Porque são vermelhos os cravos?

Inclui instruções para experimentarem e investigarem em casa com cromatografia em papel, caso estejam a precisar de ideias para a aula de ciências em casa!

O que dá cor às flores – como às roupas, ou às tintas – são moléculas que geralmente chamamos de ‘pigmentos’. Mas o que é um pigmento? Esta palavra não se refere a uma molécula, mas a um grupo de moléculas que interage com a luz de uma forma específica.

A luz branca que nos chega do Sol é constituída por várias cores. Quando a luz branca atravessa um prisma, as diferentes cores separam-se porque cada uma delas viaja a uma velocidade diferente dentro do prisma, e o resultado é a imagem do álbum dos Pink Floyd (The Dark Side of the Moon). Mas esta brincadeira de separar assim a luz não foi dos Pink Floyd – foi de Isaac Newton, que demonstrou este efeito pela primeira vez em 1666.

Dispersive_prism
A luz branca é separada nas suas cores constituintes pelo prisma; isto acontece porque as diferentes cores viajam a velocidades diferentes no material do prisma.

Um pigmento exposto à luz branca absorve algumas das cores que a constituem, mas reflecte outras. São as cores que são reflectidas que viajam em direcção aos nossos olhos, criando a cor do pigmento. Por exemplo, um objecto que vemos vermelho reflecte a cor vermelha e absorve todas as outras cores da luz branca. Se todas as cores forem absorvidas, vemos o objecto preto, e se todas forem reflectidas, vemos o objecto branco. Quando uma mistura de diferentes cores é reflectida, o nosso cérebro cria novas cores. O cor-de-rosa ou o castanho, por exemplo, não existem no espectro electromagnético (não existem na separação da luz branca) mas nós vemos essas cores em resultado da interpretação que os nossos cérebros fazem da mistura de luz que recebem. Timothy H. Goldsmith, um biólogo, escreveu na Scientific American em 2006 que ‘a cor não é uma propriedade da luz ou dos objectos que reflectem a luz, mas sim uma sensação que ocorre no cérebro’.

E já que estamos no tema das maravilhas mirabolantes da luz e das cores, se eu perguntasse quais são as cores primárias, é possível que a maioria de vocês dissesse azul ciano, magenta e amarelo. Estas são as cores indicadas como primárias por pintores ou outras pessoas que trabalhem com pigmentos. Azul ciano, magenta e amarelo são as cores primárias ditas subtractivas, ou seja, as cores primárias da luz reflectida dos pigmentos. No entanto, as cores primárias da luz emitida, as adictivas, são o vermelho, o verde e o azul. É em termos destas três cores que o nosso cérebro trabalha, e é a partir destas três cores que se dão todas as complexas misturas que resultam em todas as cores que vemos. Os píxeis dos nossos ecrãs, por exemplo, resumem-se a estas três cores – vermelho, verde e azul – e tudo o resto que vemos são resultado das suas diversas combinações.

Mas vamos falar mais concretamente dos pigmentos que fazem com que vejamos os cravos (e outras flores) vermelhos. Existem duas classes gerais de pigmentos nas flores (também presentes noutras plantas): carotenóides e flavonóides. Os carotenóides são moléculas com longas cadeias de carbonos com diferentes terminações, como o β-caroteno que dá a cor às cenouras (mas há também outros carotenos que dão cores amarelas e vermelhas). Os flavonóides, por sua vez, têm estructuras químicas mais ‘aneladas’ – vejam os exemplos na figura abaixo. É uma sub-família de flavonóides, as antocianinas, que dão cores roxas, cor-de-rosa e vermelhas às plantas, dependendo do pigmento específicio. No caso dos cravos, a cor vermelha vem de antocianinas do tipo pelargonidin. No entanto, nenhuma flor tem apenas um único pigmento que lhe dê a cor; a cor final das flores é criada por uma mistura de diversos pigmentos. Quantos pigmentos diferentes se misturam para fazer o vermelho dos cravos, ou das rosas, ou das papoilas?

red_pigment
Estructura química do β-caroteno, um exemplo de carotenóide (à esquerda) e de um dos flavonóides que dá a cor vermelha aos cravos, uma antocianina do tipo pelargonidin (à direita).

Para que vocês possam testar esta ideia, com cravos vermelhos ou com outras flores, deixo-vos um protocolo de uma experiência que podem fazer em casa e que eu traduzi e adaptei do Scientific American (podem ver imagens de como a experiência se parece na CoffeeCupsAndCrayons). Esta experiência é uma adaptação de uma técnica muito usada em laboratórios de química, chamada cromatografia, que permite usar as diferentes interacções entre moléculas e solventes para separar moléculas (como pigmentos) umas das outras. Por exemplo, se um pigmento for muito solúvel num determinado solvente, ele é arrastado uma distância maior com o solvente à medida que este é absorvido por um pedaço de papel. Outro pigmento, que seja menos solúvel, viaja uma distância menor, e é assim separado do outro no papel.

Vamos ver se conseguimos utilizar a cromatografia em papel para identificar diferentes pigmentos nas pétalas das flores?


Materiais

  • Toalhas de papel absorvente (as mais grossas e fortes da cozinha, por exemplo, são melhores)
  • Tesoura
  • Lápis
  • Régua
  • Frascos, jarros, copos ou canecas
  • Medidor de volume
  • Álcool isopropílico 70%
  • Água (destilada se tiverem, mas a da torneira também serve)
  • Frasco de vidro com abertura larga
  • Pétalas de flores vermelhas. Tentem pétalas de pelo menos três tipos de flores diferentes, e podem experimentar também com outras cores como cor-de-laranja ou violeta (cor-de-rosa pode não funcionar tão bem). Pétalas grandes como de rosas ou tulipas funcionam melhor do que as mais pequenas.
  • Moeda
  • Cronómetro (ou o telemóvel)

Preparação

  • Cortem o papel absorvente em tiras com 2-3 cm de largura. Todas as tiras devem ter a mesma altura, que deve ser igual à altura do jarro de vidro de abertura larga. Cortem pelo menos uma tira para cada uma das flores que querem investigar.
  • A lápis, desenhem uma linha a 2 cm do fundo de cada tira de papel.
  • Na outra ponta da tira de papel, escrevam o nome da flor para a qual vão usar essa tira.
  • Num frasco, jarro, copo ou caneca (limpos) juntem cerca de 60 ml de água com outros 60 ml de álcool 70% (o volume total não é muito importante, desde que a mistura seja metade/metade). Deitem um pouquinho desta mistura líquida no jarro de abertura larga, cerca de 2 cm de profundidade. Supervisionem as crianças mais pequenas.

Procedimento (diagrama em baixo)

  • Com cuidado para não deixar as pétalas manchar nenhuma toalha ou superfície, coloquem uma pétala numa das tiras de papel absorvente, em cima da linha que desenharam a lápis.
  • Rolem a borda da moeda por cima da pétala e ao longo da linha a lápis. Apliquem pressão para esmagar a pétala de tal forma que os pigmentos se entranhem no papel absorvente ao longo da linha. Repitam três ou quatro vezes com uma pétala nova de cada vez, até que tenham uma boa quantidade de pigmento no papel.
  • Fixem a tira de papel absorvente ao lápis, de forma a que quando coloquem o lápis horizontalmente no topo (aberto) do frasco, a tira de papel fique pendurada a direito para dentro do frasco, com a ponta a tocar (não completamente emergida) na mistura líquida no fundo do frasco – vejam o diagrama abaixo para perceberem melhor como montar esta parte. A linha de pigmento deve ficar acima do líquido, e não deve ser emergida.
  • Coloquem o lápis horizontalmente sobre a abertura do frasco, como descrito acima, e deixem ficar de forma a que o líquido suba naturalmente pela tira de papel absorvente até que esteja a 1-2 cm do topo da tira. Removam, então, a tira do frasco. Deve demorar entre 20 a 60 minutos para isto acontecer, mas tomem atenção para não deixar o líquido atingir o limite do papel. Conseguem notar o que aconteceu aos pigmentos no papel absorvente?
  • Deixem a tira de papel absorvente secar, de preferência pendurada no ar e não horizontalmente na mesa (tentem encontrar uma maneira de segurar o lápis de forma a que a tira continue na vertical enquanto seca).
  • Repitam este processo para as outras tiras, utilizando as pétalas das outras flores que escolheram investigar: desenhem a linha de pigmentos com a moeda, coloquem no jarro com líquido até o líquido subir a tira de papel absorvente e deixem secar, precisamente como fizeram com a primeira tira. Utilizem uma tira de papel absorvente para cada flor. Os resultados são os mesmos para os diferentes tipos de flor?
  • Depois de todas as tiras estarem secas, coloquem-nas lado a lado (agora já podem estar horizontais) e avaliem-nas. Se virem marcas com a mesma cor ao mesmo nível (mesma distância da linha onde colocaram o pigmento), é provável que seja o mesmo pigmento. Podem concluir, então, que as flores que usaram em cada uma dessas tiras contêm o mesmo pigmento. Mas alguma das vossas flores vermelhas revelou a presença de outros pigmentos? Há manchas de outras cores no papel, ou a distâncias diferentes? Alguma das flores que investigaram tem mais que um pigmento (mais do que uma mancha no papel)? Se investigaram flores de outras cores, os pigmentos são os mesmos que das flores vermelhas, ou são diferentes?
cromatografia
Diagrama demonstrando como devem ‘montar’ a vossa experiência de cromatografia em papel.
  • Bónus: Algumas plantas têm não só flores mas também folhas muito coloridas. Podem experimentar repetir esta experiência com folhas, e investigar os pigmentos que lhes dão cor. Estes pigmentos são os mesmos que encontraram nas flores?

 

Como correu? Conseguiram identificar pigmentos diferentes? Fiquem à vontade para me enviar fotos dos vossos resultados, ou mesmo para fazer perguntas! Usem o email:

n.das-neves-rodrigues@warwick.ac.uk

Deixe uma Resposta

Preencha os seus detalhes abaixo ou clique num ícone para iniciar sessão:

Logótipo da WordPress.com

Está a comentar usando a sua conta WordPress.com Terminar Sessão /  Alterar )

Google photo

Está a comentar usando a sua conta Google Terminar Sessão /  Alterar )

Imagem do Twitter

Está a comentar usando a sua conta Twitter Terminar Sessão /  Alterar )

Facebook photo

Está a comentar usando a sua conta Facebook Terminar Sessão /  Alterar )

Connecting to %s