Água e Soluções

Prévia do material em texto

Água e Soluções 
Fabiana Alves 
Microestrutura da água – caráter misto 
60% covalente 
40% iônico 
A molécula da água é assimétrica e tem caráter polar. 
Propriedades macroscópicas da água 
• A água favorece os sistemas biológicos de diversas maneiras: 
 
- Densidade: gelo < água líquida = flutua. 
 
 
 
 
- Calor específico (quantidade de energia térmica necessária para elevar sua 
temperatura): Muito alto. 
  1°C – 1 L de água – 1kcal (4,2kJ) 
  1°C – 1 L de glúcides, lípides e prótides – 0,3kcal (1,3kJ) 
 
A água age como moderador térmico: os sistemas biológicos estão mais 
protegidos contra mudanças bruscas de temperatura. 
• Calor de Vaporização: 
 - Para desidratar um sistema biológico, é necessário gastar mais energia. 
- Água controla temperatura corporal (animais homeotermos). 
Propriedades macroscópicas da água 
Ar expirado Constante em todos os animais 
Evaporação (pele), insensível ou respiração Constante em todos os animais 
Sudorese ou transpiração Descontínua (cão não sua) 
cavalo > jumento > boi > búfalo > cabra > 
carneiro>porco 
Baba Descontínua (boi, cachorro) 
Urina Periódica 
Fezes Periódica 
FONTE: NUNES (1998). 
• Tensão superficial – Atrações intermoleculares tendem a manter coesas 
as moléculas de um líquido. 
Propriedades macroscópicas da água 
A tensão superficial da água é alta, e 
certamente concorreu bastante para a 
compartimentação biológica. 
Quem sabe o que é um 
surfactante pulmonar? E qual a 
sua importância? 
• Viscosidade – (4 x 10 -3 Pa.s ou 0,04 poise a 20°C). 
 
A alta viscosidade seria prejudicial a todas as trocas hídricas dos organismos, 
e no caso da circulação sanguínea, um obstáculo à hemodinâmica. 
Propriedades macroscópicas da água 
• Substâncias Iônicas – Sendo polar, a água tem alta constante dielétrica. 
 
• A força de atração de um ânion por um cátion é diminuída 80 vezes na 
água. 
 
 
Propriedades microscópicas da água 
• O raio hidratado de cátions é maior do que de ânions. 
• Cátions são mais hidratados do que ânions. 
Propriedades microscópicas da água 
A hidratação de íons tem importante consequência no transporte transmembrana de íons, e 
de diversos fenômenos biológicos. 
Macromoléculas (poli-íons) – atraem várias moléculas de água (água de hidratação). 
Ex.: Albumina humana – fixa cerca de 18 moléculas de água. 
• Íons menores possuem campo elétrico mais forte, atraem mais moléculas 
de água (Campo elétrico inversamente proporcional ao quadrado da 
distância). 
 
- O íon K+ anidro é maior que o Na+ anidro. 
 
- O íon K+ hidratado é menor que o Na+ hidratado. 
 
Propriedades microscópicas da água 
A hidratação de íons tem importante consequência no transporte transmembrana de íons, e 
de diversos fenômenos biológicos. 
• Substâncias covalentes – Se dissolvem na água através da formação de 
ligações de hidrogênio com as moléculas de água. 
 
- Substância solúvel - Quando as ligações de H formadas não perturbam a 
estrutura da água. 
 
- Substância insolúvel – Quando as ligações de H perturbam a estrutura da 
água. 
Propriedades microscópicas da água 
• Substâncias anfipáticas – em meio aquoso se orientam com a parte 
covalente para dentro e a parte polar para fora. 
Propriedades microscópicas da água 
• Formação de clatratos, paredes e túneis 
 
- Associação de 20 moléculas de água através de ligações de H, pode formar 
uma estrutura com cavidade interna de 0,5nm. 
 
- Que pode aprisionar pequenas moléculas, íons e até a própria água – 
formando gaiolas (catratos). 
 
- Também pode formas túneis e finas paredes – isolando outras moléculas. 
 
- Esse sistema pode permanecer estável durante muito tempo e apresenta 
grande interesse na veiculação de medicamentos. 
Propriedades microscópicas da água 
Volume e Composição dos líquidos corporais 
• Distribuição da água nos compartimentos hídricos orgânicos 
 
- A água constitui proporção elevada do peso corporal. 
 
- A quantidade total de água é denominada água corporal total – 50 -70% 
do peso corporal. 
 
 Um homem de 70 Kg, cuja água corporal total é de 60% de seu peso, 
contém 42Kg ou 42L de água. 
 
A quantidade de água corporal é inversamente proporcional à gordura 
corporal; e depende do sexo e idade. 
 
Adaptado de www.snyderhealth.com_images_pctwtrbody1.gif 
Distribuição da água nos compartimentos hídricos orgânicos 
A faixa de valores normais de água corporal total é de 50-70% do peso corporal 
 
• A água corporal total (60%) é distribuída em dois compartimentos 
orgânicos: 
 
- O líquido intracelular (LIC) – 2/3 da água corporal total (40%); 
- O líquido extracelular (LEC) – 1/3 da água corporal total (20%). 
O LIC e o LEC são separados pelas membranas celulares. 
http://connection.lww.com/Products/porth7e/documents/Ch33/jpg/33_001.jpg 
LIC LEC 
Membrana celular Parede 
capilar 
Água corporal total 
(60% do peso corporal) 
LIC 
(40% do peso corporal) 
LEC 
(20% do peso corporal) 
Líquido intersticial 
(16%) 
Plasma 
(4%) 
Líquido intracelular (LIC) e Líquido extracelular (LEC) 
Composição (principais cátions e ânions) 
LIC LEC 
K+ Na+ 
Mg+ Cl- 
Proteínas Bicarbonato (HCO3
-) 
Fosfatos inorgânicos (ATP, ADP e AMP) 
Soluções 
Solução 
• Solução é uma mistura unifásica de mais de um componente. 
 
- Sal e água – sólido em líquido; 
 
- Álcool e água – líquido em líquido; 
 
- Ar e água – gás e líquido. 
Componente dispersor – solvente 
Componente disperso - soluto 
 Quantidade de soluto 
 Quantidade de solução 
C= 
Tipos de soluções 
• Coeficiente de solubilidade: é definido como a máxima quantidade de 
soluto que é possível dissolver de uma quantidade fixa de solvente, a uma 
determinada temperatura. 
 
• Solução insaturada: é quando a quantidade de soluto usado se dissolve 
totalmente, ou seja, a quantidade adicionada é inferior ao coeficiente de 
solubilidade. 
 
• Solução saturada: é quando o solvente (ou dispersante) já dissolveu toda 
a quantidade possível de soluto (ou disperso), e toda a quantidade agora 
adicionada não será dissolvida e ficará no fundo do recipiente. 
Concentração de soluções – Estudo quantitativo 
• Entre os diversos modos de expressar concentração de soluções, três são 
mais usados: 
 
- Percentual – método mais antigo: gramas de soluto po 100 ml de solução. 
g% ou %; 
 
- Molar – São moles de soluto por litro de solução. mol.1-1 ou M. 
 
- Molal – São moles de soluto por kilograma de solvente, é representado 
por m. 
Solução percentual 
Quantidade de soluto= 
Concentração g% x Volume ml 
_________________________________________________________________________ 
100 
g - 100 ml 
Calcule: 
• Prepare 200ml de NaCL a 5%. 
 
• Prepare 250ml de glicose 8%. 
 
• Prepare uma solução de etanol 20%. 
Soluções Molares 
Quantidade de soluto= P x M x V 
 
P= massa; M= molaridade; V= volume. 
 
M – 1 L 
 
Calcule: 
• Prepare 500ml de glicose 0,15M. 
 
• Prepare 1 litro de solução contendo KCl a 1M, NaCl a 5M e glicose a 10M. 
Massa molecular KCl = 74,5g/mol; NaCl = 58,5g/mol. 
 
 
Soluções Molais 
Quantidade de soluto= P x M x V 
 
P= massa; M= molaridade; V= volume. 
 
m – 1 Kg 
• Prepare 500ml de KCl 0,1m. Massa molecular KCl = 74,5g/mol. 
 
• Prepare 100ml de NaCl 0,15m + glicose 0,2m. Massa molecular NaCl = 
58,5g/mol; glicose = 180g/mol. 
 
Calcule: 
Molar em percentual 
Percentual em molar 
• Qual a molaridade de uma solução de glicose 5%. 
 
• Quala molaridade de uma solução de NaCl 0,9%? 
 
• Qual a concentração percentual de uma solução 0,10M de NaCl? 
 
 
 
Calcule: 
Osmolaridade 
• Concentração de moléculas e Concentração de partículas. 
 
• Moléculas – solvólise (hidrólise= água) = partículas. Ex.: NaCl, KCl, etc. 
 
• [ ] de partículas (Osmolar) > [ ] de moléculas (molar). 
 
• 1 osmol = 6,02 x 1023 partículas por litro de solução; 
 exerce pressão de 22,4 atmosferas em 1 litro, ou 1 atm em 22,4 
litros. 
 
 
 
 
A concentração do plasma é em torno de 300 mosmois = [ ] total de partículas (íons, 
moléculas, macromoléculas). 
Conversão de concentração Molar x Osmolar 
• Soluto não dissocia: CM = COSM 
 
• Os solutos se dissociam completamente: COSM = CM X n 
 
• Calcule: 
- Qual a concentração osmolar de NaCl 0,1M? 
- Qual a concentração osmolar de CaCl2 0,15 M? 
- Qual a concentração molar de NaCl 0,30 osm? 
- Calcular a molaridade e a osmolaridade da solução: NaCl 0,2M + KCl 
0,10M + glicose 0,30M. 
- Mostre a hidrólise do NaCl, CaCl2, KCl. 
- Prepare 500ml de NaCL 0,9% a partir de NaCl 18%.