Termodinâmica aplicada a Ciências Biomédicas

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Termodinâmica aplicada a Ciências Biomédicas
Objetivos:
A segunda lei da termodinâmica diz que: todos os processos naturais sempre tendem a ocorrer espontaneamente numa direção que leva ao equilíbrio. Como parte considerável da termodinâmica gira em torno dos termos espontaneidade e equilíbrio, você deverá conceituá-los corretamente.
Escrever o significado dos símbolos: H, G e S
ΔH – variação de entalpia
G – variação de energia livre
S – variação entropia
Citar a equação que relaciona H, G e S.
H = G + TS
Os gráficos abaixo que contém na ordenada valores de entalpia e na abscissa o progresso de uma reação (no sentido de reagentes para produtos), dizer se a reação é exotérmica ou endotérmica.
Citar as diferenças entre os termos: exotérmico e exergônico e de endotérmico e endergônico.
Exotérmico 
Combustão de gasolina, etc...
Exergônico – 
ATP -------> ADP + Pi ΔGo = - 8.000 a – 12.000 Cal
C6H12O6 --------> 6CO2 + 6H2O ΔGo = - 686.000 Cal
Endotérmico 
Funcionamento de motores
Endergônico 
6CO2 + 6H2O --------> C6H12O6 ΔGo = 686.000 Cal
ADP + Pi -------> ATP ΔGo = 8.000 a – 12.000 Cal 
Síntese de biomoléculas 
Outros processos
 
Dada uma reação genérica: A + B <==> C + D. Escrever a expressão para a constante de equilíbrio (Keq).
Keq > 1 
Keq < 1
Keq = 1
Calcular a Keq da reação abaixo, sabendo que a mistura no equilíbrio contém 0,001 de glicose-1-Pi e 0,019 de glicose-6-Pi, a 25oC e pH 7,0.
Glicose-1-Pi <====================> Glicose-6-Pi
0,001 de glicose-1-Pi ---------- 0,019 de glicose-6-Pi
Keq = 0,019/0,001 = 19 
A lista abaixo contém valores das Keq de várias reações diferentes. ordená-las de maneira que representem a ordem crescente de espontaneidade das reações. 
 
 
Reações
Keq
Go(cal)
1
0,001
+ 4089
2
0,01
+ 2726
3
0,1
+ 1363
4
1
0
5
10
- 1363
6
100
- 2726
7
1000
- 4089
Citar a diferença entre G e Go.
G – 
Go - 
Estado estacionário ou de equilíbrio dinâmico – 
Escrever a equação que relaciona Go e a Keq.
A lista apresentada na questão 6 contém valores de Go e a Keq de várias reações diferentes, ordená-las de maneira que represente a ordem crescente de espontaneidade das reações.
10.000 L
10.000 L
10.000 L
Reservatório contendo líquido 
Dadas as seguintes reações genéricas:
X ------------------------> X+ + e- Eº1 = x volts
Y + e- ----------------> Y- Eº2 = y volts
assinale as etapas onde há oxidação e redução, identificando o agente oxidante e o redutor;
escrever o que representa os símbolos x e y;
definir força eletromotriz (Eo) através de uma equação que relacione Eo, 1 e 2.
A lista abaixo contém valores de Eº de cinco semi-reações de redução diferentes, ordená-las de maneira que representem a ordem crescente de espontaneidade das reações.
Citocromo-b+3 + 1e- ----> Citocromo-b+2 Eº = - 0,040 V
Oxaloacetato + 2H+ + 2e- -----> Malato Eº = - 0,102 V
Acetaldeido + 2H+ + 2e- -----> Etanol Eº = - 0,163 V
9
Piruvato + 2H+ + 2e- -----> Lactato Eº = - 0,190 V
NAD+ + 2H+ + 2e- ------> NADH + H+ Eº = - 0,320 V
Calcular o valor da Go da reação abaixo e explicar se a mesma tem muita ou pouca tendência a ocorrer. A Keq foi calculada na questão 7.
G-1-Pi <====================> G-6-Pi
Descrever como a célula utiliza a energia livre (Go) que é liberada numa reação biológica. 
Identificar a estrutura da substância relacionada com questão 16. 
Definir reações acopladas
Definir compostos ricos em energia.
Citar e identificar as fórmulas de 7 compostos ricos em energia.