www.dbm.ufpb.br/DBM_bioquimica_monitoria.htmhttp://www.dbm.ufpb.br/DBM_bioquimica_monitoria.htm


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Como eles possuem uma parte orgnica (longa cadeia carbnica, hidrofbica) e uma

parte inorgnica (on proveniente da base, hidroflico), eles dissolvem a gordura e so

solveis em gua. A parte orgnica se liga gordura dos pratos, utenslios domsticos, etc.,

enquanto a parte inorgnica se liga gua, por ser polar.

A capacidade de limpeza dos sabes e detergentes depende da sua capacidade de

formar emulses com materiais solveis nas gorduras. Na emulso, as molculas de sabo

ou detergente envolvem a "sujeira" de modo a coloc-la em uma micela (Figura 9). Os

sabes so agentes emulsificantes, pois tendem a tornar as emulses mais estveis e

homogneas.

FIGURA 9. Interface da micela com um meio polar (fonte:

http://www.cdcc.sc.usp.br/quimica/index.html).

Os sabes so ineficientes em gua dura (gua contendo sais de metais pesados,

especialmente ferro e clcio). Os sabes, em gua dura, so precipitados na forma de sais

insolveis de clcio ou magnsio. Os sais de clcio e ferro de hidrogeno-sulfatos de alquila

so solveis em gua, e os sais de sdio destes materiais, conhecidos como detergentes, so

eficientes mesmo em gua dura [CDCC, 2009].

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http://www.cdcc.sc.usp.br/quimica/index.htmlhttp://www.cdcc.sc.usp.br/quimica/index.html


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2 OBJETIVO

O objetivo deste experimento foi extrair o leo de soja, realizar a saponificao do

leo extrado e caracterizar as propriedades fsico-qumicas dos sabes.

3 MATERIAIS E MTODOS

3.1 Materiais

leo de soja

Soja moda e seca

gua destilada

Etanol

ter etlico

Acetona

Hidrxido de potssio

Hidrxido de sdio

Fenolftalena

cido clordrico

Cloreto de sdio

Cloreto de clcio

Liquidificador

Balana Analtica

Banho de aquecimento fervente

Pedra quente 50C

Suporte para tubos

Pina de madeira

Pipeta graduada 10 mL

Pipetador automtico 1000L

Ponteiras de pipetador

Pipeta de Pasteur

Esptula

Proveta 25 mL

Tubos de ensaio

Bquer de 100 mL

Bquer de 10 mL

Erlenmeyer de 125 mL

Papel de filtro

Funil de vidro

Suporte para funil de vidro

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3.2 Mtodos

3.2.1 Parte 1 Extrao do leo vegetal da soja

Em um bquer de 100 mL pesou-se 10 g de soja moda e seca, adicionou-se 25 mL de

acetona e agitou-se por 5 minutos.

No filtro de vidro, com o filtro de papel filtrou-se a soluo obtida. Em uma pedra

prpria para aquecimento qumicos colocou-se o bquer com a soluo filtrada e esperou-se

at que toda a acetona evaporasse e restasse apenas o leo de soja.

3.2.2 Parte 2 Solubilidade do leo de soja

Numerou-se 4 tubos de ensaios e em casa um colocou-se um dos seguintes solventes:

1. gua2. Etanol

3. ter Etlico

4. Acetona

Adicionou-se cada um deles 1 mL de leo de soja, agitou-se e classificou-se a

solubilidade do leo em cada solvente da seguinte forma: +, ++, +++ e ++++.

3.2.3 Parte 3 Reao de saponificao

Em um erlenmeyer de 125 mL misturou-se 10 mL de soluo aquosa de hidrxido de

potssio 40% e 10 mL de lcool etlico. Colocou-se 5 mL de leo vegetal e aqueceu-se

em banho fervente por 30 minutos.

Aps esse tempo adicionou-se 2 mL da soluo 1 tubo de ensaio e 2 mL de gua

destilada e observou-se a formao ou no de espuma.

3.2.4 Parte 4 Separao de cidos graxos

Colocou-se 4 mL de sabo em1 tubo de ensaio e adicionou-se 2 gostas de fenolftalena.

Agitando o tubo colocou-se, gota a gota, HCl at que a colorao mudou de rosa para

incolor. Reservou-se a soluo.

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3.2.5 Parte 5 Ressaponificao

Colocou-se 4 gotas da soluo obtida no item 3.2.4 1 tubo de ensaio com 5 mL de

gua destilada quente. Adicionou-se, gota a gota, NaOH at que a parte oleosa fosse

solubilizada. Agitou-se para verificao da formao de espuma.

3.2.6 Parte 6 Propriedades emulsificantes dos sabes

Em 1 tubo de ensaio com 5 mL de gua adicionou-se 5 gotas de leo e agitou-se.

Observou-se.

Repetiu-se o procedimento adicionando 5 gotas de sabo antes de agitar.

4 RESULTADOS E DISCUSSES4.1 - Parte 1 Extrao do leo vegetal da soja

A extrao do leo de soja por um solvente realizada normalmente por um

hidrocarboneto. A penetrao do solvente no interior dos gros triturados facilitada pela

exposio de uma superfcie maior. O leo no material triturado pode estar na superfcie

que retirado por simples dissoluo, e o leo presente no interior de clulas intactas so

removidos por difuso.

Os resultados apresentados em nosso experimento esto expostos na Tabela 1:

TABELA 1: Resultados Obtidos Extrao do leo de SojaPeso (g)

Soja 10,015leo de Soja 1,056

O rendimento da extrao pode ser atravs de clculos simples:

Peso (g) Rendimento (%)Soja 10,015 100leo de Soja 1,056 XRendimento do leo de Soja = 10,54 %

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4.2 - Parte 2 Solubilidade do leo de soja

As foras intermoleculares so responsveis por diversos aspectos de uma

substncia, dentre os quais se encontra a capacidade de dissoluo de um soluto em um

solvente.

No processo de dissoluo de duas ou mais substncias h a quebra e a formao de

ligaes intermoleculares. Porm essas interaes possuem nveis energticos de ligaes

distintos, a solubilizao ocorre quando as interaes entre as molculas do soluto forem

semelhantes s interaes entre as molculas do solvente.

Os resultados apresentados em nosso experimento esto expostos na Tabela 2:

TABELA 2: Resultados Obtidos Solubilidade do leo de SojaTubo Solvente Solubilidade

1 gua "+"2 Etanol "++"3 ter Etlico "+++"4 Acetona "++++"

4.3 - Parte 3 Reao de saponificao

O sabo um produto obtido a partir da reao qumica de um lcali e uma matria

graxa, usualmente chamada de reao de saponificao. O seu grupo polar representado

pelo grupamento COONa e a parte no polar pelo radical R, que usualmente uma cadeia

de carbono linear com quantidade varivel de tomos de carbono.

O grupo polar tem caractersticas semelhantes em todos os sabes, de modo que o

radical R o responsvel pelas diferentes propriedades dos mesmos.

Os melhores sabes so aqueles que apresentam de 12 a 18 tomos de carbono no

radical R, sendo suas caractersticas tensoativas aproveitadas quando ele est em soluo

aquosa e temperatura.

A temperatura elevada diminui ainda mais tenso superficial, por isso lava-se

melhor

com gua quente.

No processo de saponificao ocorre a quebra da molcula do triglicerdeo em seus

cidos graxos atravs de solues alcalinas concentradas com temperatura elevadas. Essa

reao tem como resultado a liberao do glicerol e formao de sais de cidos graxos,

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originados pela incorporao do sdio molcula de cido graxo. Veja um exemplo de

sabo que pode ser formado a partir da hidrlise do tripalmitil-glicerol, um dos

constituintes do leo de soja:

FIGURA 10: Reao de Saponificao a Presena de Hidrxido de Sdio (NaOH)

Alternativamente, a reao de saponificao pode ocorrer na presena de KOH

(Hidrxido de Potssio):

FIGURA 11: Reao de Saponificao a Presena de Hidrxido de Potssio (KOH)

O sabo uma molcula anfiptica, possui uma "cabea" polar (COO- K+) e uma

cauda apolar formada pelo radical "R". Quando em meio aquoso as molculas anfipticas

tendem a se agrupar formando estruturas esferides, as micelas. Este o princpio da

limpeza de gorduras produzida pelo sabo.

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FIGURA 12: Esquema de uma Molcula de Sabo

Uma das caractersticas mais interessantes dos sabes a capacidade de formao

de espuma, como de fato ocorreu em nosso experimento.

A espuma um conjunto de bolhas gasosas envoltas em uma cpsula lquida, que

necessita de um material orgnico como sabes, detergentes, lipdios etc e um pouco de

agitao.

Como j dito anteriormente, esses compostos so anfipticos, com parte de sua

molcula hidrofbica, Quando a parte hidrofbica entra em contato com a gua ela tenta se

afastar o rpido possvel indo para a superfcie.

somente na superfcie que resta espao para essas molculas se alojarem aps

agitao.

FIGURA 13: Esquema da Molcula de Sabo e Bolha Formada

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4.4 - Parte 4 Separao de cidos graxos

A adio de HCl a uma soluo aquosa de sabo provoca a precipitao do cido

graxo, que pouco solvel em gua e, em soluo aquosa, tende a formar dmeros atravs

de fortes ligaes hidrognio.

R COOK+

+ H+

> RCOOH + K+

Em nosso experimento foi observado esse fenmeno, houve, portanto, a diviso da

mistura em duas fases.

4.5 - Parte 5 Ressaponificao

A adio de NaOH a soluo aquosa aquecida contendo cido graxo provoca a

ressaponificao do mesmo, reconhecida pela formao de espuma.

FIGURA 14: Reao de Ressaponificao

4.6 - Parte 6 Propriedades emulsificantes dos sabes

Como j dito anteriormente as foras intermoleculares so responsveis pela

capacidade de dissoluo de um soluto em um solvente, h, portanto, a quebra e a formao

de ligaes intermoleculares.

Quando a gua interage com outras substncias, que possuem nvel de interao

molecular muito mais fracos, por exemplo, leo, verifica-se que as molculas de gua

tendem a ficar juntas, simplesmente porque se atraem muito mais fortemente do que o

fazem com as molculas do solvente. Esta aglomerao prossegue at as duas substncias

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terem formado duas fases distintas, uma consistindo de gua com uma quantidade muito

pequena de soluto e a outra consistindo de soluto contendo uma quantidade pequena de

gua.

Esse fenmeno foi observado em nosso experimento quando adicionamos leo de

soja gua.

Porm, quando repetimos o mesmo teste e adicionamos gotas de sabo observamos

a formao de uma soluo de nica fase esbranquiada.

Como j foi visto, a molcula que constitui o sabo possui caractersticas

anfipticas, possui diferentes foras intermoleculares presentes em sua molcula, uma parte

com caracterstica inica, e outra parte forma por cadeia carbnica.

Isso possibilita que o sabo se dissolva em substncias inicas como a gua e emhidrocarbonetos como gorduras simultaneamente. essa propriedade que permite a

capacidade de limpeza dos sabes.

5 EXERCCIOS

1. Como podem ser explicadas as diferenas de solubilidade do leo de soja nos

diferentes solventes usados no experimento?

A diferena de solubilidade do leo de soja nos diversos solventes usados no

experimento ocorre devido ao carter polar ou apolar das substancias envolvidas na

mistura. Esse carter muito influenciado pelas foras intermoleculares presentes nos

compostos envolvidos. O leo de soja, sendo um composto apolar se dissolve melhor em

compostos apolares, onde existe uma regra que pode ser seguida onde semelhante dissolve

semelhante. por isso o leo no se dissolve em gua, pois esta uma molcula totalmente

polar, devido aos eltrons estarem mais concentrados na regio do oxignio da molcula.

Entre os solventes, existem aqueles que so mais apolares, portanto ocorre tambm maiordissoluo, como no caso da acetona em relao ao ter etlico.

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2. Qual a importncia da determinao da solubilidade do leo de soja em diferentes

solventes para a parte de extrao de leo vegetal a partir da soja?

de fundamental importncia a determinao da solubilidade para a confeco de

solues a partir do leo, como por exemplo para o ramo da culinria, onde

imprescindvel a verificao do seu comportamento no organismo humano.

3. Por que se utiliza etanol na reao de saponificao?

Na reao de saponificao, so aquecidos uma base forte (geralmente NaOH ou

KOH) e um triacilglicerdio para formar o glicerol (lcool) e o sabo (sal). O etanol

utilizado antes da reao acontecer pois, durante o aquecimento, ele ajuda a indicar o

trmino da reao - quando o odor caracterstico do etanol desaparece.

4. Se o sabo feito de leos e gorduras, como capaz de limpar superfcies

engorduradas? Como o sabo remove a sujeira?

Uma molcula de sabo tem uma extremidade polar e outra no polar, a

extremidade polar solvel em gua e a parte apolar insolvel em gua e tem afinidade

por leos e gorduras. De acordo com a regra "polar dissolve polar; apolar dissolve apolar",

cada extremidade apolar procura um ambiente apolar nomeio aquoso, e o nico ambiente

deste tipo existente so as partes apolares das outras molculas do sabo, e assim elas se

agregam umas s outras no interior da micela, gotculas microscpicas de gordura

envolvidas por molculas de sabo, orientadas com a cadeia apolar direcionada para dentro

(interagindo com o leo) e a extremidade polar para fora (interagindo com a gua).

Conclu-se que por causa da gordura da composio do sabo, que ele dissolve a

gordura ser limpa, devido a caracterstica apolar de ambas, o que faz com que elas se

atraiam.

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6 CONCLUSO

O estudo das fases de formao de sabes desde a extrao do leo de soja at a

investigao de suas propriedades ajudou a desvendar o quanto complexo este ramo dabioqumica, especialmente as caracterizaes dos lipdeos. A estrutura molecular pode

influenciar nas propriedades dos produtos saponificveis em diversas concentraes de

solventes. Foi possvel visualizar a formao de micelas em um tubo de ensaio quando

observvamos a mudana de PH de uma soluo saponificvel. A eficcia demonstrada

nos experimentos demonstra que na prtica os sabes tm timo poder de limpeza e que

tambm pode ser prejudiciais ao meio ambiente quando utilizados de forma incorreta, fato

que, a formao de espuma ficou evidenciada nas diversas concentraes e agitaes nos

tubos de ensaio.

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7 REFERNCIAS BIBLIOGRFICAS

- VOET, Donald; VOET, Judith G.:Bioqumica. 3 Ed. Artmed: Porto Alegre, 2006.

- LEHNINGER, Albert L.; NELSON, David L.; COX, Michael M.: Princpios de

bioqumica. 4 Ed. Sarvier: So Paulo, 2006.

- Transformaes Bioqumicas (Aula 06): Lipdios, estrutura e funo. Professora Dra.

Ndia Alice Pinheiro. UFABC, 2009.

- CDCC Setor de Qumica/USP. Experimentos de ensino mdio: Propriedades de Sabo.

Fonte: http://www.cdcc.sc.usp.br/quimica/index.html. Acesso em: 11/12/2009.

- http://www.ucs.br/ccet/defq/naeq/material_didatico/textos_interativos_27.htm

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http://www.cdcc.sc.usp.br/quimica/index.htmlhttp://www.cdcc.sc.usp.br/quimica/index.html

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