25 biologia química portugues

25 biologia química portugues

(Parte 2 de 5)

H2(g)+ Cl2(g)→2HCl(g)+ 4,2 kcal

H2(g)+ 1/2 O2(g)– 58,12 kcal →H2O(g) Notação:s→sólido ;

Entalpia O conceito de entalpia está relacionado a estudos mais aprofundados na área da Termodinâmica. De uma forma mais simplificada definimos entalpia (H) como sendo a “quantidade de energia” de um sistema. Entalpia é o mesmo que energia , porém é válido para qualquer sistema (aberto ou fechado). Ou ainda: “ENTALPIA = ENERGIA”

Variação de Entalpia

Observe o esquema: A + B →C + D Definimos como:

HR→entalpia dos reagentes (A e B)

HP→entalpia dos produtos (C e D) Assim:

Energia de Ativação

É a energia necessária para que haja uma reação química. Quando uma reação química se processa, os choques ocorridos entre as moléculas dos reagentes formam o que chamamos de “Complexo Ativado”. A energia relacionada a esse estado é a Energia de Ativação.

Catalisador

É uma substância que diminui a energia de ativaçãode um sistema, aumentando assim a velocidade de reaçãodo mesmo. O catalisador não é consumido no processo. Observação: Autocatálise, ocorre quando um dos produtos da reação age como catalisador da própria reação.

ésterágua ácido álcool

Esta reação é extremamente lenta. Porém, assim que se formam as primeiras porções do ácido, este passa a agir como catalisador da reação acelerando o processo.

Tipos de Reações Termoquímicas

Reação Endotérmica É uma reação em que ocorre absorção de energia. Assim, podemos concluir que a entalpia dos produtos (HP) é maior que a dos reagentes (HR):

HP> HR Logo: ∆H > 0

Exemplo:N2(g)+O2(g)→2NO(g) →∆H=+43 kcal Podemos também representar das seguintes formas:

•N2(g)+ O2(g)+ 43 kcal →2NO(g)

•N2(g)+ O2(g)→2NO(g)– 43 kcal Em 1, a energia está sendo somada aos reagentes, para que se estabeleça uma igualdade. Lembre-se de que a seta (→) pode ser considerada como sendo o sinal de igualdade (=) matemática.

Em 2, como HP> HRdiminuímos o valor da entalpia dos produtos.

Graficamente:

Reação Exotérmica

É uma reação em que ocorre desprendimento de energia. Agora, a entalpia dos produtos fica menor que a dos reagentes.

HP< HR Assim, ∆H < 0

Exemplo:C(s)+ O2(g)→CO2(g)∆H= –94 kcal Ou ainda:

C(s)+ O2(g)– 94 kcal →CO2(g)

C(s)+ O2(g)→CO2(g)+ 94 kcal Graficamente:

Casos de Entalpias (ou Calores) de Reação

Entalpia Padrão de Formação (∆HF) É a energia envolvida na formação de um mol de uma determinada substância a partir das substâncias simples correspondentes no estado-padrão. Exemplo:

H2(g)+ 1/2 O2(g)→H2O(l)∆H= –68,5 kcal/ mol

H2(g)+ S(Rômbico)+ 2O2(g) →H2SO4(l) ∆H=–194,5 kcal/mol

2C(grafite)+ 3 H2(g)+ 1/2 O2 →C2H3OH(l) ∆H=–6,4 kcal/mol

A entalpia de formação de uma substância simples, no seu estado mais estável, é igual a zero.

Exemplo:∆HfH2= 0, ∆HfC= 0, ∆HfO2= 0 Entalpia de Combustão

É a energia envolvida na combustão total de um mol de uma determinada substância. É um processo exotérmico. Exemplo:

CH4(g)+ 2O2(g)→CO2(g)+ 2H2O(L) ∆H=–212,8 kcal/mol

CH3OH(g)+ 3/2 O2(g)→CO2(g)+ 2H2O ∆H=–173,6 kcal/mol

Desafio

Químico

01.(UNIRIO) O gás cloro (Cl2), amareloesverdeado é altamente tóxico. Ao ser inalado, reage com a água existente nos pulmões, formando ácido clorídrico (HCl) , um ácido forte capaz de causar graves lesões internas, conforme a seguinte reação:

Cl2(g)+ H2O(g)→HCl(g)+ HclO(g)

a)+104b) +71 c) +52
d)–71e) –104

Utilizando os dados constantes na tabela acima, marque a opção que contém o valor correto da variação de entalpia verificada, m KJ/mol.

C = C146Kcal/mol
C ≡C200Kcal/mol
C – H100Kcal/mol
C – F116Kcal/mol
H – F135Kcal/mol

02.Com as seguintes energias de ligação:

É possível prever a energia total envolvida na reação: H – C ≡≡C – H + HF →→ Qual é essa energia?

03.Sob pressão constante, o calor de a)Escreva a equação química representativa da combustão da sacarose. b)Qual o valor de ∆H em Kcal/mol de sacarose queimada?

04.Experimentalmente se observa que, quando se dissolve metanol na água, há aumento de temperatura da mistura. Com base nesse fato, demostre ou refute a afirmação abaixo: “A dissolução do etanol em água é processo endotérmico”.

05.(UNIRIO) As reações de combustão parcial e total do metano são, respectivamente:

CH4(g)+3/2O2(g)→CO(g)+ 2 H2O(l), sendo ∆H (nas condições padrões) =

–607,2KJ/mol; e

CH4(g)+ 2O2(g)→CO2(g)+ 2H2O(l), sendo ∆H=X.

São os seguintes os valores aproximados dos calores de formação padrão:

CO2(g) → ∆Hf= –393,5KJ/mol Assim, o valor do ∆H da reação de

a)zerob) –607,2 c) –682,1
d)–890,2e) –965,1

combustão total (X), em KJ/mol, é, aproximadamente:

Química Professor CLÓVIS Barreto

Entalpia de Neutralização

É a energia envolvida na neutralização de um ácido por uma base (e vice-versa). É um processo exotérmico.

Exemplo:HCl(aq)+ NaOH(aq)→NaCl(aq)+ H2O ∆H= –13,84 kcal

Energia de Ligação

É a variação de entalpia observada na quebra ou formação de um mol de uma determinada ligação química. •Quebra de ligação- processo endotérmico (∆H> 0)

Lei de Hess

A lei de Hess estabelece que: “A variação de entalpia (quantidade de calor liberada ou absorvida) numa reação química, independe de etapas intermediárias; depende apenas dos estados inicial e final da reação.” Observe o exemplo explicativo:

Processo: síntese do CO2(gás carbônico) 1.° método: C(grafite)+ O2(g)→CO2(g)∆H 2.° método: C(grafite)+ 1/2 O2→CO(g)∆H1

Conseqüências da lei de Hess

As equações termoquímicas podem ser somadas como se fossem equações matemáticas. Retomando o exemplo anterior, temos:

C(grafite)+ 1/2 O2(g)→CO(g)∆H1= –26,4kcal O(g)+ 1/2 O2→CO2(g)∆H2= –67,7kcal

C(grafite)+ O2(g)→CO2(g)∆H= –26,4 – 67,7 ∆H = –94,1 kcal

Daí o nome Lei da Soma dos Calores de Reação, que também é dado à Lei de Hess. Esta técnica de “somar equações” é muito útil, pois permite calcular o ∆H de certas reações, cuja execução experimental é muito difícil e, às vezes, impossível.

Invertendo uma equação termoquímica, devemos trocar o sinal de ∆∆H.

Isto deve forçosamente acontecer, pois somando uma equação à sua inversa o resultado final deve ser zero. Por exemplo:

C(grafite)+ O2(g)→CO2(g)∆H = –94,1kcal CO2(g)→C(grafite)+ O2(g)∆H = +94,1kcal

zero (substâncias)zero (calor)

Em outras palavras, isto representa a conservação de energia entre os estados inicial e final.

Multiplicando (ou dividindo) uma equação termoquímica por um número diferente de zero, o valor de ∆∆H será também multiplicado (ou dividido) por esse número.

Basta imaginar a equação somada a si própria várias vezes.

C(grafite)+ O2(g)→CO2(g)∆H= –94,1 kcal C(grafite)+ O2(g)→CO2(g)∆H = –94,1 kcal

2C(grafite)+ 2O2→2CO2(g)∆H = –188,2 kcal Enfim, como podemos observar, as equações termoquímicas podem sofrer tratamentos matemáticos, como adições, subtrações, multiplicações, divisões, inversões etc., desde que esses tratamentos sejam feitos com os valores de ∆H.

Aplicações

S(s)+O2(g)→SO∆H1= –71,0kcal

01.Dadas as equações termoquímicas:

SO2(g)+1/2O2(g) → SO3 ∆H2= –23,4kcal Pede-se calcular o calor da reação

(variação) indicada pela equação abaixo:

S(s)+ 3/2O2(g)→SO3(g)∆H= ?

Solução: De acordo com a Lei de Hess, as equações termoquímicas podem ser somadas como se fossem equações algébricas. Aplicando-se esta idéia às duas equações dadas, temos:

S(s)+ O2(g)→SO2∆H1= –71,0 kcal SO2(g)+ 1/2O2(g)→SO3∆H2= –23,4 kcal

02.Dadas as equações termoquímicas:

C(grafite)+O2(g) → CO2(g) ∆H1= –94,1kcal

C(diamante) + O2(g) → CO2(g) ∆H2= –94,55kcal

Calcule a variação da entalpia da transformação:

C(grafite) → C(diamante) ∆H= ?

Solução: Neste problema, ao contrário do anterior, se somarmos as duas equações dadas, na forma como elas estão escritas, não obteremos a equação pedida. No entanto, bastará inverter a segunda equação (e o valor do ∆H2correspondente) e somá-la à primeira, que chegaremos à equação termoquímica pedida: (eq. inalterada)

C(grafite)+O2(g)→CO2(g)∆H1= –94,1 kcal (eq. invertida)

CO2(g)→C(diamante)+ O2(g)∆H2= –94,5 kcal

03.Calcule a entalpia de combustão do sulfeto de carbono líquido, conhecendo as entalpias de formação das seguintes substâncias, todas a 25°C e 1atm de pressão: •sulfeto de carbono (líquido)= +21,0kcal/mol •dióxido de carbono (gasoso)= –94,1kcal/mol •dióxido de enxofre (gasoso)= –71,0kcal/mol

Solução: Quando o problema é dado em “linguagem corrida” aconselhamos, como primeiro passo, uma “tradução” do enunciado para a forma de equações termoquímicas. Para tanto, é indispensável relembrar os casos particulares de entalpias de reação. Neste problema temos: Equações dadas:

C(grafite)+ 2S(rômbico)→ CS2(l)∆H1=+21,0 kcal C(grafite)+ O2(g)→CO2(g)∆H2= –94,1 kcal

S(rômbico)+ O2(g)→SO2(g)∆H3= –71,0 kcal Equação pedida:

CS2(l) +3O2(g) → CO2(g) + 2SO2(g) ∆H=? Passemos, agora, à resolução do problema propriedade dito. De acordo com roteiro dado, temos: •eq. I invertida

CS2(l) → C(grafite)+2S(rômbico) –∆H1 = –21,0kcal •eq. I inalterada

•eq. I multiplicada por 2

C(grafite)+O2(g) → CO2(g) ∆H2 = –94,1kcal

2S(rômbico)+2O2(g) → 2SO2(g) 2∆H3= –142,0kcal CS2(l)+ 3O2(g)→CO2(g)+ 2SO2(g)

Desafio Químico

01.(FEEQ-CE) A queima de 1,0kg de metano (CH4) liberou 5,5.104kJ. Com base nesse dado, o calor da combustão de 1 mol de metano é da a)8,8 . 10-4b) 8,8 . 10-3c) 8,8 . 10-2 d)8,8 . 102e) 8,8 . 104

02.(Fuvest-SP) Quando 0,500 mol de etano líquido sofrem combustão total sob pressão constante, produzindo

CO2e H2O gasosos, a energia liberada é de 148kcal. Na combustão de 3,0 mil de etanol, nas mesmas condições, a entalpia dos produtos, em relação à dos reagentes, é:

a)74 kcal menorb) 4 kcal menor.

c)8 kcal menor. d) 4 kcal maior. e)8 kcal maior.

03.(Fuvest–SP) A oxidação de açúcares no corpo humano produz ao redutor de 4,0 kcal/g de açúcar oxidado. A oxidação de 0,1 mol de glicose

a)40 kcalb) 50 kcal c) 60 kcal
d)70 kcale) 80 kcal

04.(UFMG) A reação entre HCl e NaOH é exotérmica. A maior temperatura será medida imediatamente após a mistura de:

a)0,6 mol de HCl + 1,0 mol de NaOH b)0,7 mol de HCl + 0,9 mol de NaOH c)0,8 mol de HCl + 0,8 mol de NaOH d)0,9 mol de HCl + 0,7 mol de NaOH e)1,0 mol de HCl + 0,6 mol de NaOH

05.(UFRO) Reações em que a energia do reagente é inferior à dos produtos, à mesma temperatura, são:

d)catalisadase) explosivas

a)endotérmicas b) lentas c) espontâneas

06.(FCC–BA) A equação H2(g)+ 1/2 O2(g)→

H2O(g)+ 242kJ representa uma reação química que:

a)libera 121kJ/mol de O2(g)consumido b)absorve 121kJ/mol de O2(g)consumido c)libera 242kJ/mol de H2O(g)produzido d)libera 242kJ/mol de O2(g)consumido e)absorve 242kJ/mol de H2O(g)produzido afirmar que essa reação:

a)ocorre com contração de volume; b)libera energia térmica; c)é catalisada; d)é endotérmica; e)é espontânea.

Citologia I

I: Estudo da célula

Membrana plasmática A membrana celular também conhecida como plasmalema é um fino revestimento que envolve a célula. Tão delgada que não é possível vê-la ao microscópico óptico; por isso, só foi descoberta após a invenção do microscópio eletrônico. Até então, por se observar somente o citoplasma contido e com características diferentes das do meio externo, apenas se imaginava que ela pudesse existir. Composição química (Glicídios+proteínas,lipídios+fosfato)

O modelo do mosaico fluido

A membrana celular é lipoprotéica, isto é, abundante de lipídios e proteínas. Em 1972,os cientistas americanos S. J. Singer e G. Nicholson imaginaram um modelo para explicar sua arquitetura. Esse modelo ficou conhecido como modelo do mosaico fluido. Nele, a membrana celular é uma dupla camada de lipídios, em que estão mergulhadas, proteínas. Na superfície, glicoproteínas (glicídios + proteínas) e glícolipídios (glicídios + lipídios) formam uma espécie de tapete, chamado glicocálix, que parece ter funções de reconhecer e reter substâncias úteis à célula. Cada célula tem seu glicocálix, como uma espécie de impressão digital.

Função da membrana celular

A membrana celular tem como principal função conter o citoplasma, separando os meios intra e extracelular. O resultado disso é uma composição interior diferente daquela do meio em que a célula se encontra.

Propriedades da membrana celular

A membrana celular é viva, elástica e, se por acaso for rompida, tem a capacidade de regeneração além de conduzir eletricidade. Realiza o transporte de substâncias permitindo que algumas entrem e saiam passando através dela. Por ser permeável a algumas substâncias e a outras não, isto é, por apresentar permeabilidade seletiva, é denominada semipermeável. De todas as propriedades, a principal delas é a sua capacidade de selecionar substâncias que devem sair ou entrar na célula.

Transporte passivo

O transporte passivo é a entrada e a saída de substâncias sem que a célula gaste energia (ATP). Ele pode ser de dois tipos: difusão facilitada e osmose (difusão simples).

Difusão facilitada

A difusão facilitada é o transporte passivo de substâncias (soluto) que conta com a ajuda de compostos presentes na membrana celular. Esses compostos, chamados permeases, acoplam-se à substância que está no meio extracelular facilitando sua entrada. Ex: transportes de glicose, aminoácidos, vitaminas etc. Ex.:

Esquema da difusão facilitada Osmose

A osmose só é possível quando dois meios de concentrações diferentes estão separados por uma membrana semipermeável. É o que acontece entre a célula e o meio extracelular. Quando a concentração de solutos em um meio é mais alta que em outro, o meio é hipertônico em relação ao outro, que é hipotônico. Quando meios diferentes possuem concentrações iguais, são isotônicos. Imagine duas soluções em que o soluto seja a glicose e o solvente seja a água e que ambas estejam separadas por uma membrana semipermeável, que só deixa passar a água mas impede a passagem da glicose.

1 Esquema de osmose

DesplasmólisePlasmólise

2 Osmose em célula vegetal

Se a membrana que separa dois meios de concentrações diferentes for impermeável, não haverá trânsito de nenhum lado. Caso a membrana seja permeável ao soluto, não haverá osmose, mas sim difusão.

Transporte ativo

O transporte ativo é a passagem de substâncias através da membrana com gasto de energia pela célula. Um exemplo é o processo chamado bomba de sódio e potássio.

Bomba de sódio e potássio

As células, em repouso, contêm quase vinte vezes mais íons potássio (K) em seu meio interno que no meio externo. No meio externo, porém, há quase vinte vezes mais íons sódio (Na) que no meio interno. Como esses íons tendem a difundir-se, a tendência natural seria que essas concentrações se equilibrassem. Mas a membrana celular bombeia potássio para dentro e sódio para fora (contra a tendência natural) gastando energia para isso. Esse mecanismo de bombeamento é a bomba de sódio e potássio (sempre contra um gradiente de concentração). Importâncias: impulsos musculares e nervosos.

Biologia Professor JONAS Zaranza

01. Uea(2002)

Hemácias obtidas em uma única coleta de sangue foram distribuídas em três tubos de ensaio. O esquema acima representa o início da experiência. Alguns minutos depois foram feitas as seguintes observações:

Tubo I: volume das hemácias inalterado; Tubo I: volume das hemácias reduzido; Tubo I: presença de hemoglobina dissolvida na água. A experiência permite concluir corretamente que as hemácias: a)são hipertônicas em relação à solução do tubo I. b)são hipertônicas em relação à solução do tubo I. c)sofreriam plasmopitise (hemólise) numa solução de NaCl em água, mais concentrada do que a do tubo I. d)têm pressão osmótica igual à solução do tubo I. e)arrebentaram no tubo I porque são isotônicas em relação à água destilada.

02.(Fuvest) A tabela a seguir compara a concentração de certos íons nas células de ‘Nitella’ e na água do lago onde vive essa alga.

Os dados permitem concluir que as células dessa alga absorvem: a)esses íons por difusão. b)esses íons por osmose. c)esses íons por transporte ativo. d)alguns desses íons por transporte ativo e outros por osmose. e)alguns desses íons por difusão e outros por osmose.

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