Exercícios de bioquímica

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Fernanda Freitas Galote de Souza 
1) cite as propriedades físicas e químicas da água e sua importância para os seres vivos.
 Solubilidade, água e solvente universal, tensão superficial, força de atração entre as moléculas, Ligações de hidrogênio, densidade, concentração de massa em certo volume, calor especifico calor latente.
A água é de suma importância para os seres vivos pela sua capacidade de dissolução quebra de proteínas e carboidratos e importante na hidrolise (a molécula de água é quebrada e seus átomos de hidrogênio e oxigênio são adicionados a outras substancia. Também é solvente universal, participa de reações químicas e atua na absorção de nutrientes. 
2) cite as características da molécula de carbono.
Possuem 6 elétrons, é tetravalente (realiza quatro ligações), pode-se ligar com outros átomos de carbono, formar tipos inúmeros de cadeia. O carbono forma uma estrutura tetraédrica, a ligação entre eles e de ângulos de 109,5º, o carbono, o carbono realiza ligações do tipo covalente com ametais (C,O,S,CL,BR,I,F etc.), e hidrogênio, podem ser do tipo π, ou sigma. 
3) Fale sobre isomeria plana, geométrica e óptica.
Isomeria plana é a característica encontrada em compostos diferentes com a mesma fórmula molecular. São isômeros pertencentes a uma mesma função química com cadeia carbônicas diferentes. 
A isomeria geométrica cis-trans ocorre quando um par de isômeros apresenta a mesma fórmula molecular, mas são diferentes em suas fórmulas estruturais. Apresentam isomeria geométrica cis ou trans quando: tiver dupla ligação, tiver ligantes diferentes a cada carbono da dupla ligação, os isômeros cis e trans diferem pela fórmula espacial. No isômero Cis, os ligantes iguais ficam do mesmo lado do plano da dupla ligação. No isômero trans, os ligantes iguais ficam em lados opostos ao plano da dupla. 
A isomeria óptica estuda os isômeros opticamente ativos que possuem mesma fórmula molecular, mas que se diferenciam pelo tipo de desvio do plano da luz polarizada. É um caso de isomeria espacial cujos isômeros apresentam a propriedade de desviar o plano de vibração da luz polarizada condições, carbono assimétrico, assimetria molecular, carbonos assimétricos é o carbono que possui as quatro valências ou os quatro radicais diferentes ou quiral. 
4) Descreva os principais temas de ligações químicas de interesse para a Bioquímica: iônica, covalente,polaridade, forças intermoleculares. Exemplifique e relacione com partícula, atração entre as partículas,estado físico, ponto de fusão e ponto de ebulição, condutividade elétrica, solubilidade e dureza.
 	Ligação iônica é um tipo de ligação química baseada na atração eletrostática de íons com cargas opostas, já a ligação covalente ocorre quando a ligação qúimica é baseada na atração eletrostática entre dois elementos que tem necessidade de receber elétrons e estes irão compartilhar os mesmos. A polaridade de uma molécula é definida pela maneira como ela é estruturada, se tiver átomos com cargas muito diferentes ocorrerá a criação de polos. Uma molécula pode ser polar ou apolar, dependendo dessa interação e da composição dos átomos que a compõem. 
Ligação Covalente é uma ligação química caracterizada pelo compartilhamento de um ou mais pares de elétrons entre átomos. 
As forças intermoleculares variam de acordo com a polaridade das moléculas: moléculas polares se unem através de ligações dipolo-dipolo permanente, moléculas apolares interagem através do dipolo induzido que é formado momentâneamente e as ligações de hidrogênio que ocorrem quando tem um átomo muito eletronegativo ligado a outro com carga muito positiva (H ligado à F,O,N etc).
Interações intermoleculares e solubilidade
Substâncias polares dissolvem substâncias polares e substâncias apolares dissolvem substâncias apolares. Isso se observa quando um mecânico de automóveis lava a mão com gasolina para tirar a graxa, pois ambas são substâncias apolares.
Quando misturamos duas substâncias covalentes pode ocorrer liberação ou absorção de calor. A liberação de calor (processo conhecido como exotérmico) acontece quando há um aumento das interações intermoleculares entre as substâncias que se misturaram, diminuindo suas mobilidades e estados de vibração. A energia da mobilidade e das vibrações que não são mais permitidas é então liberada do sistema, aquecendo o ambiente ao seu redor.
Já na absorção de calor em uma dissolução (processo conhecido como endotérmico) ocorre o oposto, ou seja, há um menor número de interações entre os componentes da mistura do que antes da mistura. Devido a isso, há mais mobilidade das moléculas e essa liberdade de movimento requer energia, que acaba sendo retirada do seu redor. Quanto maior for a força de atração intermolecular, maior será a energia liberada.
Exemplificando: Se tivermos uma substância com atração intermolecular muito forte, como a água, e misturarmos a ela uma substância com atração intermolecular bem menor, como o óleo de cozinha, as moléculas de água irão interagir fortemente não deixando espaço para que o óleo, com polos menos intensos, possa interagir com a água. É mais ou menos como se quisessemos misturar areia com pedacinhos de ímã. Se colocarmos pedacinhos de ímãs em um vidro, espaçados entre si por areia, fecharmos o vidro e chacoalharmos, notaremos que os pedacinhos de ímã, ao se encontrarem, grudarão uns aos outros devido à forte atração entre os seus polos opostos. Ao fim do chacoalho teremos um grumo de pedacinhos de ímã separados da areia. A atração entre os pedaços de imã é mais forte do que a capacidade da areia de entrar entre os pedaços do ímã.
Processo semelhante acontece com a água e o óleo: a água interage fortemente entre si, deixando pouco espaço para interação com o óleo, que tem menor força atrativa do que a água. Se for o etanol no lugar do óleo, haverá uma mudança no processo, pois o etanol possui força de atração intermolecular próxima à força de atração intermolecular da água
Interações intermoleculares e viscosidade
A viscosidade de um líquido surge das forças entre as moléculas: quando as interações moleculares são fortes, elas mantêm as moléculas unidas e restringem seus movimentos. As fortes ligações de hidrogênio da água dão–lhe viscosidade maior do que a do benzeno. Isso significa que as moléculas de benzeno se deslocam mais facilmente, umas em relação às outras, mas para que as moléculas de água se movam é preciso quebrar as ligações hidrogênio.
O ácido fosfórico e o glicerol são muito viscosos em temperatura normal devido às numerosas ligações hidrogênio que suas moléculas podem formar. A viscosidade usualmente diminui quando a temperatura aumenta. As moléculas têm mais energia em temperaturas mais altas e podem mover-se mais facilmente.
Interações intermoleculares e Ponto de Fusão e Ponto de Ebulição
Quanto mais fortes forem as forças de atração entre as moléculas, maiores serão os pontos de fusão e os pontos de ebulição, pois será necessária maior quantidade de energia para separar as moléculas.
Moléculas mais polarizadas terão forças de atração, entre suas moléculas, mais intensas que as moléculas de baixa polaridade ou entre moléculas apolares. Como consequência, podemos concluir que moléculas ligadas por pontes de hidrogênio, terão ponto de fusão e ponto de ebulição mais elevados que as moléculas com ligação do tipo dipolo - dipolo permanente, sendo menores os pontos de fusão e ponto de ebulição das substâncias apolares, com ligação do tipo forças de London ou dipolo instantâneo.
Interações intermoleculares e tensão superficial
A superfície de um líquido é lisa porque as forças intermoleculares tendem a manter juntas as moléculas, puxando-as para o corpo do líquido. A tensão superficial é a resposta ao empuxo em direção ao corpo do líquido. Mais uma vez, espera-se que os líquidos formados por moléculas em que interações intermoleculares são fortes tenham tensão superficial elevada, porque o empuxo para o corpo do líquido, na superfície, deve ser forte. A tensão superficialda água, por exemplo, é aproximadamente três vezes maior do que a da maior parte dos líquidos comuns, devido às ligações de hidrogênio fortes. A tensão superficial no mercúrio é ainda maior, indicando que existem ligações muito forte entre os átomos de mercúrio do líquido.
A tensão superficial explica vários fenômenos rotineiros. Por exemplo, uma gota de líquido suspensa no ar ou em uma superfície encerrada é esférica, porque a tensão superficial faz com que as moléculas assumam a forma mais compacta possível, a esfera. As forças atrativas entre moléculas de água são maiores do que entre a água e a cera, que é feita essencialmente de hidrocarbonetos.
5) Descreva a força de interação nas ligações químicas e a sua importância para os sistemas biológicos. Cite explique os tipos de interação conhecidas.
A formação de ligações de hidrogênio é importante em sistemas biológicos porque elas estabilizam e determinam a estrutura e formato de grandes macromoléculas, como o ácido nucleico e as proteínas. Esse tipo de ligação ocorre em estruturas biológicas, como o DNA e o RNA. Essa ligação é muito importante na água, pois é a força que existe entre as moléculas de água que as mantém unidas.
As ligações de hidrogênio representam importante papel tanto nas propriedades especiais da água como em moléculas de extrema importância para os seres vivos: elas determinam a forma das proteínas, e constituem a força que une as hélices do DNA.
As interações intermoleculares e seu entendimento ganham sua expressão máxima em sistemas biológicos. As moléculas da vida (DNA, RNA, proteínas, etc.) são mantidos em suas estruturas tridimensionais através de interações intra e intermoleculares.
Uma vez que a estrutura tridimensional molecular é responsável pela atividade biológica específica destas moléculas, percebe-se então a importância do entendimento de tais interações. Todos processos orgânicos vitais estão relacionados com o reconhecimento molecular específico inter e intramolecular.
6) Defina monômero e polímero. Exemplifique.
Monômero é uma pequena molécula que pode ligar-se a outros monômeros formando moléculas maiores denominadas polímeros. Exemplos de monômeros são os hidrocarbonetos, derivados do petróleo, dos tipos alcanos e alcenos. Polímeros macromoléculas formada pela união de substâncias simples, chamada monômeros. Nylon para poliamida é um exemplo de polímero.
7) Conceitue e exemplifique as seguintes classes orgânicas: hidrocarbonetos, álcoois, aldeídos, cetonas, ácidos carboxílicos, éteres, ésteres, aminas e amidas.
Hidrocarbonetos são moléculas que contêm apenas carbono (C) e hidrogênio (H) em sua composição. São constituídos de um “esqueleto” de carbono no qual os átomos de hidrogênio se ligam. Ex.: ciclo propano, ciclo butano. 
Álcool é uma classe de compostos orgânicos que possuem, na sua estrutura, um ou mais grupos de hidroxilas ligados a carbonos saturados, entre esses compostos, exemplos o etanol e álcool etílico.
Aldeído é uma função orgânica que se caracteriza pela presença, em sua estrutura, do grupamento H—C=O (formila ou formilo), ligado a um substituinte alifático ou aromático. A fórmula bruta dos aldeídos corresponde a um álcool com dois átomos de hidrogênio. Exemplos: metanol e etanol.
As cetonas são compostos orgânicos caracterizados pela presença do grupamento —C (=O) —, carbonila, ligado a dois radicais orgânicos. Exemplo: propanona.
Os ácidos carboxílicos são compostos que possuem o grupamento carboxila (carbonila + hidroxila) na extremidade da cadeia. São compostos organicos que possuem o grupo carbonila ligado a um grupo hidroxila (OH). Exemplo: ácido acético.
Éteres são compostos orgânicos que apresentam grupo funcional oxigênio entre dois radicais (carbonos), ou seja, se caracteriza pela presença de oxigênio ligado a dois átomos de carbono. Exemplo: metóxi metano.
Ésteres são compostos orgânicos oxigenados que são formados pela reação química entre ácido carboxílico e um álcool. Exemplo: etano ato de vinilia. 
Aminas são compostos orgânicos nitrogenados, são obtidos através da substituição de um ou mais hidrogênios da amônia (NH3) por demais grupos orgânicos (radicais alquila ou arila). Exemplo: demetilamina.
Amidas são compostos orgânicos derivados teoricamente da amônia (NH3) Ela substitui um átomo de hidrogênio por um grupo acil (grupo acil: R-CO-). Exemplo: Etanoamida.