QUÍMICA E BIOLOGIA

 

Profª. Márcia Ribeiro

 

A Química pode trabalhar de forma interdisciplinar com a Biologia.

 

O professor de Química poderá construir, com seus alunos uma Unidade Didática, onde assuntos pertinentes a Química e Biologia sejam abordados. Com isso, os alunos podem compreender que os processos biológicos tem tudo haver com conceitos químicos básicos:  forças de Van Der Waals, ligações íon-dípolo, polaridade, pH, solubilidade e cadeias moleculares.

 

Pode-se pedir aos alunos que escrevam sobre os componentes químicos importantes para a manutenção da vida, por exemplo.

 

O início poderia ser uma pergunta:

 

Quais os compostos químicos, no nosso organismo, importantes para a manutenção da vida?

 

Com os questionamentos e idéias surgidas parte-se para a construção da unidade.

 

 

 

 

QUÍMICA

 

 

 

Compostos Químicos Importantes para a Vida

 

 

 

 

 

 

SUGESTÃO DE CONTEÚDOS

 

ü      PRODUÇÃO DO SABÃO, história, produção industrial e artesanal;

ü      GORDURAS E ÓLEOS;

ü      REAÇÃO DE SAPONIFICAÇÃO;

ü      A MOLÉCULA DO SABÃO;

ü      POLAR E APOLAR;

ü      A QUÍMICA DO SABÃO;

ü      GORDURAS CONSTITUINTES DAS MEMBRANAS CELULARES;

ü      PH;

ü      FORÇAS DE VAN DER WAALS;

ü      PROTEÍNAS;

ü      FOTOSSÍNTESE;

ü      REAÇÕES;

ü      RESPIRAÇÃO;

ü      REAÇÕES;

ü      AMIDO;

ü      AÇÚCARES

ü      ETC...

 

 

 

 

SUGESTÕES DE ATIVIDADES EXPERIMENTAIS

 

Proporei algumas sugestões de atividades, que podem ser usadas em aula. Não tenho a intenção de dar receitas, pois sei que todo professor e professora é criativo o bastante para criar enfoques novos para tais atividades.

Também gostaria de deixar uma mensagem a você, caro colega,

 

 

A ousadia do fazer é que abre o campo do possível. E é o fazer – com seus erros e acertos – que possibilita a construção de algo consistente.

 

Pedro Benjamin Garcia

 

 

 

 

Ø      DETECÇÃO DE PROTEÍNAS EM ALGUNS ALIMENTOS

       

 

MATERIAL

 

-         6 Tubos de ensaio ( ou vidros pequenos)

-         1 conta-gotas

-         1 pipeta

-         Água destilada

 

REAGENTES

 

-         Sulfato de cobre

-         Hidróxido de sódio

-         Clara de ovo

-         Leite

-         Queijo

-         Fiambre

-         Açúcar

-         Sal

 

PROCEDIMENTO

 

1.    Dissolver um pouco de sulfato de cobre em água quente.

2.    Preparar uma solução saturada de hidróxido de sódio.

3.    Num tubo de ensaio colocar 2 ml de leite e juntar 4 ml de hidróxido de sódio. Repetir para as demais substâncias.

4.    Com um conta-gotas colocar 3 gotas de sulfato de cobre solução. Agitar suavemente para permitir a mistura dos líquidos.

·        Neste experimento forma-se uma cor lilás, que revela a presença de proteína.

 

 

ATIVIDADE PÓS-LABORATÓRIO

 

Tabela :

 

ALIMENTO

COR

LEITE

LILÁS

CLARA DE OVO

LILÁS

QUEIJO

LILÁS

AÇÚCAR

AZUL (igual a solução de sulfato de cobre)

FIAMBRE

LILÁS

SAL

AZUL (igual a solução de sulfato de cobre)

 

A reação utilizada é característica das proteínas, constituindo um processo de identificação. Este teste é conhecido como Biureto.

 

Bibliografia:

CARDOSO, A. Correia et all, QUÍMICA PARA TI, Departamento da Universidade de Coimbra, 1985.

 

Observação:

·        Você pode usar as mudanças de cor para questionar seus alunos, deixando que eles elaborem justificativas.

 

 

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Ø      TESTE PARA IDENTIFICAR A FRUTOSE NO MEL

 

TESTE DE SELIWANOFF

 

Coloque um pouquinho de mel em um tubo de ensaio (pode ser  qualquer vidro), coloque 1mL de solução de Seliwanoff e deixe em banho-maria.

 

·        A mudança de cor para vermelho, indica a presença de frutose.

 

 

 

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Ø      IDENTIFICAÇÃO DE GORDURA SATURADA E INSATURADA

 

Aqueça a manteiga e a margarina e dissolva em n- heptano 1%. Com um capilar colocar 15 gotas em papel filtro.

 

 

 

 

 

 

 

 


       Eluente: éter de petróleo, éter etílico, ácido acético (15:3:1), em um vidro de nescafé ou maionese. Esperar a corrida do eluente.

     Depois colocar o papel no vapor de iodo. A mancha que ficar escura aparecerá na margarina.

 

·        Você pode pedir aos alunos que pesquisem a fórmula molecular da margarina e da manteiga antes desse experimento. Então poderá questioná-los sobre por que um muda de cor e o outro não.

·        Saturado: possui liga dupla em sua estrutura.

·        Insaturado: não possui liga dupla em sua estrutura.

·        O iodo é capaz de romper as duplas ligações.

·        Também poderá questioná-los sobre polaridade e apolaridade, entre as gorduras e os eluentes.

 

 

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Ø      SABÃO CASEIRO

 

Material

-         2 litros de óleo ou gordura

-         ½ litro de soda cáustica líquida (NaOH)

-         1 ½ litro de água

-         250 mL de álcool

 

 

Passo-a-Passo

 

Use luvas de borracha para manusear os produtos do sabão. Coloque todos os ingredientes num balde e mexa com uma colher de pau ou cabo de vassoura, por mais ou menos 45 minutos, até obter uma massa cor de creme e consistente (não vai ao fogo). Durante o processo, vai soltar um líquido. Quando isso acontecer, mexa mais devagar para não espirrar. Quando der ponto jogue o líquido fora. Coloque o sabão em uma forma, risque o tamanho que desejar e deixe secar por 8 dias. Use somente depois desse período.

 

Você poderá abordar:

·        A reação de saponificação;

·        Como o sabão limpa;

·        Relacionar com as camadas de gorduras constituintes das membranas das células.

Na biologia, um dos fatos curiosos é que as bolhas de sabão têm vários aspectos similares aos das membranas biológicas de células de plantas e animais.

 

 

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Ø      COMO FABRICAR UM INDICADOR

 

Muitos pigmentos vegetais funcionam como indicadores ácido-base. Em meio ácido, eles apresentam uma cor, que se altera quando o pigmento é colocado em meio básico.

 

 

Extração do pigmento de beterraba

-         1 beterraba pequena

-         1 copo

-         água

Corte a beterraba em fatias bem finas. Coloque num copo cheio de água. Deixe em repouso durante meia hora. Retire as fatias e guarde a solução em geladeira, não por muito tempo, para usá-la nos experimentos.

 

 

Extração do pigmento da flor de hibisco

-         Flores de hibisco

-         Álcool

-         Vidro pequeno com tampa.

Retire as pétalas de algumas flores de hibisco e coloque-as num vidro com álcool. Deixe o material em repouso durante meia hora. Reserve essa solução alcoólica para fazer outros experimentos.

 

 

Extração do pigmento do repolho roxo

-         Repolho roxo

-         Vidro pequeno

-         Água destilada

-         Peneira.

Corte o repolho em pedaços pequenos e coloque-os no vidro com água destilada. Coe a solução. E guarde em geladeira, por pouco tempo, pois essa solução se decompõe com o tempo.

 

 

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Ø      EXTRATO DE REPOLHO ROXO COMO INDICADOR DE pH

 

O extrato de repolho roxo, por apresentar cores variadas conforme a acidez, pode ser um bom indicador universal de pH, substituindo os papéis indicadores universais.

 

REAGENTES

Solução diluída de ácido clorídrico concentrado, ou ácido muriático ( 1 mL do ácido concentrado em água até 100mL).

Solução de hidróxido de sódio – soda cáustica ( uma pastilha de NaOH em 100mL de água destilada).

Detergente com amoníaco.

Álcool comum ( para a lamparina).

Vinagre branco.

Extrato de repolho roxo.

Água destilada.

PREPARAÇÃO PARA ESCALA PADRÃO

Prepare em 7 tubos de ensaio as seguintes soluções:

-         Solução 1 ( pH aproximado = 1) : 5mL de HCL diluído + 5mL de extrato de repolho roxo.

-         Solução 2 ( pH aproximado = 3): 5mL de água destilada + 5 gotas de vinagre branco + 5mL de extrato de repolho roxo.

-         Solução 3 ( pH aproximado = 5): 5mL de álcool + 5mL de extrato de repolho.

-         Solução 4 ( pH aproximado = 6): 5mL de água destilada + 5mL de extrato de repolho.

-         Solução 5 ( pH aproximado = 9): 5mL de água destilada + 1 gota de detergente com amoníaco + 5mL de extrato de repolho.

-         Solução 6 ( pH aproximado = 11): 5mL de água destilada + 5 gotas de detergente com amoníaco + 5mL de extrato de repolho.

-         Solução 7 ( pH aproximado = 14): 5mL de solução diluída de NaOH + 5mL de extrato de repolho.

 

As soluções não podem ser guardadas; elas devem ser preparadas na hora. Tais soluções serão usadas como padrões.

Você poderá testar o pH de diferentes materiais.

Coloque em cada tubo a ser testado, 5mL de água destilada e 5mL de extrato de repolho roxo. Acrescente a cada tubo, cinco gotas do material a ser testado. Compare a cor obtida com a escala padrão.

Retirado da revista : Química Nova Na Escola, N.º 1, maio de 1995.

 

 

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Ø      DEMONSTRAÇÃO DO EFEITO TAMPÃO DE COMPRIMIDOS EFERVESCENTES COM EXTRATO DE REPOLHO ROXO

 

O pH do suco gástrico situa-se normalmente na faixa de 1,0 a 3,0. Muitas vezes, temos a sensação de queimação, a chamada azia. É por que nosso suco gástrico está mais ácido que o normal. Quando isso acontece tomamos antiácidos, que têm a função de elevar o pH até a faixa da normalidade.

COMO OS ANTIÁCIDOS FUNCIONAM NO NOSSO ORGANISMO?

POR QUE NÃO TOMAMOS SODA CÁUSTICA PARA ELEVAR O pH DO ESTÔMAGO?

Perguntas como essas, podem iniciar nosso experimento.

REAGENTES

Você irá usar a escala padrão feita de repolho roxo.

-         1 comprimido antiácido efervescente

-         água destilada

-         10 mL de extrato de repolho roxo

-         100 mL de solução de HCl 0,1 mol/L

-         100mL de solução de NaOH 0,1 mol/L.

·        Coloque, até 3 cm de altura em 3 tubos de ensaio:

·        Tubo 1: ácido clorídrico; Tubo 2: água destilada e, no tubo 3: solução de hidróxido de sódio.

·        Adicione a cada um 5 gotas de extrato de repolho roxo. Registre a coloração adquirida pela solução de cada tubo1.

·        Coloque em um tubo de ensaio ( n.º 4) HCl, algumas gotas de extrato de repolho roxo e vá adicionando solução de NaOH2.

·        Coloque em 2 béqueres  50mL de água. Em um deles, acrescente o comprimido efervescente. Coloque 20 gotas do extrato de repolho roxo em cada béquer.

·        Adiciona às duas soluções 10 gotas de solução de NaOH. Agite e registre suas observações3.

·        Acrescente à solução que contém o comprimido mais gotas de solução de NaOH. Vá agitando e contando o número de gotas até observar mudança4.

NOTAS

1.As cores observadas são: no ácido clorídrico, vermelha; na água, lilás, e no hidróxido de sódio, verde, passando a amarelo.

2.Observa-se assim a alteração brusca de pH, indicada pela rápida mudança da coloração da solução.

            3.Na solução com comprimido efervescente, a cor se mantém.

            4.A solução resiste por mais tempo à mudança de pH que as demais.

Questões propostas

-         A variação de pH da solução inicial de ácido clorídrico é mais brusca quando se acrescenta solução de NaOH ou de comprimido efervescente?

-         Por que a ingestão de excesso de antiácidos também pode trazer conseqüências altamente indesejáveis para o organismo?

Retirado da revista Química Nova na Escola, N.º 1, maio de 1995.

 

 

        Com esse experimento você poderá trabalhar com seus alunos, solução tampão: conceito, aplicações na indústria , soluções tampão presentes no nosso organismo, assim como o cuidado que devemos ter na ingestão de remédios sem orientação médica.

 

 

        No nosso organismo, as soluções tampão, estão presentes, mantendo o pH do sangue, do estômago, da urina. Por isso certos medicamentos devem ser tamponados, para que não percam ou não mudem seus efeitos em diferentes condições de pH.

 

 

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Ø      FIBRAS NA SUA DIETA

 

A celulose é um polímero formado a partir da reunião de moléculas de glicose, que por sua vez vêm do gás carbônico, água e luz solar usados na fotossíntese.

Nas plantas a celulose pode ser quebrada e as unidades de glicose podem se transformar em amido, que é a reserva de alimento da planta.

Nós não conseguimos sintetizar esse polímero com a eficiência das plantas. O arranjo diferente entre as moléculas de glicose confere ao amido e à celulose propriedades diferentes, a ponto de nossas enzimas digestivas conseguirem digerir o amido, mas não a celulose.

 

 

 

(C6H10O5)n + nH2O ® nC6H12O6

amido                          a glicose
celulose
                      b glicose
glicogênio                  
a glicose

 

 

 
Na molécula de celulose cada molécula de glicose está invertida em relação à anterior e  no amido elas estão todas orientadas do mesmo jeito.

    Quando comemos algo que contém amido, como uma batata, arroz ou milho iremos digerir o amido, quebrando a sua estrutura para liberar a glicose usada pelas células para converter energia.

 

Mas se nós não aproveitamos nada da celulose, por que os nutricionistas e médicos recomendam que se aumente a quantidade de vegetais na nossa dieta?

 

 

Poderíamos partir de uma pergunta desse tipo para que nossos alunos encontrassem a diferença entre a molécula de celulose e amido. A partir daí, trabalhar com eles a função dos alimentos no nosso corpo. A Biologia poderia nos ajudar. Poderíamos partir de dois experimentos simples: O amido na batata e O fermento do cuspe, sugeridos abaixo.

 

 

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Ø      AMIDO NA BATATA

 

Corte uma batata em pedaços e ponha numa panela com um pouco da água e cozinhe. Pegue duas xícaras e ponha água até a metade. Coloque na primeira xícara uma colher da água em que a batata foi cozida. Na outra xícara, ponha uma colher de tintura de iodo. Pingue algumas gotas dessa solução de iodo na xícara com água da batata cozida.

O que está acontecendo?

A batata contém amido. Para ver se um alimento tem amido, basta fervê-lo e pingar solução de iodo na água da fervura. Se o líquido ficar azul, ou negro, é porque o alimento tem amido.

Você poderá fazer esse teste com seu alunos, e verificar a presença de amido em outros vegetais.

Depois poderá fazer esse outro experimento, onde pode ser verificado a quebra da molécula do amido pelo nosso organismo.

 

 

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Ø      O FERMENTO DO CUSPE

 

Recolha um pouco de saliva em um frasco. Complete com água, até a metade.

Pegue outro frasco e coloque só água até a metade.

Coloque uma colher pequena da água, que você cozinhou a batata, nas duas xícaras. Espere uma hora e pingue algumas gotas da solução de iodo nelas.

O que está acontecendo?

O amido que estava na água em que a batata ferveu desapareceu quando misturado com a saliva. O cuspe tem uma enzima que decompõe o amido, transformando-o em outra substância.

O nosso estômago produz, além dessa enzima, um outro tipo que ataca, por exemplo a carne, que também decompõe em substâncias orgânicas simples.

Depois do estômago vem o intestino delgado.

Quase todos os alimentos que comemos são transformados em  substâncias orgânicas simples, no estômago e intestino. Depois disso, essas substâncias vão para o sangue e ir, com ele, para todas as partes do nosso corpo.

 

Com esses 2 experimentos, podemos trabalhar em sala de aula, as moléculas amido e celulose. Suas estruturas, ligações, por que a molécula amido é quebrada e a celulose não, as enzimas responsáveis por esse quebra, etc.

 

 

Dicas de sites:

http://www.sbq.org.br/ensino/qnesc

http://www.sectec.rj.gov.br/redeescola/especialistas/quimica

 

Livros e Periódicos

 

FELTRE, Ricardo. QUÍMICA ORGÂNICA, ed. Moderna, São Paulo, 1974.

HESS, Sônia. EXPERIMENTOS DE QUÍMICA COM MATERIAIS DOMÉSTICOS, São Paulo, Ed. Moderna, 1997.

MATEUS, Alfredo Luis. QUÍMICA NA CABEÇA. Belo Horizonte. Ed. UFMG, 2001

MORRISON e BOYD, QUÍMICA ORÂNICA, Fundação Calouste Gulbenkian, Lisboa, 7ª ed. 1981.

Revista Ciência Hoje das Crianças, SBPC.

Química Nova na Escola, Sociedade Brasileira de Química