| | A. Ciências Exatas e da Terra - 4. Química - 1. Físico-Química | | | INFLUÊNCIA DE MICELAS E CICLODEXTRINA NO COMPORTAMENTO ÁCIDO-BASE DE CORANTES ORGÂNICOS | | | Fernando Rodrigues de Carvalho 1 (autor) nando_quimica@yahoo.com.br | | André Luiz Tessaro 2 (colaborador) altessaro@yahoo.com.br | | Vagner Roberto de Souza 3 (colaborador) vrsouza@uem.br | | Noboru Hioka 3 (orientador) nhioka@uem.br |
| | 1. Graduando do Depto. de Química, UEM, Maringá/PR | | 2. Pós-Graduando do Depto. de Química, UEM, Maringá/PR | | 3. Prof. Dr. do Depto. de Química, UEM, Maringá/PR |
| | INTRODUÇÃO:
A inclusão ou encapsulamento de íons ou moléculas neutras em micelas ou nas cavidades de ciclodextrinas vem sendo amplamente estudada, com o objetivo de alterar a solubilidade, a reatividade e a estabilidade das espécies inclusas. Tais mudanças suscitam o interesse dos setores farmacêutico, alimentício e de cosmético, pois a inclusão leva ao aumento da solubilidade em água de compostos hidrofóbicos, tende a diminuir a volatilidade e minimizar o número de reações de oxidação e/ou hidrólise desses compostos mantendo por mais tempo o odor e o sabor dos alimentos. Além disso, os dois sistemas podem promover a liberação controlada de fármacos e perfumes. Outro aspecto interessante na química dos sistemas de inclusão é a de provocar alteração das propriedades espectroscópicas, comportamento fotoquímico/fotofísico, eletroquímico e ácido-base das espécies encapsuladas. Neste trabalho estudamos a influência de micelas e ciclodextrina no comportamento ácido-base dos corantes alaranjado de metila e verde de bromocresol através da técnica de espectroscopia de absorção na região do UV/Visível, com o intuito de se obter mais informações a respeito da inclusão e de propor um experimento para alunos de graduação em Química e áreas correlatas, que permita discutir conceito de pKa e modificações micro local de ambientes químicos. | | METODOLOGIA:
A influência de micelas e da β-ciclodextrina no comportamento ácido-base dos corantes alaranjado de metila e verde de bromocresol foi estudada por meio de espectros eletrônicos obtidos em um espectrofotômetro CARY 50 modelo Varian a partir de soluções aquosas contendo 0,01 mmol/L de alaranjado de metila (ou 0,001mmol/L de verde de bromocresol), 0,1 mol/L de NaCl, 20 mmol/L de surfactante (SDS = lauril sulfato de sódio; CTAB = brometo de hexadeciltrimetilamônio) ou 2 mmol/L de b-ciclodextrina (β-CD). O pH das soluções foi ajustado pela adição de 300 mL de solução tampão McIlvaine (intervalo de pH 6,8 - 3,0), adição de HCl 0,1 mol/L (intervalo de pH 2,0 - 0,5) e adição de NaOH 0,1mol/L (intervalo de pH 7,0 - 10). A temperatura em todos os casos foi de 30,0ºC. Os valores de pH foram obtidos empregando-se o aparelho pH/ION METER LAB modelo PHM 240. Os valores de pKa dos sistemas investigados foram determinados empregando-se a equação de Henderson-Hasselbalch e o método da segunda derivada da curva de titulação, como os valores foram semelhante, optamos por apresentar o valor encontrado pelo método da segunda derivada. | | RESULTADOS:
A escolha dos indicadores baseou-se no caráter iônico do alaranjado de metila e neutro do verde de bromocresol, aliado à diferença estrutural dos mesmos. Enquanto a escolha dos surfactantes e da β-ciclodextrina foi motivada pelas características aniônica, catiônica e neutra desses. Os valores de pKa obtidos em água desionizada são: alaranjado de metila: 3,78 ± 0,05; verde de bromocresol: 4,53 ± 0,05. Na presença de β-ciclodextrina os valores são: alaranjado de metila: 2,55 ± 0,09; verde de bromocresol: 4,50 ± 0,06. Nos sistemas contendo SDS e CTAB os valores de pKa são, respectivamente: 3,56 ± 0,05 e inferior a 0,50 para o alaranjado de metila; 5,85 ± 0,05 e 3,90 ± 0,05 para o verde de bromocresol. É importante ressaltar que a inclusão desses corantes nas micelas e na ciclodextrina não alterou as propriedades espectroscópicas dos mesmos {(alaranjado de metila: forma protonada -λ = 515 nm; ε = 6,5 x 104 mol-1 L cm-1; forma desprotonada - λ = 460 nm; ε = 3,3 x 104 mol-1 L cm-1); (verde de bromocresol: forma protonada - λ = 460 nm; ε = 2,4 x 105 mol-1 L cm-1; forma desprotonada - λ = 615 nm; ε = 5,4 x 105 mol-1 L cm-1). Tais bandas são atribuídas a transições π→π*}. | | CONCLUSÕES:
Em relação ao sistema envolvendo o corante alaranjado de metila, verificou-se uma diminuição do valor de pKa na presença de β-CD, SDS e CTAB. A variação de pKa está associada à inclusão do corante nas cavidades micelares e na ciclodextrina. A inclusão faz com que o corante situa-se em um ambiente químico com menor densidade eletrônica acarretando em menor concentração de íons H+, diminuindo o valor de pKa. No caso da ciclodextrina ocorre "proteção estérica" do corante e no de micelas de CTAB, devido ao caráter catiônico, dificulta-se o acesso dos prótons ao corante. Comportamento semelhante foi observado no sistema envolvendo o verde de bromocresol e CTAB. No sistema verde de bromocresol e SDS, verificou-se um aumento do valor de pKa. Esse comportamento é perfeitamente justificado pela presença de grupos sulfato no surfactante, que atraem os prótons da solução para a periferia da micela, aumentando sua concentração e favorecendo a protonação do corante. Portanto, os resultados apresentados neste trabalho demostram que (i) o ambiente micelar altera significativamente o carater ácido-base das espécies inclusas; (ii) a diferença estrutural dos corantes também contribui para a alteração do pKa em sistemas micelares; (iii) apenas o alaranjado de metila fica incluso na β-CD evidenciando, assim, a seletividade do hospedeiro; (iv) a espectroscopia de absorção na região do UV/Visível é uma ferramenta simples e eficiente para detectar essas mudanças. | | | Instituição de fomento: FUNDAÇÃO ARAUCÁRIA / CNPq / SESu/MEC, DQI-UEM. | | | Trabalho de Iniciação Científica | | | Palavras-chave: corante; micela; pKa. |
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Anais da 56ª Reunião Anual da SBPC - Cuiabá, MT - Julho/2004 |