Aula Prática de Misturas

Esta aula foi elaborada para o ensino fundamental, onde mostrará a existência das misturas e em seguida pode ser enfatizado todos os tipos de misturas e suas separações.
Levando o aluno ao laboratóro e mostrando -o como fazer esta separação que é bem simples, que pode ser feito até mesmo em casa.


O que é uma mistura?

Mistura: associação de duas ou mais substâncias em porções arbitrárias, separáveis por meios mecânicos ou físicos e em que cada um dos componentes guarda em si todoas as propriedades que lhe são inerentes.
Existem dois tipos de misturas: Homogeneas e Heterogeneas
Homogênea significa que as misturas tem um aspecto comum, dando a impressão de que não é uma mistura. Heterogênea é o contrário: nota-se claramente que se trata de duas (ou mais) substâncias, exemplo: água misturada com areia.

A partir disso, podemos concluir que para saber se um composto é uma mistura ou apenas um componente, basta utilizar métodos de separação de misturas para verificar.
Estes métodos são chamados de análise imediata, sendo como dito, não alteram a natureza das substâncias. E para cada tipo de mistura existem vários métodos diferentes.

Decantação: método utilizado para separar misturas heterogêneas de sólido-líquido e líquido-líquido. Exemplos: água barrenta e água e óleo.

Se deixarmos um balde com água barrenta em repouso por um determinado tempo, observaremos que o barro precipitará, ou seja, irá para o fundo do balde, isso é devido ao fato dele ser mais denso que a água.
A água então pode ser retirada do balde facilmente.




Utilizando o funil de separação, podemos fazer o mesmo com a mistura de água e óleo, que com o passar do tempo, o líquido mais denso, neste caso a água, vai para o fundo e o líquido menos denso, no caso o óleo, fica em cima. Sendo possível a retirada da água e separando os dois líquidos da mistura.




Centrifugação: método utilizado para separar misturas heterogêneas do tipo sólido-líquido. Este método é uma maneira de acelerar a decantação. Neste método é utilizado a centrífuga. Neste aparelho, devido aos movimentos de rotação, as partículas com maior densidade são “atiradas” para o fundo do tubo.



Girando a manivela da centrífuga manual, os tubos de ensaio contendo a amostra, se inclinam fazendo com que a parte mais densa da amostra vá para o fundo do tubo, separando-se da menos densa.
Centrífuga em repouso

Centrífuga em funcionamento (girando)


Um exemplo de mistura que pode ser separada por este método é a água barrenta, em pequena escala, ou a separação da nata do leite.

Filtração: método utilizado para separar misturas heterogêneas do tipo sólido-líquido e sólido-gasoso. Exemplos de misturas que são separáveis por filtração são: filtração de café e a utilização de aspirador de pó.

O processo de filtração consite em: um filtro reter as partículas maiores e deixar passar as menores que os “poros” do filtro.




Filtração de uma Mistura de um líquido e um sólido

No aspirador de pó ocorre basicamente o mesmo que ocorre na filtração de café, ou de uma mistura qualquer.
Quando utiliza-se o aspirador, ele aspira uma mistura de ar + poeira, ou seja, uma mistura de gás + sólido, no entanto, o ar aspirado pelo aparelho é liberado, mas a poeira é retida por um filtro. Assim o filtro é utilizado para reter o sólido e liberar o gás.

Dissolução fracionada: método utilizado para separar misturas heterogêneas de sólido-sólido. Exemplo de mistura é sal + areia.
Neste método, um dos sólidos é dissolvido em um solvente e depois pode ser feito filtração para separar o sólido insolúvel e a solução do outro sólido.
No exemplo dado, de uma mistura de sal + areia, pode-se utilizar água para dissolver o sal e retirar a areia. O sal dissolvido pode ser retirado através de outro método de separação, como por destilação simples.

Aula Prática de Fermentação

Esta aula sobre fermentação pode ser complementada em uma aula prática no laboratorio, com o experimento mostrado no Esquema da produção do vinho tinto abaixo; onde os alunos iriam aprender como se faz uma extração, como ocorre uma fermentação, como fazer uma prensagem e filtração.

Seria uma aula muito criativa e interesante , onde estaria atraindo a atenção dos alunos cada vez mais para a disciplina, e o desenvolvimentos academicos do aluno terá um grande rendimento.

Aula indicada para o ensino fundamental e médio.

FERMENTAÇÃO

A Fermentação
Uma mudança química em matéria animal e vegetal provocada por leveduras microscópicas, bactérias, ou mofos é chamada de fermentação. Exemplos de fermentação são o azedamento de leite, o crescimento da massa de pão, e a conversão de açúcares e amidos em álcool. Muitas substâncias químicas industriais e vários antibióticos usados em medicamentos modernos são produzidos através de fermentação sob condições controladas. O resultado da fermentação é que uma substância seja quebrada em compostos mais simples. Em alguns casos a fermentação é usada para modificar um material cuja modificação seria difícil ou muito cara se métodos químicos convencionais fossem escolhidos. A fermentação é sempre iniciada por enzimas formadas nas celas dos organismos vivos. Uma enzima é um catalisador natural que provoca uma mudança química sem ser afetado por isto.

A levedura comum é um fungo composto de minúsculas celulas tipo vegetais similares às bactérias. Suas enzimas invertase e zimase quebram açúcar em álcool e gás carbônico. Elas crescem o pão e transformam suco de uva em vinho. Bactérias azedam o leite produzindo ácidos láctico e buturico. Celulas do corpo humano produzem enzimas digestivas, como pepsina e renina que transformam comida em uma forma solúvel.
Os produtos de fermentação foram usados desde a antiguidade Habitantes das cavernas descobriram que a carne emvelhecida tem um sabor mais agradável que a carne fresca. Vinho, cerveja, e pão são tão velhos quanto a agricultura. Queijo, que envolve a fermentação de leite ou creme é outra comida muito antiga. O valor medicinal de produtos fermentados é conhecido de há muito tempo. Os chinêses usavam coalho de feijão-soja mofado para curar infecções de pele há 3.000 anos atrás. Os índios da America Central tratavam feridas infetadas com fungos.
A verdadeira causa de fermentação, porém, não era compreendida até o século XIX. O cientista francês Louis Pasteur, enquanto estudando problemas dos cervejeiros e vinicultores da França, encontrou que um tipo de levedura produz vinho bom, mas um segundo tipo torna-o azedo. Esta descoberta conduziu à teoria da origem de doenças de Pasteur .


A química das fermentações é uma ciência nova que ainda está em suas fases mais iniciais. É a base de processos industriais que convertem matérias-primas como grãos, açúcares, e subprodutos industriais em muitos produtos sintéticos diferentes. Cepas cuidadosamente selecionadas de mofos, leveduras e bactérias, e são usadas.
A Penicilina é um antibiótico que destrói muitas bactérias causadoras de doenças. É derivado de um mofo que cresce em uma mistura fermentativa de substâncias cuidadosamente selecionadas para este propósito. A Penicilina industrial e muitos outros antibióticos se tornaram uma área muito importante da indústria farmaceutica.
O Ácido cítrico é uma das muitas substâncias químicas produzidas por microorganismos. É usado em limpadores de metal e como um preservativo e agente de sabor em alimentos. O Ácido cítrico é responsável pelo sabor azedo de frutas cítricas. Poderia ser obtido delas, mas necessitaria muitos milhares de frutos para produzir a quantia de ácido cítrico atualmente feita pela fermentação de melado com o mofo Aspergillus niger.
Um produto de fermentação, Terramicina, é adicionado a rações animais para acelerar o crescimento dos animais e os proteger de doenças. Certas vitaminas são feitas através de fermentação de mofos; e as próprias enzimas, extraídas de vários microorganismos, têm muitos usos na fabricação de alimentos e medicamentos.


Fermentação Lática
As bactérias utilizadas industrialmente são as anaeróbias e microaerófilas, para a produção de ácido acético, lático, glucônico, propiônico e outros, ou para a produção de alimentos como queijos, picles, chucrutes, vinagres, leites fermentados e outros. Os fungos também são usados na produção de ácidos por via fermentativa. Os principais ácidos são: cítrico, glucônico, fumárico, lático, gálico, ácidos graxos e outros. As bactérias envolvidas nos processos para obtenção de ácidos são principalmente as do gênero Acetobacter e Lactobacillus. As bactérias podem formar inúmeros ácidos diferentes. São, no entanto, de maior interesse econômico algumas das bactérias produtoras de ácido lático, ácido acético e de ácido propiônico. Os ácidos são provenientes da degradação anaeróbica de glicídeos por oxidação incompleta.
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Importância das bactérias láticas na indústria de alimentos

Obtenção de vegetais fermentados: pickles, chucrute, azeitonas, forragem para gado. Gênero Leuconostoc - produção de sabor no chucrute; lacticínios: iogurtes, leites acidificados, queijos, manteiga; Leuconostoc, S. lactis, S. diacetilactis e L.

cremoris: são usados como fontes de flavorizantes na indústria de lacticínios e são responsáveis pelas diferentes características conferidas à manteiga, queijos e iogurtes (produção de diacetil) Carnes curadas: salames e outros embutidos;

Biopolímeros: espessantes; expansor plasmático (plasma para repor volume em grandes hemorragias). Flavorizantes: produção de diacetil/acetoína a partir do citrato no leite 1g/L.

Aspectos negativos da presença das bactérias ácido-láticas na indústria:

Produção de acidez e aromas indesejáveis (diacetil) em: vinhos, sucos, cervejas e outras bebidas destiladas: Ex. Pediococcus perniciosus e P. damnosus, encontrados na cerveja.
Deterioração de produtos cárneos, vegetais e frutas.
A síntese de biopolímeros por Leuconostoc mesenteroides, consome sacarose: na indústria açucareira, reduzindo o rendimento e provocando o entupimento de filtros, bombas e tubulações.

A produção de bebidas alcoólicas
A pinga (caninha, cachaça, aguardente) é produzida como o álcool, com a única diferença de que a coluna de destilação fracionada usada não precisa ser tão eficiente, podendo deixar passar mais água (em geral 60%, pois a pinga tem teor alcoólico por volta de 40º GL). Dizemos que a pinga é uma bebida alcoólica destilada. Outros exemplos são:

Vodca: a partir de cereais;
Uísque: a partir de cevada;
Uísque bourbon: a partir de milho.

Já o vinho é uma bebida não-destilada. O suco de uva sofre fermentação, após o que o líquido (que não possui odor desagradável) é filtrado e colocado em barris e garrafas. Pelo fato de não sofrer destilação, o sabor e o aroma de um vinho dependem muito do tipo de uva utilizada, pois as substâncias responsáveis pelo aroma e sabor da uva estarão presentes também no vinho, uma vez que não são separadas por destilação. Já o sabor da pinga não é tão sensível à variedade de cana usada. Outros exemplos de bebidas fermentadas não-destiladas são:

Cerveja: a partir da cevada;
Champanhe: a partir da uva.

Obs.1: As bebidas não-destiladas apresentam teor alcoólica inferior ao das destiladas. Isso ocorre porque, quando o teor alcoólico chega a cerca de 15ºGL, os microorganismos morrem e a fermentação pára. Na destilação, como o álcool é mais volátil que a água, o teor alcoólico aumenta.
Obs.2: No processo de produção do champanhe, parte da fermentação ocorre dentro da garrafa, produzindo o gás carbônico, que é liberado quando abrimos.

Esquema da produção do vinho tinto

1) Colheita das uvas;

2) Esmagamento;

3) Adição de sulfito para matar fungos e bactérias indesejáveis;

4) Adição de fermento;

5) Ocorrência da fermentação;

6) Uma prensagem separa o vinho das partículas maiores de sólidos presentes;

7) Clarificação em tambores de decantação;

8) Filtração;

9) Envelhecimento;

10) Engarrafamento. Esquema mostrando as principais etapas de produção de um vinho tinto. No caso do vinho branco, a etapa de prensagem antecede à de fermentação. Assim fazendo, os corantes avermelhados presentes na casca da uva não passam para o vinho.