FICHA DE TRABALHO LABORATORIAL DO ALUNO - EXPERIÊNCIA A: NANOMATERIAIS NATURAIS

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Giovana Frade Bicalho
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1 FICHA DE TRABALHO LABORATORIAL DO ALUNO - EXPERIÊNCIA A: NANOMATERIAIS NATURAIS Nome do aluno: Data:.. OBJECTIVO: - Conhecer a existência de nanomateriais naturais - Interacção da luz com os colóides - A gelatina e o leite como exemplos de colóides naturais - A relação entre as macro propriedades do leite (cor, odor, gosto, consistência) e a sua estrutura molecular - Compreender a relação entre a estrutura molecular do leite (nano-estruturas) e as suas propriedades, e como estas podem ser manipuladas para obter produtos diferentes (queijo, iogurte, etc.). ANTES DE PREENCHER ESTA FICHA DE TRABALHO: - leia a ficha de REFERÊNCIA DO ALUNO relativa à EXPERIÊNCIA A - coloque perguntas aos seus professores se as tiver MATERIAIS: - 1 placa de aquecimento - 2 copos de precipitação de 50 ml - 2 copos de precipitação de 500 ml - 0,5 g gelatina em pó (produto Sigma-Aldrich número G1890) - 1 colher de sopa ml de leite magro - 4 colheres de sopa de vinagre de vinho branco - termómetro - 1 espátula - luvas de látex - óculos de protecção 1

leite (cor, odor, gosto, consistência) e a sua estrutura molecular - Compreender a relação entre a estrutura molecular do leite (nano-estruturas) e as suas propriedades, e como estas podem ser

2 AVISO: As experiências descritas no kit de formação seguinte utilizam produtos químicos que devem ser usados de acordo com as especificações MSDS e de acordo com as regras de segurança específicas da escola. Deve ser usada protecção pessoal conforme indicado. Como é o caso com todos os produtos químicos, adopte as devidas precauções. Não deve inalar sólidos e deve evitar o contacto com a pele, os olhos ou o vestuário. Lave abundantemente as mãos após o manuseio. Elimine os produtos conforme indicado. Todas as experiências devem ser conduzidas na presença de um educador qualificado no ensino da ciência. Todas as experiências serão realizadas por sua conta e risco. A Universidade de Aarhus (inano) e o consórcio NANOYOU não assumem qualquer responsabilidade por danos ou prejuízos consequentes sofridos em resultado da realização das experiências descritas. AUTORIA DAS IMAGENS: As imagens na página 6 foram amavelmente cedidas por: (A) Christoph Gösselsberger, a imagem foi tirada de O. Hekele, C.G. Goesselsbergerand I.C. Gebeshuber: Nanodiagnóstico realizado em glóbulos vermelhos humanos com microscópio de força atómica"; (B): imagem de AFM de células bacterianas recolhidas em inano, Universidade de Aarhus, imagem cedida por Park Systems XE- Bio; (C) Reproduzida com autorização de: Shekar et al., PNAS (23 de Maio, 2006), vol. 103, nº 21, pp Copyright 2006 National Academy of Sciences, U.S.A. (D): imagem de AFM de cadeias duplas de AND numa superfície de mica, imagem cedida por JPK Instruments AG. Não é permitida outra utilização destas imagens sem autorização por escrito dos detentores dos direitos autorais. PROCEDIMENTO 1. Prepare e teste a gelatina Nesta parte da experiência, vai preparar gelatina e testá-la com uma caneta laser a fim de verificar a sua natureza coloidal. PASSO 1 Prepare uma amostra de gelatina de 10 mg/ml, misturando 0,5 mg de gelatina em pó com 50 ml de água fria. Coloque na placa de aquecimento e aqueça a mistura de água e gelatina. Mexa com a espátula enquanto a mistura aquece. Deixe quase atingir o ponto de ebulição (verifique a temperatura com o termómetro), desligando depois a placa de aquecimento e deixando a mistura arrefecer. NOTA DE SEGURANÇA: Não toque no copo de imediato pois estará muito quente. Quando tiver arrefecido, retireo da placa de aquecimento e coloque-o cuidadosamente na bancada. Caso contrário, use luvas de protecção. PASSO 2 Quando o gel se tiver formado, teste-o com uma caneta laser. Coloque um pedaço de papel branco do outro lado do copo de precipitação. Faça incidir o raio laser através da amostra de gelatina e registe as suas observações. AVISO: nunca faça incidir um raio laser próximo dos olhos nem olhe directamente para o raio!! Deve usar óculos de protecção quando realiza este teste. 2

Não deve inalar sólidos e deve evitar o contacto com a pele, os olhos ou o vestuário. Lave abundantemente as mãos após o manuseio. Elimine os produtos conforme indicado.

3 PASSO 3 Repita o teste com o laser mas, desta vez, teste um copo de precipitação com água simples. P1. Com base no teste com o laser, a gelatina é um colóide? Porquê?.. P2. Com base no teste com o laser, a água é um colóide? Porquê? 2. O leite e as suas propriedades O leite é um colóide natural e vai confirmar este facto do mesmo modo como procedeu com a gelatina, usando uma caneta laser (com leite diluído). Seguidamente, tratará o leite com ácido para perturbar a sua nano-estrutura molecular e induzir a agregação. Deve usar óculos e luvas de protecção durante toda a experiência. PASSO 1 AVISO: nunca faça incidir um raio laser próximo dos olhos nem olhe directamente para o raio!! Deve usar óculos de protecção quando realiza este teste. - Use óculos de protecção - O leite é um colóide natural mas, ao contrário da gelatina, não é transparente. Deite 400 ml de leite magro num copo de precipitação. Tente testá-lo com uma caneta laser, como fez com a gelatina: consegue ver um rasto de luz dispersa?... - Agora dilua leite. Deite 150 ml de água destilada num copo de precipitação ou normal e adicione 2 gotas de leite (usando uma pipeta). Misture e deixe a solução repousar durante dois minutos (não convém deixar que se formem bolhas de ar). A solução terá uma cor cinzenta-clara. Agora volte a testar usando a caneta laser. P3. Com base na sua observação visual, o leite é um colóide? Porquê? 3

O leite e as suas propriedades O leite é um colóide natural e vai confirmar este facto do mesmo modo como procedeu com a gelatina, usando uma caneta laser (com leite diluído).

4 P4. O leite deve as suas propriedades à existência de micelas de caseína, que são nano-estruturas de cerca de nm. Seleccione de entre as imagens apresentadas, no fim desta ficha de trabalho, a imagem de AFM que julga corresponder às micelas de caseína. Cole a imagem aqui. PASSO 2 - Use o mesmo copo de precipitação que testou no PASSO 1. Por meio de um papel indicador, registe o ph do leite magro (preencha a tabela apresentada na página seguinte). - Coloque agora o mesmo copo com leite numa placa de aquecimento, ligue a placa de aquecimento a cerca de 60 C. Se não dispuser de uma placa de aquecimento, pode aquecer o leite em banho-maria, usando água que foi fervida separadamente e deitada num recipiente. O seu professor dar-lhe-á instruções sobre como aquecer o leite. PASSO 3 - Adicione ao leite quente (a cerca de 60 C) 2 colheres de sopa de vinagre de vinho branco e mexa bem para incorporá-lo. Lembre-se que o copo de precipitação estará quente! Que acontece? Registe as suas observações na tabela apresentada. Registe o ph do líquido (na tabela apresentada). Nota de segurança: Não deve provar leite ácido agregado! PASSO 4 - Repita o teste sem aquecer o leite. Pegue num copo de precipitação limpo e adicione outra amostra de 400 ml de leite frio. Sem aquecer, adicione 2 colheres de sopa de vinagre de vinho branco e mexa bem. Que acontece? Registe as suas observações na tabela apresentada. Registe o ph do líquido (preencha a tabela seguidamente apresentada): 4

PASSO 2 - Use o mesmo copo de precipitação que testou no PASSO 1. Por meio de um papel indicador, registe o ph do leite magro (preencha a tabela apresentada na página seguinte).

5 Leite antes do teste: ph.. Temperatura do leite Efeito de adicionar vinagre ph TESTE 1 TESTE 2 P5. Verificou-se uma diferença clara ao adicionar o vinagre ao leite quente ou ao leite frio? Se sim, descreva-a. P6. Com base no teste de adicionar vinagre ao leite quente ou ao leite frio, pensa que a reacção que tem lugar é inteiramente uma reacção de neutralização? Explique

Verificou-se uma diferença clara ao adicionar o vinagre ao leite quente ou ao leite frio?

6 Imagens relativas à pergunta P4: Recorte a imagem que julga ser a correcta e cole-a no espaço apresentado em P4. A B C D As imagens nesta página estão protegidas por direitos de autor. Consulte a página 2, relativamente à sua autoria e condições de utilização. Não é permitida qualquer outra utilização destas imagens sem autorização por escrito dos detentores dos direitos autorais. 6

Consulte a página 2, relativamente à sua autoria e condições de utilização.

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