Resumo de Química - Centrifugação

A centrifugação é o mecanismo de estudo da química utilizado para separar compostos com densidades diferentes, através da força centrífuga.

Por meio dessa força pode-se separar vários tipos de elementos de uma mesma mistura, sejam entre líquidos ou líquidos e sólidos.

Quando a amostra de uma mistura heterogênea qualquer é colocada dentro de uma centrífuga, aplicando força, os elementos com maior valor de densidade irão se deslocar para o fundo do recipiente em que estão alojados e aqueles com menor densidade ficarão suspensos mais próximos da superfície do recipiente.

Um exemplo fácil de ser compreendido é a mistura da água com a areia. Logo depois da mistura, se deixados em repouso, a areia ficará depositada no fundo por causa da interferência da gravidade.

Entretanto, em um processo em que são utilizadas as moléculas de DNA e proteínas, por exemplo, essa sedimentação no fundo do vasilhame não é facilmente perceptível.

Nesses casos específicos, ao serem aplicadas forças em alta velocidade, como ocorre na força centrífuga, o movimento das macromoléculas será semelhante ao que ocorre com os grãos de areia em uma mistura com água.

Portanto, a força de centrifugação é responsável por acelerar o processo de decantação de alguns tipos de elementos, considerando a diferença entre a densidade dos compostos.

Isso explica o uso deste método em laboratórios de análises clínicas para separar as misturas.

Tipos de separação através do método de centrifugação

As etapas e usos diferentes de forças centrífugas dependem diretamente dos tipos de elementos, características e densidade das partículas nos mais variados tipos de misturas.

Existem dois tipos diferentes de centrifugação para separação de compostos químicos. São eles: centrifugação diferencial e centrifugação por gradiente de densidade.

O segundo tipo apresentado ainda é subdivido em outras duas classificações: centrifugação zonal e isopícnica.

Centrifugação Diferencial

Nessa técnica de velocidade centrífuga o principal critério para separação é o tamanho dos compostos que fazem parte da mistura.

Em soluções químicas que contêm diferentes tipos de moléculas, aquelas que possuem tamanho maior irão sedimentar antes das partículas menores. Logo, partículas com tamanho e densidade diferentes irão sedimentar em velocidades também diferentes.

Para conclusão do processo de separação através da “centrifugação diferencial” são realizadas várias centrifugações em diferentes velocidades. Para cada fase em que o procedimento é realizado são formados novos sedimentos e os compostos que ficam suspensos mais próximos da superfície.

A primeira etapa da centrifugação tem velocidade mais lenta formando os primeiros sedimentos com as partículas maiores.

Já na segunda fase uma força centrífuga com mais velocidade é aplicada, fracionando as partículas com um tamanho inferior, até a total sedimentação dos compostos e conclusão da separação das misturas.

Gradiente de densidade

A centrifugação por gradiente de densidade consiste na aplicação da força centrífuga em que as partículas se depositam em um determinado recipiente em velocidades diferentes de acordo com a densidade apresentada por seus compostos.

Esse ambiente em que ocorre a aferição de densidade é criado através de concentrações de determinadas substâncias apropriadas para o experimento, como a sacarose.

Esse tipo de centrifugação é muito utilizado como purificador de partículas,  a exemplo das macromoléculas (DNA e proteínas).

O gradiente de densidade é dividido em escala zonal, referente ao tamanho e isopícnica, característica equivalente a densidade.

Gradiente de densidade de escala zonal

Nesse processo de separação de misturas através do "gradiente de densidade de escala zonal" os elementos envolvidos precisam ter densidades próximas e massas diferentes.

Durante cada etapa dessa centrifugação com critérios mais específicos, cada partícula irá sedimentar (ficar depositada no fundo do recipiente) de acordo com a sua massa e tamanho.

O tempo é um fator importante e também interfere nesse mecanismo. A centrifugação, nesse caso, será interrompida no momento imediato em que houver a separação de todos os compostos, evitando que todas as partículas fiquem novamente concentradas no fundo do recipiente.

Gradiente de densidade isopícnica ou de equilíbrio

Esse tipo de força centrífuga por meio do "gradiente de densidade isopícnica ou de equilíbrio" consiste na separação de partículas com tamanhos semelhantes e diferentes densidades.

Os compostos são misturados e a solução recebe uma força centrífuga até que haja um equilíbrio. Ou seja, no momento em que as densidades fiquem em valores relativamente próximos.

Cada partícula se desloca para a posição em que o gradiente de densidade é mais próximo ao dela, formando uma concentração de partículas com valores de densidade muito semelhantes.

Nesse caso, o tempo de centrífuga não irá interferir no processo. Isso porque quando a partícula atingir o ponto de equilíbrio irá permanecer na mesma região e não irá se depositar no fundo do recipiente, como ocorre no gradiente de densidade de escala zonal.

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