Propriedades da água e soluções aquosas

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Propriedades da água e soluções aquosas
Prof.ª Luciana Barreiros de Lima
Descrição
Caracterização química da água e sua relação com o funcionamento do sistema biológico. Definição das interações intermoleculares, suas
ocorrências em meio aquoso e o processo de solubilização de compostos iônicos e não iônicos em água. Conceituação de soluções, suas
representações e aplicações.
Propósito
A água é popularmente conhecida como solvente universal e não é à toa. 70% do nosso organismo é composto por água, nossas principais reações
e funções bioquímicas acontecem em meio aquoso e ela está presente também nos mais diversos ambientes de pesquisa e indústria. Por isso o
entendimento de suas propriedades é fundamental para o profissional que trabalhe nessas áreas.
Preparação
Antes de iniciar o conteúdo, tenha à mão uma calculadora científica e consulte uma tabela periódica atualizada, como a da IUPAC, que está
disponível na Internet.
Objetivos
Módulo 1
A água
Reconhecer as características químicas da água e suas funções nos sistemas biológicos.
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Módulo 2
Forças intermoleculares e soluções
Comparar as interações intermoleculares que ocorrem em meio aquoso.
Módulo 3
Soluções e cálculos de solução
Aplicar os cálculos das principais unidades de concentração.
Módulo 4
Água e medidas corporais
Aplicar os cálculos envolvidos em medidas corporais e nas diluições.
Introdução
Iremos compreender, analisar e aplicar a Química Biológica como a área do conhecimento que estuda as biomoléculas, componentes dos seres
vivos, e a forma como elas interagem, respeitando as leis físicas e químicas da matéria de forma a manter e perpetuar a vida.
A água é uma substância essencial para a vida. Ela é o principal componente do nosso corpo, tanto que 70% do nosso peso corporal é água. Idade,
sexo ou gordura corporal são determinantes importantes para estabelecer esse percentual que afeta quase todas as funções do nosso organismo.
Vamos adquirir os conceitos básicos sobre a composição química da água e a função que ela representa nos seres vivos. Também veremos os
processos pelos quais as interações ocorrem em meio aquoso, analisando as unidades de concentração e os cálculos envolvidos em diluição e
dosagens.
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1 - A água
Ao �nal deste módulo, você será capaz de reconhecer as características químicas da água e suas
funções nos sistemas biológicos.
As características químicas da água
Importância da água
Quase todas as formas de vida na Terra dependem da água. Aproximadamente 97% da água do nosso planeta é água do mar. Porém, a água
marinha não é adequada para consumo humano e uso na agricultura.
Além disso, três quartos da água doce estão imobilizados na forma de neve, geleiras ou extensões congeladas. Foi estimado que a humanidade
consome cerca de um quinto da água de escoamento que vai para o mar, e a maior fração é dedicada a atividades agrícolas.
Dessa forma, é muito importante compreender os processos químicos que ocorrem na água para entender a biologia relacionada a isso.
Curiosidade
Normalmente, pensa-se que a água natural que conhecemos é um composto químico de fórmula H2O, mas este não é o caso. Devido à sua grande
capacidade de dissolução, toda água encontrada na natureza contém diferentes quantidades de várias substâncias em solução e em suspensão,
que corresponde a uma mistura.
A água é essencial para praticamente todas as funções do organismo, sendo também o seu componente mais abundante.
Nós seres humanos não somos capazes de sintetizar água, no entanto utilizamos a água para diversas reações
bioquímicas de maneira que sem ela morreríamos. Por isso, ela deve ser ingerida regularmente.
A água faz parte da dieta de qualquer ser vivo, maiores do que os de qualquer outro nutriente.
Podemos perder quase toda a gordura e quase metade da proteína em nosso corpo e continuamos vivos, mas a perda de 1 a 2% da água corporal
afeta a termorregulação, os sistemas cardiovasculares e sistema respiratório, além de limitar severamente nossas atividades físicas e mentais.
Água quimicamente pura e suas características
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O que é a água quimicamente pura?
Corresponde a um composto com a fórmula molecular H2O. Como o átomo de oxigênio possui apenas dois elétrons desemparelhados, para
explicar a formação da molécula de H2O, considera-se que a hibridização dos orbitais atômicos 2s e 2p do átomo de oxigênio resulta na formação
de dois orbitais híbridos sp3. A sobreposição de cada um dos dois orbitais atômicos híbridos com o orbital 1s1 de um átomo de hidrogênio forma
duas ligações covalentes, que geram a formação da molécula de H2O, e os 2 orbitais sp
3 são orientados para os vértices de um tetraedro triangular
regular. Os outros vértices são ocupados pelos pares não compartilhados de elétrons do oxigênio. Observe os modelos a seguir:
Modelo molecular da água.
Isso está de acordo com o princípio de exclusão de Pauli e com a tendência de os elétrons desemparelhados se separarem o máximo possível.
Experimentalmente, verificou-se que o ângulo formado pelas duas ligações covalentes oxigênio-hidrogênio é de 105°. Também foi identificado que o
comprimento da ligação oxigênio-hidrogênio é 0,96 angstroms e gasta-se 118 kcal/mol para quebrar uma dessas ligações covalentes na molécula
de H2O. Além disso, o fato de o ângulo de ligação experimental ser menor do que o teoricamente esperado (109°) é explicado como resultado do
efeito dos dois pares de elétrons não compartilhados no oxigênio, que são muito volumosos e comprimem o ângulo de ligação para,
aproximadamente, 105°.
Além disso, núcleos atômicos de carga igual se repelem. As forças de atração se devem ao fato de que elétrons e núcleos se atraem porque têm
cargas opostas. O spin oposto permite que dois elétrons ocupem a mesma região, mas fiquem o mais longe possível do restante dos elétrons.
A estrutura de uma molécula é o resultado líquido da interação das forças atrativas e repulsivas (forças
intermoleculares), que estão relacionadas às cargas elétricas e ao spin dos elétrons.
De acordo com a Teoria Ácido-Base de Brönsted-Lowry, os dois pares de elétrons não compartilhados de oxigênio na molécula de H2O conferem a
ela características alcalinas. As duas ligações covalentes da molécula de H2O são polares porque o átomo de oxigênio é mais eletronegativo do que
o átomo de hidrogênio. Então, essa molécula tem um momento dipolar eletrostático igual a 3,33x10-30 Cm (Coulomb.metro) o que também indica
que a molécula de H2O (H-O-H) não é linear. Observe:
Modelagem de moléculas de água.
O “segredo” das características excepcionais da água está precisamente em sua composição e estrutura, que lhe dão o maior número de
propriedades físicas e químicas "anormais" entre as substâncias comuns. Essa "personalidade" é responsável por sua importância na homeostase,
estrutura e função de células e tecidos do corpo. Quando comparado a moléculas de peso molecular e composição semelhantes, a água tem
propriedades físicas únicas, uma consequência de sua natureza polar e sua capacidade de formar ligações de ponte de hidrogênio com outras
moléculas, conforme visto na imagem anterior.
A água também tem um alto valor de tensão superficial. As moléculas de superfície são fortemente atraídas, embora algumas substâncias possam
quebrar essa atração. É o caso do sabonete, que forma espuma ou sais biliares que facilitam a digestão de gorduras. Veja a seguinte imagem:
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Tensão superficial.
Reações químicas da água
Tipos de reação
Os três tipos mais importantes de processos químicos que ocorrem na água são:
Assim, o pH e o conteúdo dos principais íons de uma água natural vêm quase determinados pela solubilização de CO2 em água e a lavagem de
carbonatos das rochas.
Reação da água com diferentes elementos
Vamos ver como a água reage em contato com elementos distintos?
Embora seja uma substância geralmente inofensiva, existem vários produtos químicos que podem reagir perigosamente com ela por várias razões:
exotermicidade da reação, geração de substâncias inflamáveis, tóxicas ou corrosivas, ou mesmo decomposição violenta ou explosiva de reagentes.
Veja como ocorre a reação entre a água e os metais:
Reações ácido-base (ou neutralização)
Controlam o conteúdo de íons na água.
Reações de oxidação-redução (redox)
Controlam o tipo de íons e, principalmente, o conteúdo e as características da matéria orgânica presente.
Reações de precipitação
Controlam o conteúdo de íons na água, assim como as reações de neutralização. Podem ser enquadradas em um conceito mais
amplo: solubilidade.
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Lítio fino.
Metais alcalinos do grupo 1 da tabela periódica
Estes elementos são todos sólidos que, em contato com a água, causam sua decomposição rápida para combinar vigorosamente com o ânion
OH-, criando os correspondentes hidróxidos estáveis e liberando hidrogênio. Essa reação é muito exotérmica. A velocidade ou violência da reação
pode ser influenciada, além da temperatura da água, pelo grau de subdivisão do sólido, pois, quanto menores as partículas da substância simples
do elemento, maior a superfície de contato com a água, o que aumenta o perigo.
Exemplo: 2 K + 2 H2O → 2 KOH + H2
Magnésio fino.
Metais alcalino-terrosos
Esses elementos, assim como os elementos alcalinos, reagem exotermicamente com água, mas de forma menos violenta, gerando os hidróxidos
correspondentes e liberando hidrogênio. Sua reatividade aumenta à medida que sua massa atômica aumenta, embora o calor liberado pela reação
não seja suficiente para iniciar a reação de combustão de gás inflamável.
Exemplo: Mg + 2 H2O → Mg(OH)2 + H2
Algumas singularidades sobre reações de metais alcalinos-terrosos podem ser observadas: o magnésio finamente dividido, em contato com a
água, pode explodir sob a ação de um impacto; a ação do cálcio na água pode ser violenta, principalmente na presença de cloreto férrico, cloreto
de ouro ou cloreto de platina.
Boro fino.
Boro e alumínio (grupo 13)
As reações da água com boro e alumínio (grupo 13) em pó resultam numa decomposição violenta da água, liberando hidrogênio capaz de
inflamar pelo calor da reação.
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Exemplo: 2 Al + 3 H2O → Al2O3 + 3 H2
Agora, veja como ocorre a reação da água com os demais tipos de elementos (não metais):
Não metais
O flúor é um elemento não metal que reage violentamente com a água, gerando ácido fluorídrico e oxigênio e difluoreto de oxigênio.
Exemplos:
2 F2 + 2 H2O → 4 HF + O2
2 F2 + H2O → F2O + 2 HF
Haletos (Fluoretos, cloretos, brometos, iodetos)
Geram reações violentas, liberando substâncias ácidas corrosivas, geralmente os hidrácidos correspondentes.
Exemplos de reações típicas com os haletos:
2 CIF + 2 H2O → 2 HCI + 2 HF + O2
CH3COCI + H2O → HCI + CH3COOH
CaCl2 + 2 H2O → 2 HCI + Ca (OH)2
AICI3 + 3 H2O → 6 HCI + Al2O3
Sais
A água reage com sais e forma hidratos: a água forma combinações complexas com alguns sais, sendo chamados de hidratos. Em alguns casos,
os hidratos perdem água de cristalização e mudam sua aparência, como acontece com o sulfato cúprico, que, quando hidratado, é azul, mas se
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transforma em sulfato cúprico anidro de cor branca devido à perda de água.
As funções da água nos sistemas biológicos
A maior parte da água é encontrada nas células que desempenham funções vitais no corpo. A água tem a função de transportar nutrientes para as
células, auxiliando na digestão dos alimentos ou estabilizando nossa temperatura. Portanto, ter o hábito de beber água regularmente é sinônimo de
saúde.
A quantidade total de água do organismo está localizada principalmente nas células, que acumulam dois terços da água no corpo. Por exemplo, em
um homem com cerca de 70 quilos de peso, há, aproximadamente, 47 litros de água.
Para entender a importância da água em nosso corpo, três fatores devem ser levados em consideração:
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O cérebro, pulmões, coração, fígado e rins possuem de 65% a 85% de água.
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Os ossos também contêm água, embora em menor grau, com aproximadamente 30%.
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O sangue é composto fundamentalmente pela água. O plasma, que corresponde a 55% do volume sanguíneo, é formado por 90% de água.
Funções da água nos sistemas biológicos
Neste vídeo, o especialista responde as perguntas mais procuradas da internet sobre o papel e a importância da água nos sistemas biológicos.
Agora que você assistiu ao vídeo, vamos aprender um pouco mais sobre as funções da água?
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A água controla a temperatura do nosso corpo: ela permite que o corpo elimine calor quando a temperatura ambiente é baixa. Mas, quando está
quente, acontece o contrário: o corpo faz com que a água evapore e apareça o suor para esfriar o corpo.
A água, entre suas principais funções, ajuda a eliminar as toxinas. Com a ingestão de H2O, as toxinas são descartadas e expelidas na forma de fezes
ou urina. O consumo regular de água ajuda na digestão (a água torna esta função do nosso corpo mais rápida e efetiva), facilita o fluxo sanguíneo, a
reprodução e movimento celular. Além de tudo isso, a água é um lubrificante eficaz para as articulações e atua como um amortecedor para os olhos,
o cérebro, a medula espinhal e, em mulheres grávidas, é fundamental para o feto e o líquido amniótico. A água ainda impede que as membranas
mucosas sequem, como lágrimas, saliva na boca ou muco no nariz. Vejamos sua distribuição ao longo da constituição do corpo humano:
Água em determinados órgãos e partes do corpo humano.
A composição e a estrutura dão à água algumas características físicas e químicas de grande importância nas suas funções biológicas,
especialmente aquelas relacionadas às capacidades solvente, de transporte, estrutural e termorregulatória. Vamos lembrar que as funções dos
sistemas e processos biológicos sempre podem ser explicadas em termos de processos físicos e químicos.
O comportamento térmico da água é único e, por isso, a água é a principal responsável pelo sistema
termorregulador do organismo, mantendo constante a temperatura corporal, independentemente do ambiente e da
atividade metabólica. Esta é uma de suas funções mais importantes.
A água possui alta condutividade térmica, o que permite a distribuição rápida e regular do calor corporal, evitando gradientes de temperatura entre
as diferentes áreas corpo e favorecendo a transferência de calor para a pele a ser evaporada. Seu alto calor específico [1 kcal/kg.°C = 4180 J/kg·K],
consequência da grande capacidade para armazenamento de energia em ligações de hidrogênio, converte-a em um regulador de variações
térmicas. Embora receba ou produza uma grande quantidade de calor, sua temperatura muda muito pouco, graças à sua grande capacidade de
armazenar calor.
O aparelho metabólico do homem para a digestão e processamento de nutrientes e para a contração muscular é altamente endergônico, liberando
grandes quantidades de calor que devem ser dissipadas para manter a homeotermia.
Exemplo
O efeito termogênico da digestão dos alimentos é de 10-15% doconteúdo calórico de uma dieta mista. A contração muscular é ainda um
contribuinte maior para a carga de calor do corpo, uma vez que a transformação da energia química (ATP) em energia mecânica é muito ineficaz,
liberando 70-75% energia na forma de calor. Assim, durante o exercício, quando aumenta a necessidade de uso de energia mecânica, a produção de
calor também é maior.
Nestes casos, para evitar um aumento perigoso da temperatura, a água absorve o calor onde é gerado e o dissipa em compartimentos líquidos do
corpo, minimizando o risco de dano a enzimas ou estruturas de proteínas por elevação da temperatura corpórea (T> 40°C ). Daí a importância da
grande quantidade de água que o corpo possui e, ainda, que essa quantidade não fique abaixo de certos limites.
A função termorreguladora da água também está relacionada a outra de suas características físicas, o que lhe confere seu efeito de resfriamento:
seu alto calor de vaporização (a 25ºC é 540 kcal/L), uma consequência da atração entre as moléculas de água adjacentes (das pontes de
hidrogênio) que conferem à água líquida grande coesão interna.
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A água, para evaporar, absorve mais calor do que qualquer outra substância. Para cada litro de suor ou água na respiração que o corpo vaporiza,
cerca de 540 kcal de calor corporal são dissipados para alcançar um resfriamento eficaz. Assim, diante de uma carga extra de calor, ele vai ser
dissipado pela evaporação de quantidades relativamente pequenas de água, protegendo-nos do superaquecimento.
Atenção!
Embora suar seja uma forma muito eficaz de remover o calor, pode levar, quando ocorrer por tempo prolongado, à perda excessiva de água que, se
não for substituída, pode causar problemas graves.
Na verdade, o corpo precisa equilibrar a perda de ingestão de líquidos para poder continuar a manter a capacidade de regular a temperatura
corporal. Quando as perdas de suor ultrapassam perigosamente a ingestão, o sistema circulatório não é capaz de lidar com a situação e o fluxo
sanguíneo para a pele é reduzido. Isso dá lugar a menos suor e, portanto, menos capacidade de perder calor. Nessas condições, há um aumento na
temperatura corporal, que pode ter consequências fatais.
Falta pouco para atingir seus objetivos.
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Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
(PISM – UFJF) Você já deve ter observado um inseto caminhando pela superfície da água de uma lagoa. A propriedade da água que permite que
a pata do inseto não rompa a camada de água é
Parabéns! A alternativa C está correta.
A tensão superficial da água é a quantidade de energia necessária para aumentar a superfície da água definida por unidade de área. A causa da
tensão superficial da água são as forças das ligações de hidrogênio dentro das moléculas de água, embora também dependa da natureza e da
temperatura ambiente.
Questão 2
Um indivíduo se perdeu em uma floresta e ficou sem acesso à água por 2 dias inteiros. Além de diversos sintomas, seu sistema excretor se
adaptou à nova condição, o que quer dizer que
A adesão.
B calor específico.
C tensão superficial.
D calor de vaporização.
E capilaridade.
A
a produção de urina vai aumentar nesse indivíduo a fim de eliminar metabólitos tóxicos decorrentes das vias alternativas de
produção de energia.
B
a reabsorção de glicose e aminoácidos é diminuída a fim de aumentar a eliminação de solutos e disponibilizar água livre no
organismo.
C a urina formada tem menor concentração de ureia uma vez que teremos menos água na urina.
D a urina formada terá maior concentração de sais uma vez que o volume de água disponível para eliminação será menor.
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Parabéns! A alternativa D está correta.
Nesse caso, haverá produção de urina com maior concentração de sais, pois, como o indivíduo está perdendo água sem reposição por ingestão,
a reabsorção de água nos rins será intensa a fim de manter a quantidade ideal dessa substância no organismo.
2 - Forças intermoleculares e soluções
Ao �nal deste módulo, você será capaz de comparar as interações intermoleculares que ocorrem
em meio aquoso.
Forças intra e intermoleculares
As forças intermoleculares são as interações entre as moléculas de um composto ou mistura. Elas definem, em grande medida, o comportamento
físico e químico das substâncias e podem ser de dois tipos: internos ou intramoleculares e externos ou intermoleculares.
Intramolecular
Deve-se à interação entre os núcleos dos átomos e as nuvens eletrônicas que os cercam. Existem forças de atração entre os núcleos dos átomos e
elétrons na própria nuvem e nas nuvens eletrônicas de átomos com os quais se ligam. Existem forças repulsivas entre núcleos vizinhos ou entre
elétrons. As forças de atração devem ser maiores que as repulsivas para que a molécula seja estável.
Intermolecular
Deve-se à polaridade das moléculas e, em parte, ao estado de agregação do composto, à solubilidade, à temperatura de fusão, ao ponto de ebulição
e à viscosidade. As forças são estabelecidas entre pares de substâncias como íon, íon-dipolo, interações dipolo-dipolo, forças de Van der Waals e
ligações de hidrogênio.
Veja cada uma dessas substâncias citadas a seguir:
E a taxa de filtração glomerular estará aumentada em função da maior quantidade de água que precisará ser eliminada.
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Interação íon-íon
As substâncias com a polaridade mais alta são iônicas. Na ligação iônica, há as forças mais intensas devido à atração entre espécies
com carga oposta ou íons. No cloreto de sódio sólido, NaCl(s), encontra-se a interação íon-íon entre os íons de sódio (Na+) e cloreto
(Cl-). Na imagem correspondente, interação íon-íon, uma interação eletrostática.
Interação íon-dipolo
Em relação à intensidade da força, segue-se a interação íon-dipolo, que ocorre em soluções aquosas de cloreto de sódio, por exemplo.
Neste caso, a atração entre água e íons é tão forte que quebra a ligação iônica e separa os íons em um processo conhecido como
dissociação. Há atração entre íon sódio e oxigênio da água e entre o íon cloreto e os hidrogênios na água. Interação entre moléculas
de água e íons Na+ e Cl-.
Interação dipolo-dipolo
As interações dipolo-dipolo ocorrem entre as moléculas polares; o polo positivo de uma molécula atrai o polo negativo da outra
molécula. Quanto maior a polaridade de um composto, maiores serão as forças de interação geradas entre suas moléculas. Esta
interação ocorre no sistema clorofórmio (CHCl3) - iodometano (CH3I). As interações dipolo-dipolo também ocorrem entre as
moléculas do mesmo composto, por exemplo, no iodometano, em que ocorre a interação entre o iodo de uma molécula e os
hidrogênios de outra. Na imagem correspondente, interação entre os dipolos permanentes de diferentes moléculas.
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Como explicar a variação em pontos de ebulição e fusão de diferentes substâncias e seu comportamento geral em relação às mudanças na
temperatura?
Interações com dipolos induzidos (forças de London)
Existem interações fracas entre as moléculas dos compostos apolares. Essas pequenas forças ocorrem devido ao aparecimento
momentâneo de dipolos induzidos pelo movimento de elétrons na nuvem, de tal forma que, em um determinado momento, os elétrons
estão localizados em uma extremidade da nuvem, gerando um dipolo induzido de forma semelhante. Essas forças são conhecidas
como interações com dipolos induzidos. Na imagem correspondente,forças de London.
Forças de Van Der Waals
São as interações que ocorrem entre núcleos e elétrons. Também se incluem aquelas que acontecem devido a dipolos induzidos.
Esse conceito foi introduzido pelo físico Johannes van der Waals para explicar a interação entre as moléculas apolares e entre elas e
as polares. São interações responsáveis por fenômenos como adesão, fricção, tensão superficial e viscosidade. Essas forças ocorrem
entre gases apolares e são responsáveis pela propriedade de liquefação, que ocorre a baixas temperaturas e altas pressões. Na
imagem correspondente, Forças de Van der Waals, também causadas por dipolos induzidos.
Ligações de hidrogênio
São força de atração forte que ocorrem entre uma molécula polar com, pelo menos, um átomo de hidrogênio ligado a um átomo
altamente eletronegativo (F, O, N) e próximo a outra molécula polar, que também possui outro átomo eletronegativo. A ponte de
hidrogênio explica o alto ponto de ebulição da água (100°C) em comparação com H2S (-60,7°C), H2Se (-41,5°C) e H2Te (-2,2°C). Na
imagem correspondente, ligações de hidrogênio entre moléculas do mesmo composto.
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Podemos resumir a resposta a essa pergunta em dois fatores principais: Forças intermoleculares e Massa molecular.
Vemos a variação dos pontos de ebulição dos hidretos dos grupos 14, 15, 16 e 17. Esse gráfico nos dá uma visão muito clara dessa diferença.
Pontos de ebulição de hidretos.
As forças que mantêm as moléculas unidas geralmente são chamadas de forças ou interações intermoleculares. Elas são particularmente
importantes em relação à forma como as moléculas interagem biologicamente.
As interações intermoleculares são responsáveis por uma ampla variedade de propriedades físicas: estado de agregação, solubilidade, pontos de
fusão e ebulição, tensão superficial, viscosidade.
O normal é que, em um mesmo sistema, estejam presentes mais de um tipo dessas interações atuando de forma
simultânea.
A soma de todos eles confere uma energia excepcionalmente alta. Temos que levar em consideração que a manifestação dessas propriedades é
altamente dependente da temperatura.
Na tabela a seguir, há uma comparação entre as ligações químicas (forças intramoleculares) e as forças intermoleculares:
Ligações químicas Forças intermoleculares
Não são muito dependentes da temperatura.
São altamente dependentes da temperatura: um aumento na temperatura produz
uma diminuição nas interações intermoleculares.
São consideravelmente mais fortes do que as forças
intermoleculares.
São mais fracos do que as ligações químicas, na ordem de 100 vezes mais fracos.
A distância da ligação é muito pequena, no nível de Å. A distância da ligação está no nível de vários Å.
Existe uma estequiometria dependente dos elétrons
compartilhados.
Não têm uma estequiometria definida.
As interações entre os átomos são quebradas e
formados por reações químicas.
As interações se rompem e se formam por meio de mudanças físicas.
Eles não mudam no nível microscópico, a menos que
quebrem.
Eles estão constantemente mudando no nível microscópico.
Luciana Barreiros de Lima
Forças intermoleculares: propriedades físicas
Como vimos anteriormente, dentro de uma molécula, os átomos são unidos por forças intramoleculares (principalmente ligações iônicas, metálicas
ou covalentes). Esses são os pontos fortes que devem ser superados para produzir uma mudança química. Essas forças, portanto, determinam
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as propriedades químicas das substâncias.
No entanto, existem outras forças intermoleculares que atuam em diferentes moléculas ou íons que se quebram e se atraem. Essas forças são
aquelas que determinam as propriedades físicas das substâncias como, por exemplo, o estado de agregação, o ponto de fusão e ebulição, a
solubilidade, a tensão superficial, a densidade etc.
Como as interações entre as moléculas geralmente são fracas, mas muito numerosas, sua contribuição é importante para definir as características
físicas tanto de substâncias puras como de misturas. O esquema, a seguir, resume os diferentes tipos de forças intermoleculares:
Interações entre moléculas.
Não podemos esquecer que uma molécula é um dipolo quando há uma distribuição assimétrica de elétrons, já que a molécula é composta por
átomos de eletronegatividade diferente. Como consequência, os elétrons estão, preferencialmente, na vizinhança do átomo mais eletronegativo.
Isso cria duas regiões (ou polos) na molécula, uma com carga parcial negativa e outra com carga parcial positiva.
As ligações de hidrogênio são um caso especial de interação dipolo-dipolo. Eles ocorrem quando um átomo de hidrogênio é covalentemente ligado
a um elemento que é:
1. Muito eletronegativo e com pares eletrônicos sem compartilhamento.
2. Muito pequeno, portanto, capaz de se aproximar do núcleo de hidrogênio.
Essas duas condições são satisfeitas no caso dos átomos de F, O e N.
A ligação que esses elementos formam com o hidrogênio é muito polar. O átomo de hidrogênio é um centro de cargas positivas que será atraído
para os pares de elétrons não compartilhados dos átomos eletronegativos de outras. É uma ligação fraca (entre 2 e 10 kcal/mol). Porém, por serem
muito abundantes, sua contribuição para a coesão entre as biomoléculas é grande.
Ligações de hidrogênio na água.
Muitas das propriedades físicas e químicas da água ocorrem devido às ligações de hidrogênio. Cada molécula de água é capaz de formar quatro
ligações de hidrogênio, o que explica seu alto ponto de ebulição, já que é necessário quebrar muitas ligações de hidrogênio para que uma molécula
de água passe ao estado gasoso.
Essa interação é essencial nos meios biológicos, uma vez que:
1. Condiciona grandemente a estrutura espacial de proteínas e ácidos nucleicos.
2. Está presente em grande parte das interações que ocorrem entre diferentes tipos de biomoléculas em uma infinidade de processos fundamentais
para os seres vivos.
Cada molécula de água, com suas quatro cargas parciais em um arranjo tetraédrico, pode ser ligada por ligação de hidrogênio a quatro outras
moléculas vizinhas que, por sua vez, estão dispostas tetraedricamente em torno da molécula central.
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No gelo, cada molécula de água está ligada a exatamente quatro de suas vizinhas, formando uma rede cristalina regular. Quando o gelo derrete,
algumas ligações de hidrogênio são quebradas, de modo que, à temperatura ambiente, cada molécula de água é ligada a uma média de 3 moléculas
adjacentes. Se a rigidez do gelo for comparada com a extrema fluidez da água líquida, essa pequena diferença entre os dois é surpreendente em
termos do grau de ligação entre suas moléculas; se as moléculas de água líquida são tão fortemente ligadas por hidrogênio, ela deve ser muito mais
viscosa.
Por que isso acontece?
A explicação para esse curioso fenômeno está na curta vida da ponte de hidrogênio. Como a energia envolvida na formação de uma ponte de
hidrogênio é da mesma ordem de grandeza que a energia térmica presente na água à temperatura ambiente, elas são estabelecidas e quebradas
com muita facilidade.
Foi calculado que a meia-vida de uma ligação de hidrogênio é da ordem de 10-9 segundos. Essa circunstância permite às moléculas de água uma
grande mobilidade em um raio curto, pois cada uma pode formar ligações de hidrogênio sucessivas com muitas de suas moléculas vizinhas em um
tempo muito pequeno.
Solubilização
A abundância e onipresença da água na matéria viva não deve nos levar ao erro de considerá-la um líquido inerte. Pelo contrário, a água participa
ativamente como reagente de muitas reações químicas celulares e, mais importante, a estrutura e as propriedadesdas fibras biomoleculares e
outros componentes celulares dependem de sua interação com as moléculas de água que a rodeiam.
Entre as propriedades físicas da água, a extraordinária capacidade que possui para dissolver uma ampla gama de substâncias destaca-se pela sua
importância biológica. Outras propriedades são usadas por alguns seres vivos, nos quais a água desempenha funções específicas.
Como a grande maioria das biomoléculas é encontrada nas células em solução aquosa, as propriedades de
dissolução da água são de suma importância para todas as formas de vida.
Assim como as demais propriedades físicas, a capacidade solvente da água é baseada em sua natureza dipolar, o que lhe permite estabelecer
interações eletrostáticas com certos tipos de solutos. Podemos considerar três seguintes tipos de substâncias quanto à sua solubilidade em água:
Substâncias hidrofílicas (do grego “amantes da água”)
São claramente solúveis em água. Entre elas, podemos diferenciar substâncias iônicas, que possuem carga elétrica líquida, e substâncias polares,
com cargas parciais em sua molécula. Muitas biomoléculas são substâncias iônicas, como sais minerais e biomoléculas orgânicas que possuem
grupos funcionais ionizados no pH da célula (por exemplo, aminoácidos). Muitas outras são substâncias polares, como biomoléculas orgânicas
com grupos funcionais capazes de formar ligações de hidrogênio (por exemplo, açúcares).
A água é um bom solvente para esse tipo de substância, pois sua molécula, por apresentar cargas parciais, pode estabelecer interações
eletrostáticas com moléculas de soluto: quando uma substância iônica ou polar se dissolve na água, as interações água-soluto substituem de
forma energética favorável às interações soluto-soluto da rede cristalina.
Substâncias hidrofóbicas (do grego “medo da água”)
São totalmente insolúveis ou imiscíveis com a água. São caracterizadas por não possuírem cargas elétricas líquidas ou parciais, ou seja, são
totalmente apolares. Este caráter apolar impede que estabeleçam interações energéticas favoráveis com as moléculas de água.
Além disso, interferem nas ligações de hidrogênio entre elas, razão pela qual, quando em meio aquoso, tendem a se agregar e precipitar. Dessa
forma, eles oferecem à água a mínima superfície de contato possível e também minimizam as interferências que exercem nas ligações de
hidrogênio entre suas moléculas.
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Algumas biomoléculas, como gorduras neutras e ceras, são de natureza hidrofóbica; o mesmo ocorre com os gases biologicamente importantes,
como O2, CO2 e N2, que são pouquíssimo solúveis em água.
Substâncias an�páticas
São substâncias que possuem uma parte polar (ou carregada) e uma parte apolar em sua molécula. Quando essas substâncias são misturadas à
água, as duas zonas de sua molécula experimentam tendências opostas: as zonas polares tendem a estabelecer interações eletrostáticas com as
moléculas de água, enquanto as zonas apolares tendem a se agregar para oferecer a mínima superfície de contato com ela.
O resultado dessas duas tendências opostas é que as moléculas anfipáticas se associam para formar estruturas estáveis chamadas micelas, nas
quais as zonas polares estão dispostas para fora, em contato com a água, enquanto as zonas apolares não estão em íntimo contato com a água.
Eles se movem para dentro, isolados do contato com a água e unidos por atrações fracas chamadas interações hidrofóbicas. Sob certas
condições, as substâncias anfipáticas na água podem dar origem a bicamadas fechadas sobre si mesmas, que constituem a base estrutural das
membranas celulares. Algumas biomoléculas importantes são substâncias anfipáticas; estes incluem ácidos graxos, proteínas globulares e uma
ampla categoria de lipídios chamados lipídios de membrana.
Visto que a água é o solvente no qual a grande maioria das biomoléculas está dissolvida, é claro que as propriedades das soluções aquosas serão
de grande importância para os seres vivos. Agora, analisaremos quais tipos de soluções aquosas estão presentes nos seres vivos, bem como suas
propriedades mais relevantes do ponto de vista biológico.
Dois tipos de soluções aquosas de interesse biológico são reconhecidos com base no tamanho das partículas de soluto:
As partículas de soluto medem menos de 10 nm nelas. Cada partícula é uma molécula individual.
O tamanho das partículas do soluto oscila entre 10 nm e 100 nm. Essas partículas podem ser agrupamentos de moléculas (por exemplo,
micelas) ou grandes moléculas únicas (macromoléculas).
Dado que as biomoléculas têm tamanhos muito variados, podemos conceber o meio celular como uma solução aquosa complexa, na qual coexiste
uma infinidade de solutos, alguns de tamanho molecular e muitos outros de tamanho coloidal.
A presença de solutos dissolvidos altera a geometria característica dos aglomerados de moléculas de água. Cada molécula ou íon do soluto
interage com uma série de moléculas de água ao seu redor, forçando-as a se organizarem de maneira diferente do que fariam na ausência do soluto.
Essa alteração na estrutura da água se manifesta pelo surgimento de uma série de novas propriedades, características da solução, chamadas de
propriedades coligativas. Essas propriedades incluem uma diminuição do ponto de fusão, um aumento do ponto de ebulição e uma diminuição da
pressão de vapor, mas a que tem maior interesse biológico é a osmose. Por isso, vamos prestar atenção especial a ela.
Osmose
Quando duas soluções aquosas de diferentes concentrações, como representado na imagem a seguir, são separadas por uma membrana
semipermeável, ou seja, por uma membrana que permite a passagem de moléculas de água, mas não de moléculas de soluto, a tendência do
Soluções moleculares (ou verdadeiras) 
Soluções coloidais 
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solvente de diluir o soluto se manifesta por um fluxo diferencial de água através da membrana: mais água passa da solução mais diluída para a
mais concentrada do que na direção reversa.
Osmose: fluxo diferencial em membrana semipermeável.
Esse fenômeno é conhecido pelo nome de osmose. De acordo com a base físico-química, as interações eletrostáticas entre as moléculas de água e
as moléculas de soluto, mais abundantes na solução mais concentrada, retêm as moléculas de água em maior extensão no compartimento que
armazena essa solução.
O fluxo diferencial a que nos referimos provoca um aumento do nível do líquido no compartimento da solução mais concentrada. Quando o líquido
atinge uma determinada altura (h), a pressão hidrostática gerada por esse volume adicional de líquido neutraliza o referido fluxo diferencial,
atingindo o equilíbrio quando o referido fluxo é de igual magnitude em ambas as direções. Essa pressão hidrostática, necessária para atingir o
equilíbrio, é conhecida como pressão osmótica.
Por que há um maior interesse na osmose?
O interesse biológico dessa propriedade das soluções que chamamos de osmose reside no fato de que as membranas celulares são
semipermeáveis: permitem a passagem livre de moléculas de água, mas exercem uma permeabilidade seletiva na maioria das biomoléculas nela
dissolvidas. Como consequência, as células estão sujeitas a fenômenos osmóticos, que dependerão da concentração de solutos no meio em que se
encontram.
A seguir, veja o que ocorre quando a célula está inserida em meios com diferentes quantidades de soluto.
Hipertônica
Se a concentração de solutos no meio for maior do que no interior da célula (meio hipertônico), ele perderá água por osmose, sofrendo uma retração
que levará à morte celular em grau extremo (plasmólise).
Isotônica
Se a concentração de solutos no meio for igual à do interior da célula (meio isotônico), ela estará em equilíbrio osmótico com seu ambiente e não
sofrerá alterações.
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Hipotônica
Se a concentração de solutos no meio for inferior à do interior da célula (meio hipotônico), a consequente entrada de água na célula produzirá um
aumento da pressão osmótica em seu interior.
Na condição hipotônica, vale dizer que esse aumento se traduzirá em um inchaço maior da célula (turgescência); posteriormente, quando a pressão
osmótica interna superar a resistência mecânica da membrana (que é muito limitada), ocorrerá a lise (ruptura da membrana com perda do conteúdo
celular) e a morte da célula (plasmoptise).
Propriedades físicas
Neste vídeo, a especialista explica questões sobre os principais conceitos de forças intermoleculares e soluções.

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Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
(UFV-MG) Das substâncias representadas a seguir, aquela que apresenta ligações de hidrogênio entre suas moléculas é:
Parabéns! A alternativa B está correta.
A ligação de hidrogênio é realizada entre o hidrogênio ligado à F, N ou O e esses mesmos átomos presentes em outra molécula. O composto b
possui o oxigênio ligado ao hidrogênio.
Questão 2
(FUC-MT) Na desidratação infantil, aconselha-se a administração de soro fisiológico para reequilibrar o organismo. Quando injetado nas veias,
este soro deve:
A CH3COONa
B CH3CH2OH
C CH3CH2OCH2CH3
D CH3COCl
E CH3COCH3
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Parabéns! A alternativa A está correta.
Uma solução isotônica é caracterizada pela igualdade de concentração de soluto nas soluções, por exemplo a quantidade de água que entra na
célula é a mesma que sai, ou seja, há um equilíbrio entre a solução e a célula.
3 - Soluções e cálculos de solução
Ao �nal deste módulo, você será capaz de aplicar os cálculos das principais unidades de
concentração.
Soluções
Uma solução é uma mistura homogênea cujos componentes, soluto e solvente, não podem ser separados por métodos mecânicos simples
(filtração, decantação e centrifugação). As soluções verdadeiras consistem em um solvente e um ou mais solutos cujas proporções variam de uma
solução para outra.
Por definição, temos:
A Ser isotônico em relação ao sangue.
B Ser hipertônico em relação ao sangue.
C Ser hipotônico em relação ao sangue.
D Ter pressão osmótica maior do que a do sangue.
E Ter pressão osmótica menor do que a do sangue.
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Solvente
A espécie encontrada em maior proporção.
Soluto
A espécie encontrada em menor proporção.
Nas soluções, pode haver diferentes combinações em que sólidos, líquidos ou gases atuam como solutos ou como solventes. A classe mais
comum é aquela em o que o solvente é um líquido; por exemplo, a água do mar é uma solução aquosa de muitos sais e alguns gases.
Formação da solução: uma solução é composta de partículas (solutos) e um solvente.
A facilidade do processo de solução depende de dois fatores:
1. A mudança de conteúdo energético (exotermicidade ou endotermicidade).
2. A mudança na desordem (variação de entropia) que acompanha o processo.
A espontaneidade de um processo é favorecida por uma diminuição na energia do sistema, que corresponde a processos exotérmicos, e por um
aumento na desordem do sistema.
Muitos sólidos se dissolvem em líquidos por meio de processos endotérmicos. A razão é que a endotermicidade é superada pelo grande aumento
da desordem que acompanha a solução do soluto. As partículas de soluto são muito ordenadas em uma rede cristalina, mas se movem para o
aleatório em uma solução líquida. Quase todos os processos de solução ocorrem em um aumento da desordem de soluto. Veja como ocorre esse
processo:
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Uma vez que o equilíbrio é estabelecido, não se dissolve mais sólido sem que se produza cristalização do mesmo peso de íons dissolvidos. Esta
solução é denominada saturada.
A saturação ocorre em baixas concentrações para as espécies dissolvidas em solventes em aqueles que são pouco solúveis e em altas
concentrações quando a substância é muito solúvel. A solubilidade dos sólidos aumenta com a temperatura. Então, às vezes, eles podem preparar
soluções supersaturadas, que contêm uma concentração maior de soluto do que o necessário para atingir a saturação. É o que podemos ver a
seguir:
Exemplo de solubilidade.
Alguns pontos devem ser levados em consideração:
Substâncias totalmente miscíveis podem ser dissolvidas em todas as proporções.
A uma determinada temperatura, a taxa de dissolução aumenta se os cristais forem pulverizados como consequência do aumento da
área exposta do soluto com o solvente.
A pulverização também aumenta o número de vértices e arestas. Com isso, os íons estarão menos fortemente unidos.
Quando um sólido iônico é introduzido na água, alguns de seus íons se solvatam e se dissolvem.
A velocidade desse processo diminui com o tempo porque a superfície de cada cristal torna-se cada vez menor. Ao mesmo tempo, os
íons na solução aumentam e há colisões entre os íons dissolvidos e o sólido.
Essas colisões causam recristalização ou precipitação.
Depois de um certo tempo, as velocidades dos dois processos opostos se igualam e os íons sólidos e dissolvidos são considerados
em equilíbrio.
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Substâncias que podem ser dissolvidas, mas não em todas as proporções, são parcialmente miscíveis.
A solubilidade é a concentração máxima que pode atingir um determinado soluto em um determinado solvente.
A solubilidade depende da temperatura e pressão.
Para que uma substância seja solúvel em um solvente (e em que medida seja), depende da entalpia e da entropia da solução.
Em um sistema em T (temperatura) e P (pressão) constantes, a solubilidade depende da variação da energia livre de Gibbs no processo de
formação da dissolução.
Unidades de concentração
As principais unidades
A quantidade de um soluto dissolvido em uma quantidade específica de solvente é a sua concentração. Quando uma solução contém uma alta
concentração de soluto, é considerada uma solução concentrada; quando contém uma quantidade relativamente pequena, é chamada de solução
diluída.
A concentração pode ser expressa de várias maneiras. Veja a seguir:
Físicas
Porcentagem (p/p ou m/m; p/v; v/v)
Partes por milhão (ppm) e partes por bilhão (ppb)
Químicas
Molaridade (M)
Fração molar (X)
Porcentagem
A concentração das soluções é expressa em termos de massa percentual de soluto, isto é, o peso do soluto por 100 unidades de massa da solução.
A unidade usada com maior frequência é o grama (g). Vejamos agora as fórmulas para cada caso:
Rotacione a tela. 
Rotacione a tela. 

 Porcentagem peso/peso (%p/p) ou massa/massa (%m/m) =
 massa de soluto (g)
 massa de solução (g)
.100
 Porcentagem peso/volume (%p/v) ou massa/volume (%m/v) =
 massa de soluto (g)
 volume de solução (mL)
⋅ 100
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Rotacione a tela. 
Partes por milhão (ppm) e parte por bilhão (ppb)
São unidades de concentração usadas para soluções muito diluídas. Uma solução cuja concentração é de 1 ppm contém 1 grama de soluto por
milhão (106) gramas de solução ou, em forma equivalente, 1 mg de soluto por quilograma de solução. Já uma concentração de 1 ppb indica que
contém 1g de soluto por um bilhão (109) gramas de solução. Pelo fato de que essas soluçõesaquosas diluídas têm densidades de 1 g/mL = 1 kg/L,
1 ppm também corresponde a 1 mg de soluto por litro de solução e 1 ppb corresponde a 1 µg de soluto por litro de solução. Vejamos as fórmulas:
Rotacione a tela. 
Rotacione a tela. 
Molaridade (M ou mol/L)
A molaridade (M) é uma forma comum de expressar a concentração de soluções. Ela é definida como o número de mols de soluto por litro de
solução. Em forma simbólica, molaridade é apresentada como:
Rotacione a tela. 
Fração molar
A fração molar de um componente em uma solução é dada pelo número de mols do referido componente dividido pelo número total de mols de
todos os componentes na solução (soluto mais solvente). O símbolo X é comumente usado para a fração molar, com um subscrito que indica o
componente no qual a fração se refere. Por exemplo, a fração de ácido clorídrico molar, HCl, em uma solução pode ser representado como XHCl. A
soma das frações molares de todos os componentes de uma solução deve ser igual a 1,0.
Diluição de soluções
A diluição de soluções químicas pode ser calculada por uma fórmula extremamente versátil:
Rotacione a tela. 
Onde:
Ci = Concentração inicial;
Vi = Volume inicial;
Cf = Concentração final;
 Porcentagem volume/volume (%v/v) =
 volume de soluto (mL)
 volume de solução (mL)
⋅ 100
ppm =
 massa de soluto (g)
 massa de solução (g)
⋅ 106
 ppb  =
 massa de soluto (g)
 massa de solucão (g)
⋅ 109
M =  número de mols do soluto / litros de solução 
Ci × Vi = Cf × Vf
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Cf = Volume final.
Essa fórmula pode ser usada com qualquer uma das unidades de concentração vistas anteriormente, mas devemos lembrar que o resultado da
concentração final sairá na mesma unidade da solução inicial.
Unidades de concentração
Neste vídeo, aprenda sobre porcentagens, concentração comum, molaridade e as relações entre elas.
Mão na massa
Questão 1
1. Quantos g de Ca(OH)2 são necessários para preparar 3 L de solução 0,5 M? (Peso molecular = 74 g/mol).
Parabéns! A alternativa C está correta.
0,5 M significa que há 0,5 mol do composto em 1 L de solução; então, o número de mols que existirá em 3 L pode ser obtido dessa forma:
0,5 mol / 1 L = X / 3 L
X = 1,5 mol de Ca(OH)2
Como o PM permite transformar "1,5 mols de soluto em g", a seguinte abordagem pode ser realizada:


A 74g
B 100g
C 111g
D 122g
E 222 g
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74 g / 1 mol = X / 1,5 mol
X = 111g de Ca(OH)2
Questão 2
Quantos mols de HCl existem em 50 mL de solução 0,25 M desse ácido?
Parabéns! A alternativa B está correta.
Aplicando a definição de molaridade: a concentração de 0,25 M indica que há 0,25 mol de HCl em 1 L de solução. Portanto, o cálculo do número
de mols que estarão em 50 ml de solução (ou 0,05 L) é obtido a partir da seguinte proporção:
0,25 mol / 1 L = X / 0,05 L
X = 0,0125 mol de HCl
Questão 3
Qual volume de HNO3 2 M é necessário medir para ter 0,5 mol do ácido necessário para uma certa reação?
A 0,00125 mols
B 0,0125 mols
C 0,125 mols
D 1,25 mols
E 12,5 mols
A 0,025 mL
B 0,25mL
C 2,5mL
D 25mL
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Parabéns! A alternativa E está correta.
2 mol / 1 L = 0,5 mol / X
X = 0,25 L = 250 mL
Questão 4
(UFSCAR - SP) Uma solução salina contém 0,900 gramas de NaCℓ, com massa molar igual a 58,5 g/mol, em 100 mL de solução aquosa. Qual é
a concentração salina expressa em mol/L?
Parabéns! A alternativa B está correta.
Olhando para os dados fornecidos pela pergunta, você precisa usar a fórmula da molaridade. Além disso, você não deve se esquecer de
converter os 100 mL da solução em litros, o que resulta em 0,1 L.
M = m / M1.V
M = 0,900 / 58,5 . 0,1
M = 0,154 mol/L
Questão 5
Calcule a fração molar de cada componente em uma solução de NaOH 20% m/m. (MM: NaOH = 40 g/mol, água = 18 g/mol).
E 250mL
A 0,0154 mol/L
B 0,154 mol/L
C 1,54 mol/L
D 0,0308 mol/L
E 0,308 mol/L
A XNaOH=0,101; XH2O=0,899
B XNaOH=0,100; XH2O=0,900
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Parabéns! A alternativa A está correta.
20% m/m indica que a solução contém 20 g de NaOH (soluto) e 80 g de água (solvente) em uma massa total de 100 g de solução. O número de
mols de cada componente é calculado e a fração molar de cada um:
Mols de NaOH = 20 g/40 g/mol = 0,5 mols
Mols de H2O = 80 g / 18 g/mol = 4,44 mols
X(NaOH) = 0,5 mol / 0,5 mol + 4,44 mol = 0,101
X(H2O) = 4,44 mol / 0,5 mol + 4,44 mols = 0,899
Questão 6
Calcule o volume de uma solução estoque de 3% de que precisamos para preparar 90 mL de uma solução mais diluída cuja concentração
desejamos ser 2%.
Parabéns! A alternativa C está correta.
Vi . 3 = 90 . 2
Vi = 90 . 2 / 3 = 60 mL
C XNaOH=0,102; XH2O=0,898
D XNaOH=0,099; XH2O=0,901
E XNaOH=0,103; XH2O=0,897
A 40mL
B 50mL
C 60mL
D 70mL
E 80mL
_black
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Teoria na prática
Em um laboratório de controle de qualidade, o analista precisa fazer 150 mL de uma solução de NaOH 0,5M. Quantos gramas de NaOH ele precisará
pesar para preparar essa solução? Caso ele parta de uma solução de 3M, quantos mL ele deverá usar?
Dados: MMNaOH= 40g
Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
10mL de uma solução 5M de HCl foram utilizados para preparar 200 mL de uma solução mais diluída. Qual a concentração da solução final?
Parabéns! A alternativa B está correta.
Questão 2
Quantos gramas de KOH devem ser pesados para preparar 3L de uma solução 0,5M?
Mostrar solução
A 0,025M
B 0,25M
C 2,5M
D 0,0125M
E 0,125M
Ci × Vi = Cf × Vf
5M × 10mL = Cf × 200mL
5M × 10mL
200mL
= Cf
Cf = 0, 25M
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Dados: MMKOH= 56g/mol
Parabéns! A alternativa E está correta.
Podemos começar calculando a massa de KOH em 0,5M:
1,0 mol ---- 56g
0,5 mol ---- x
x = 28g
Porém, não queremos fazer 1 litro de solução, queremos 3L. Por isso:
28g ---- 1L
y ---- 3L
y = 84g
Ou seja, é necessário pesar 84g de KOH para preparar 3L de solução de KOH 0,5M.
4 - Água e medidas corporais
Ao �nal deste módulo, você será capaz de aplicar os cálculos envolvidos em medidas corporais e
nas diluições.
A 48g
B 56g
C 64g
D 78g
E 84g
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Isotonicidade
As células devem ser protegidas contra os fenômenos osmóticos desfavoráveis aos quais estão expostas. Existem duas estratégias evolutivas que
adotaram para conseguir isso. Veja:
Primeira
Viver exclusivamente em ambientes isotônicos em relação ao interior das células, como fazem alguns organismos unicelulares e as células de
animais superiores, que foram dotadas de um ambiente interno isotônico.
Segunda
Dotar-se de uma parede celular resistente que lhes permita suportar as altas pressões osmóticas geradas pelos ambientes hipotônicos em que
habitualmente vivem. Essa proteção é típica das bactérias e células vegetais.
Uma solução isotônica é aquela que apresenta a mesma concentração de soluto em relação a uma solução separada ou isolada por uma barreira
semipermeável. Essa barreira permite que o solvente passe, mas nem todas as partículas de soluto.
Em Fisiologia, a solução isolada refere-se ao fluido intracelular, ou seja, ao interior das células; enquanto a barreira semipermeável corresponde à
membrana celular, formada por uma bicamada lipídica através da qual as moléculas de água podem atravessarpara o meio extracelular.
Quando se trata de uma célula e o meio aquoso no qual ela está inserida, a isotonicidade, ocorre apenas quando as
soluções, dentro e fora da célula, contém o mesmo número de partículas de soluto dissolvidas. Assim, uma
solução será isotônica se a concentração de seus solutos for semelhante do fluido ou meio intracelular. Solução
salina a 0,9% é isotônica, por exemplo.
Para que haja uma solução isotônica, primeiro devemos ter certeza de que ocorre osmose somente na solução ou meio solvente e não na difusão
do soluto. Isso só é possível se houver uma barreira semipermeável, que permite a passagem de moléculas de solvente, mas não de moléculas de
soluto, especialmente solutos carregados eletricamente, íons.
Assim, o soluto não será capaz de se difundir de regiões mais concentradas para regiões mais diluídas. Em vez disso, serão as moléculas de água
que se moverão de um lado para o outro, cruzando a barreira semipermeável e realizando a osmose. Em sistemas aquosos e biológicos, essa
barreira é por excelência a membrana celular.
Tendo uma barreira semipermeável e um meio solvente, a presença de íons ou sais dissolvidos em ambos os meios também é necessária: o interno
(dentro da barreira) e o externo (fora da barreira).
Atenção!
Se a concentração desses íons for a mesma nos dois lados, não haverá excesso ou déficit de moléculas de água para solvatá-los. Ou seja, o número
de moléculas de água livres é o mesmo e, portanto, elas não cruzarão a barreira semipermeável para nenhum dos lados para equalizar as
concentrações de íons.
As soluções isotônicas ou líquidos isotônicos não causam nenhum gradiente ou alteração na concentração de íons no corpo. Por isso, sua ação
está essencialmente voltada para a hidratação dos pacientes que os recebem em caso de sangramento ou desidratação. Exemplos que podem
facilmente observados são:
Solução salina normal: uma dessas soluções é o soro fisiológico, com concentração de NaCl de 0,9%.
Soluções isotônicas aquosas: outras soluções isotônicas utilizadas para o mesmo propósito são o lactato de Ringer, que diminui a acidez devido
ao seu tampão, e as soluções de fosfato de Sorensen, compostas por fosfatos e cloreto de sódio.
A isotonicidade também pode ser aplicada a sistemas não aquosos, como aqueles em que o solvente é um álcool; desde que exista uma barreira
semipermeável que favoreça a penetração das moléculas do álcool e retenha as partículas de soluto.
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Água e cálculos envolvendo medidas corporais
A importância da água para sistemas biológicos
Além de ser o solvente no qual outras biomoléculas se movem e interagem, o que constitui sua principal função biológica, a água desempenha
outras funções importantes nos seres vivos, que se adaptaram efetivamente ao seu meio aquoso e desenvolveram formas para explorar em seu
proveito as excepcionais propriedades físicas da água, tais como:
A influência da água na evolução biológica foi profunda e decisiva. Os seres vivos adaptaram-se progressivamente ao ambiente aquático do qual se
originaram. Se formas de vida surgiram em algum outro lugar do universo, é razoável pensar que deve haver grande quantidade de água disponível
como solvente.
A in�uência do paciente na dose
Muitos tipos de medicamentos e sua dosagem, seja intravenosa, oral ou outros, dependem do peso do paciente, por segurança e eficiência. Para
eliminar consequências graves para os dados peso errôneo, uma pesagem formal do paciente com equipamento capaz de evitar erros humanos.
Existem erros específicos que ocorrem para diferentes tipos de pacientes. Veja alguns pontos de atenção:
Alto calor especí�co da água
É usado por animais homeotérmicos para regular sua temperatura corporal.
Alto calor de vaporização da água
É usado por alguns vertebrados para remover o excesso de calor por meio da evaporação do suor.
Alto grau de coesão interna da água líquida
Dá origem a fenômenos de capilaridade que são utilizados pelas plantas para transportar os nutrientes nela dissolvidos desde as
raízes até as folhas.
Densidade da água líquida
O fato de a água líquida ser mais densa do que o gelo tem consequências importantes para os organismos aquáticos: lagoas, lagos e
mares congelam no inverno de cima para baixo, de modo que a camada superficial de gelo isola a água subjacente do ar frio, evitando
que ele congele.
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Pacientes obesos
Dosagem de medicamentos para pacientes com obesidade depende de medicamentos específicos – alguns medicamentos requerem dosagens
com base no peso ideal, outros exigem para um peso ideal + (%) do peso atual.
Pacientes pediátricos, idosos e imunocomprometidos
Eles são ainda mais suscetíveis ao perigo devido a erros de dosagem e devem ser monitorados de perto para intolerâncias a drogas, apesar da
dosagem correta com base no peso.
Às vezes, se expressam as dosagens de um medicamento em função do peso do paciente. Elas são calculadas da seguinte maneira:
Rotacione a tela. 
Rotacione a tela. 
As unidades de medida devem sempre ser especificadas. É importante prestar atenção para que todos os valores de massa e peso estejam nas
mesmas unidades para que não ocorram erros.
No caso de expressarmos a dosagem segundo a área de superfície corporal, essa média pode ser obtida mediante fórmulas em função do peso e
da altura do paciente (a área da superfície corporal se expressa em m2):
Rotacione a tela. 
Dose com base no peso corporal
Neste vídeo, o especialista resolve questões de cálculo de dose, dose diária e dose baseada na superfície corporal de um paciente com diferentes
níveis de dificuldade.
 DOSE (mg) =  dose do medicamento (mg/kg) ×  peso corporal (kg)
 DOSE DIÁRIA (mg) =  dose do medicamento (mg/kg) ×  peso corporal (kg) ×  frequência  (n∘ de vezes/dia) 
DOSE(mg) =  dose / unidade de superfície corporal  (mg/m2). área de superfície corporal  (m2)

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Falta pouco para atingir seus objetivos.
Vamos praticar alguns conceitos?
Questão 1
Um paciente pediátrico de 37,5kg com uma infecção, precisará ser tratado com amoxicilina suspensão oral a cada 8 horas. Sabendo que a dose
recomendada desse antibiótico é de 40mg/kg/dia e que o medicamento está disponível na concentração de 250mg/5mL, qual volume de
suspensão que o paciente deverá tomar a cada dose?
A 5mL
B 8mL
C 10mL
D 12mL
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Parabéns! A alternativa C está correta.
Sabemos que a dose diária do medicamento é de 40mg/kg/dia, vamos começar calculando a dose diária que o paciente deverá tomar com
base em seu peso:
40mg ---- 1kg
X mg ---- 37,5kg
X = 1500mg
O paciente deverá tomar 1500mg de antibiótico por dia, porém ele deve tomar 3 doses em 1 dia (1 dose a cada 8 horas), logo, cada dose deverá
conter:
Sabendo que o medicamento contém 250mg/5mL, fazemos:
250mg ---- 5mL
500mg ---- y mL
X = 10 mL
Questão 2
Um médico prescreveu ao seu paciente, tomar 10mg/kg de dipirona sódica a cada 6 horas em caso de dor. Sabendo que o paciente tem 90kg e
que ele tem dipirona sódica gotas em sua casa na concentração de 500mg/mL, quantas gotas de dipirona ele deverá tomar?
Dado: 20 gotas = 1mL
Parabéns! A alternativa D está correta.
Começamos calculando a massa de dipirona necessária por dose:
E 15mL
 Dose  =
1500mg
3
= 500mg
A 30 gotas
B 32 gotas
C 34 gotas
D 36 gotas
E 38 gotas
 Dose  =
10mg
kg
× 90kg = 900mg de dipirona 
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Sabemos ainda que 1 mLequivale a 20 gotas, então a concentração da dipirona pode ser expressa como 500mg/20gotas e podemos achar o
número de gotas:
20 gotas ---- 500mg
X gotas ---- 900mg
X= 36 gotas
Considerações �nais
Como vimos, a maior parte da água é encontrada nas células que desempenham funções vitais no corpo. A água tem a função de transportar
nutrientes para as células, auxiliando na digestão dos alimentos ou estabilizando nossa temperatura. Portanto, ter o hábito de beber água
regularmente é sinônimo de saúde.
Entendemos que a água desempenha várias funções no corpo: é usada para construir células e fluidos corporais; atua como meio de reação, como
solvente e como reagente. Além disso, é responsável pelo transporte de nutrientes e ajuda a eliminar os resíduos do corpo através da urina.
Pudemos compreender as forças intermoleculares que atuam sobre essas moléculas e lhes conferem características tão particulares e importantes
para a química e a biologia.
Vimos ainda os diversos cálculos que envolvem a conversão de unidades de concentração, de diluição e aqueles que se baseiam no peso corporal
do indivíduo em questão.
Podcast
Agora, a especialista Luciana de Lima encerra o tema falando sobre a importância da água no corpo humano e quais tipos de água existem.

Referências
BRENES, R.; ROJAS, L. El agua: sus propiedades y su importancia biológica. Granadilla: Acta Académica. 2005.
CAMPBELL, Mary K.; FARRELL, Shawn. Bioquímica. 2. ed. São Paulo: Cengage Learning, 2015.
DAU, Ana Paula A. (organizadora). Bioquímica Humana. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2015.
GALANTE, Fernanda; ARAÚJO, Marcus Vinicíus Ferreira de. Princípios da Bioquímica para universitários, técnicos e profissionais da área de saúde.
São Paulo: Rideel, 2018.
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MARTÍNEZ R, RODRÍGUEZ J, SÁNCHEZ L. Química, un proyecto de la American Chemical Society. Barcelona: Reverte, 2007.
MORAN, Laurence A. Bioquímica. 5. ed. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2013.
NELSON, David L.; COX, Michael M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 7. ed. Porto Alegre: Artmed, 2019.
SACKHEIM, George I.; Lehman, Dennis D. Química e Bioquímica para Ciências Biomédicas. 8. ed. Barueri: Manole, 2001.
SANCHO J. Agua es vida. Rev Real Academia de las Ciencias 2007; 62:65-74. Consultado em meio eletrônico em: 10 dez. 2020.
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Busque o artigo Água – Uma Visão Integrada, de Hélio A. Duarte, e aprenda mais sobre as propriedades químicas e físicas da água.