Guia de Estudos da Unidade 4 Biofisica

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Biofísica
UNIDADE 4
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UNIDADE 4
bIofísIcA
PARA INÍCIO DE CONVERSA
Olá, estudante! Seja bem-vindo(a) a nossa quarta unidade! Espero que esteja preparado(a) para 
darmos continuidade a nossa jornada de estudos. Conto com seu comprometimento, pois ele é a 
chave para seu sucesso!
 
ORIENtAçõES DA DISCIPlINA
Prezado(a) aluno(a), antes de iniciar a leitura deste guia faça a leitura de seu li-
vro-texto, ele irá nortear seus estudos. Disponibilizamos de vários recursos para 
facilitar seu aprendizado. Acesse a nossa biblioteca virtual e faça novas pes-
quisas com objetivo de buscar novos conhecimentos. No desenvolvimento deste 
guia indicarei alguns links e vídeos para facilitar seu aprendizado. Ao final da 
nossa quarta e última unidade, acesse o ambiente virtual e responda a atividade 
e o fórum avaliativo. Lembre-se, em caso de dúvidas, pergunte ao seu tutor, pois 
ele está apto para quaisquer tipos de esclarecimentos.
Vamos começar!
AS BASES BIOFÍSICAS DA BIOQUÍMICA 
PAlAVRAS DO PROFESSOR 
Prezado(a) aluno(a), como vimos nas unidades anteriores, energia e vida são conceitos aceitos 
sem definição, mas obviamente inter-relacionados. Dessa forma, a física está presente em todas 
as áreas científicas, pois em todas elas os conceitos de energia ou vida estão presentes. Nas 
ciências da vida evidentemente. Assim, não estranhe que essa unidade é fortemente bioquímica 
e que nesse guia vamos ressaltar apenas os aspectos físicos. 
Bons estudos!
Soluções, suspensões e coloides. (st)
Se você pegar uma pequena colher com sal comum e despejar esse sal em um copo com água, e 
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der uma misturadinha, aparentemente o sal desaparece. Na verdade, o cloreto de sódio, NaCl, é 
formado por dois íons, Na+ e Cl–, que se separam pela atuação das moléculas de água, H2O. 
As moléculas de água são neutras, pois os hidrogênios positivos anulam a dupla carga negativa 
do oxigênio. Mas apesar da neutralidade as cargas não estão homogeneamente distribuídas, de 
tal forma, que polos se formam, um positivo, que atrai o Cl– e outro negativo que atrai o Na+. É o 
famoso “os opostos se atraem” da eletricidade. Dessa forma, com os íons separados, o sal pode 
se espalhar atomicamente pela água. Claro que se a quantidade de sal for demasiada haverá uma 
sobra de sal que permanecerá bem evidente. 
A água, o meio no qual a outra substância foi inserida, é denominada de solvente. O sal, a subs-
tância introduzida no solvente, é o soluto. E o conjunto é denominado de solução. É diferente 
quando você coloca óleo na água. O processo descrito acima não acontece. De fato, óleo e água, 
são imiscíveis (não podem ser misturados). Mesmo que você agite a suposta mistura e algumas 
bolhas de óleo aparentemente se misturem na água, a separação ocorre rapidamente e de modo 
espontâneo. 
 
VOCê SABIA?
Particularmente a água pode dissolver muitas substâncias, principalmente sais 
(não só de sódio, mas também potássio, magnésio, etc.) de tal sorte que muitos 
a chamam de solvente universal. Outras substâncias têm facilidade em se dis-
solver em gordura, ou mesmo álcool, além de outros meios. Uma característica 
das soluções é se apresentar com uma única aparência. A água e o óleo formam 
um conjunto com duas faixas de substâncias. Já uma solução de sal em água 
apresenta uma única faixa.
A capacidade de uma substância em se dissolver em outra é denominada de solubilidade, que 
depende de vários fatores como temperatura, pressão, agitação, etc. É mais fácil dissolver, por 
exemplo, em água quente do que em água fria. Ou então agitando mais. Aumentar a temperatura 
agita mais as moléculas e elas podem se misturar com mais facilidade. A agitação mecânica 
também consegue isso. 
 
VEjA O VÍDEO!
Se você puder dispor de 17 minutos, há um vídeo interessante disponível no 
seguinte link.
Uma solução pode ser mais concentrada ou mais diluída. Se ela é mais concentrada significa 
que ela possui bastante soluto em relação ao solvente. Se ela é bem diluída significa que possui 
pouco soluto em relação ao solvente. Isso é medido comparando-se, por exemplo, a massa de 
???
https://www.youtube.com/watch?v=gh2Dz-UMKO8
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soluto em relação ao volume de solução, em geral com a massa medida em gramas (g) e o volume 
de solução medido em mililitros (mL). Dizer por exemplo, que uma solução de glicose é de 12% 
significa dizer que existem 12 g de glicose para 100 mL de água. Se outra solução se apresenta 
como 20% então temos 20 g de soluto para 100 mL de água. 
 
VISItE A PágINA
Ficou curioso para saber mais sobre soluções? Você pode ver no seguinte link.
 
ExEMPlO
Deseja-se preparar uma solução com volume de 150 mL com concentração de 
20%. Qual deve ser então a massa de soluto para que isso ocorra?
Solução do exemplo
Sabemos que a concentração é de 20% o que quer dizer que se fossem 100 mL de solução tería-
mos que ter 20 g de soluto. Uma regra de três (proporcionalidade) nos ajuda aqui.
Então x = 150.20/100 = 3000/100 = 30 g
Assim, para fazer uma solução de 20% com 150 mL será necessária uma massa de soluto de 30 g.
Mais um exemplo.
Qual é a concentração molar de uma solução, ou molaridade, na qual foi dissolvida uma massa de 
18 g de glicose em água suficiente para produzir um litro de solução? (Sabe-se que a massa molar 
da glicose é 180 g/mol).
Solução do exemplo
A concentração molar ou molaridade é o número de mol por litro, mol/L. Sabemos que o volume 
de solução é de 1 L.
Sabemos também que a massa de glicose dissolvida é de 18 g.
Volume de solução (mL) Massa de soluto (g)
100 20
150 x 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Solu%C3%A7%C3%A3o
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Dessa forma x = 18.1/180 = 0,1 mol
Então a concentração molar será de 0,1 mol/(1 L) = 0,1 mol/L
PROPRIEDADES DOS lÍQUIDOS 
As soluções possuem duas propriedades presentes em todos os líquidos:
•	 Tensão superficial
•	 Viscosidade
Não sei se você já viu um pequeno inseto, um pernilongo, por exemplo, caminhando sobre a água. 
Isso é possível não apenas porque o inseto é leve, mas também porque a superfície da água 
consegue sustentá-lo sem se partir. As moléculas que formam a superfície de um líquido são 
continuamente atraídas pelas outras moléculas iguais a ela que estão no interior do líquido. Não 
fosse isso não existiriam líquidos e nem sólidos, apenas gases. Essa propriedade confere à su-
perfície certa elasticidade, que denominamos tensão superficial. Algumas substâncias possuem 
alta tensão superficial, como a gordura. Por isso é tão difícil por vezes limpar um prato muito 
engordurado. 
 
DICA
Fica mais fácil se você reduzir a tensão superficial da gordura, por aquecimento 
(usando água quente para lavar) ou então usando uma substância que reduza a 
tensão superficial quimicamente, os chamados surfactantes (ou tensoativos). O 
detergente que temos na cozinha de casa é um exemplo de surfactante. 
 
VEjA O VÍDEO!
Um experimento legal pode ser visto, em menos de quatro minutos, acesse o 
seguinte link.
 
Massa (g) Número de mol
 180 1
 18 x
https://www.youtube.com/watch?v=f0xsJ31NAvY
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gUARDE ESSA IDEIA!
Mas veja bem!
Quando disse que as moléculas da superfície são atraídas pelas moléculas do 
interior do líquido, não quis dizer que isso era uma exclusividade dessas mo-
léculas. As substâncias líquidas e sólidas têm suas moléculas se atraindo mu-
tuamente. É o que chamamos de forças de coesão. Se moléculas diferentes se 
atraem nos denominamos de forças de adesão. 
Uma molécula no interior de um líquido também é atraída, pelas forças de coesão, pelas molé-
culas que estão a sua volta. Mas como ela está totalmente cercada por essas moléculas o efeito 
final é nulo. Já com relação às moléculas da superfície elas são atraídas pelas forças de coesão 
apenas uma direção, para dentro do líquido. E isso produz a tensão superficial. 
Você talvez já tenha visto um pouco de água em um tubo de ensaio e percebeu que a superfície 
livre da água não é plana e sim curva. Essa curvatura (voltada para dentro do líquido) que faz com 
que as bordas fiquem maisaltas (como que “subindo pelas paredes”) é efeito da tensão superfi-
cial. Esse efeito acontece de forma mais evidente, pois as paredes do tubo de ensaio estão muito 
próximas. Se você colocar água em uma grande bacia, o efeito também ocorre, mas é muito mais 
difícil de ser percebido. Na formação de gotas a tensão superficial tem participação. Quanto maior 
a tensão superficial de um líquido maior a gota que ela pode fazer. A tensão superficial é medida 
em newton por metro (N/m). A mesma unidade da constante elástica na lei de Hooke. 
 
VISItE A PágINA
Para saber mais detalhes sobre a lei de Hooke, acesse o seguinte link.
 
ExEMPlOS
Fonte: http://www.surface-tension.de/
Substância temperatura (°C) tensão Superficial (N/m)
Álcool etílico 20 0,022
Mercúrio 20 0,465
Água com sabão 20 0,025
Água destilada 20 0,073
Água 100 0,059
https://pt.wikipedia.org/wiki/Lei_de_Hooke
http://www.surface-tension.de/
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Pelo quadro acima, você pode perceber duas coisas importantes. Primeiro que a tensão superficial 
varia de substância para substância. Particularmente para a água é um valor, para o álcool é outro, 
para o mercúrio um terceiro valor, e assim por diante. Segundo, que a tensão superficial varia com 
a temperatura, sendo que maior a temperatura menor a tensão superficial. Isso decorre do fato 
de que com maior temperatura as moléculas ficam mais agitadas, se espalham mais, diminuindo 
assim as forças de coesão. Observe que o sabão é um surfactante, na medida em que atuou sobre 
a água na redução da tensão superficial. 
 
VISItE A PágINA
Você pode saber mais se consultar este link.
No nosso próprio corpo temos surfactantes. No tecido alveolar existe uma lipoproteína que tem 
a função de surfactante, e por isso é comum chamá-la de surfactante alveolar. A presença dessa 
substância, liberada pelos pneumócitos do tipo II, garante a troca gasosa entre o alvéolo pulmo-
nar e a corrente sanguínea. Quanto maior a tensão superficial, mais difícil é para uma molécula 
passar através da superfície. Assim menor é a troca gasosa. 
Para facilitar a troca gasosa o surfactante alveolar atua reduzindo a tensão superficial. Para ser 
totalmente correto, o surfactante alveolar é uma mistura de algumas substâncias, sendo que o 
principal componente é dipalmitoilfosfatidilcolina (DPPC). 
A ausência dessas substâncias em neonatos prematuros impede a troca gasosa, mesmo que a 
ventilação pulmonar ocorra, podendo levar o bebê a óbito. A atuação da equipe de parto deve ser 
rápida com o uso de surfactantes exógenos. Mas fique claro que se os pneumócitos do tipo II, não 
amadurecerem no sentido de produzir o surfactante a criança morrerá. 
 
VISItE A PágINA
Mais detalhes, se você desejar pesquisar mais, acesse o seguinte link.
 
VOCê SABIA?
Uma curiosidade! Alpinistas que desafiam montanhas muito altas, como as maiores do mundo 
no Himalaia, precisam realizar várias paradas no caminho, claro que também para descansar, 
mas para inalar ar aquecido. É importante nessas paradas acender um fogo e ferver um pouco de 
água. Se o alpinista ficar respirando um ar muito gelado por muito tempo irá aumentar a tensão 
superficial dos alvéolos e isso poderá comprometer sua troca gasosa, pois ficará mais difícil. 
Pessoas que trabalham em frigoríficos, dentro de câmaras frias, claro que usarão roupas, botas e 
???
https://pt.wikipedia.org/wiki/Tens%C3%A3o_superficial
https://pt.wikipedia.org/wiki/Surfactante_pulmonar
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luvas de proteção. Mas geralmente ficam respirando por bastante tempo dentro dessas câmaras. 
É importante que esses funcionários respeitem os limites de segurança impostos pelos protocolos 
de trabalho para que não venham a ter problemas de saúde.
Outra propriedade é a viscosidade. Imagine um copo com água até a metade sobre uma mesa. 
Considere agora que o copo vira ficando “deitado” sobre a mesa. Pois é! Você já está vendo em 
sua mente a mesa molhada. Troque a imagem mental agora por um copo, também até a metade, 
com mel. E reimagine a cena. Talvez agora, depois que o copo “deitou” deu tempo de você levantar 
o copo, antes do mel chegar à mesa. O mel escorre mais lentamente que a água. Isso ocorre por-
que existe maior atrito entre as moléculas do mel, quando comparamos com a água. O mel é mais 
viscoso que a água. Assim a viscosidade é uma medida da incapacidade de fluir de uma substân-
cia. A viscosidade está relacionada à resistência que um fluido sofre ao escorrer por um vaso.
A viscosidade também é bastante influenciada pela temperatura. Imagine a cena com o mel se 
ele estiver quente e se ele estiver frio. É fácil perceber que é bem diferente. Já tentou tirar leite 
condensado da lata, com ele gelado? Você me entendeu? A menor temperatura diminui a agitação 
das moléculas e isso faz com que elas fiquem mais próximas. As forças entre elas aumentarão 
dificultando seu deslizamento, o que no final das contas dificultará que o fluido possa se movi-
mentar, escorrer, dentro de um recipiente, ou um cano, ou um vaso biológico.
A viscosidade é medida em pascal vezes segundo (Pa.s) ou ainda em Newton vezes segundo por 
metro quadrado (N.s/m2). 
Alguns valores para ilustrar isso a você. O quadro abaixo está na temperatura de 20°C.
 
Fonte: PERRY, J.H. Chemical Enginner’s Handbook. McGraw-Hill Book Company, Inc. New York, 1950.
A viscosidade atua em líquidos e sólidos. E por vezes pode fazer com que um líquido se comporte 
como um líquido ou um líquido se comporte como um sólido. 
 
VEjA O VÍDEO!
Caro estudante, ficou com dúvida? Então separe 5 minutos para ver este vídeo.
 
Substância Viscosidade (Pa.s)
Álcool etílico 2,48.10–4
Mercúrio 1,7.10–2
Água 1,0.10–3
Acetona 3,26.10–4
Óleo de oliva 8,1.10–2
Sangue humano 4.10–3
https://www.youtube.com/watch?v=ZCGwatTa8r8
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DICA
Não custa lembrar! Menor viscosidade maior fluidez. Maior viscosidade menor 
fluidez. Aquilo que popularmente se diz por líquido “grosso” ou líquido “fino”. 
Óleo lubrificante é colocado no motor dos automóveis para reduzir o atrito entre as peças. Assim, 
o óleo lubrificante precisa possui a viscosidade correta. Muito viscoso (muito “grosso”) ele não 
conseguirá fluir para lubrificar todas as peças. 
Mas também pouco viscoso (muito “fino”) ele poderá se espalha, mas não cumprir bem a função 
de lubrificação. Assim, os óleos lubrificantes são produzidos de modo a suportar as temperaturas 
e atritos envolvidos durante certo tempo. Por isso, após alguns milhares de quilômetros é neces-
sária a troca do óleo. E também por isso cada automóvel, devido às especificações de construção, 
usa um óleo ligeiramente diferente do de outro automóvel. Preste atenção para que você não 
tenha prejuízos. 
 
VISItE A PágINA
Sobre viscosidade, acesse este link.
 
PAlAVRAS DO PROFESSOR 
Acredito meu caro estudante, que até este momento você esteja assimilando todas as informa-
ções deste guia. Prepara-se, pois, vamos continuar com nossa viagem em busca de mais conheci-
mento. No próximo tópico irei explicar a pressão osmótica e como ela ocorre. Fique atento, vamos 
continuar!
PRESSÃO OSMÓtICA
Considere agora que duas soluções estejam em um mesmo condutor (cano, vaso, ou mesmo um 
recipiente) separadas por uma membrana. Seja essa membrana de natureza semipermeável, ou 
seja, que permite a passagem de substâncias segundo alguma condição. Talvez pelo tamanho e 
pela forma das moléculas. Digamos que essa condição seja nesse caso, a pressão. 
É possível que a água, devido a essa pressão, ou mesmo o soluto, possam migrar de uma solução 
para a outra. Isso ocorrerá sempre da região em que a substância estiver mais concentrada para 
outra menos concentrada, motivada por uma pressão, denominada de pressão osmótica. Não 
haverá migração de substância se a pressão osmótica for igual nas duas regiões. E se no caso de 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Viscosidade
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uma pressão externa, maior que a pressão osmótica, for aplicada para reverter o fluxo osmótico, 
dizemos que está ocorrendo osmose reversa. Processos de osmosereversa industrial são usados, 
por meio de filtros, para a retirada de impurezas da água, por exemplo, para converter água do 
mar em água potável. 
 
VISItE A PágINA
Boas imagens e bons detalhes técnicos você encontra neste link.
A pressão osmótica é baseada na lei de Clapeyron (1799 – 1864) que afirma que o produto entre 
a pressão e volume é proporcional à quantidade de substância e sua temperatura absoluta. Em 
termos matemáticos: P.V = n.R.T; onde P é a pressão; V é o volume; n é o número de mols; R é uma 
constante (universal dos gases perfeitos) e T é a temperatura. O valor de R depende das unidades 
utilizadas e pode ser 0,082 atm.L/(mol.K) ou ainda 8,31 J/(mol.K).
No caso da pressão osmótica ela é convertida para π = N.R.T.i. Nesse caso π representa a pressão 
osmótica; N é a concentração molar, expressa em mol/L, também denominada de concentração 
osmolar; R a constante universal dos gases perfeitos; T a temperatura absoluta e i é o fator de 
Van’t Hoff (de Jacobus H. Van’t Hoof, nascido em 1852 e falecido em 1911).
 
O valor de i é dado pela expressão i = 1 + a.(q – 1), onde a é o fator de ionização ou grau de io-
nização e q é o número total de íons liberados na ionização do composto. Supondo que não há 
ionização, ou seja, a = 0, teremos que i = 1. Dessa forma a equação da pressão osmótica, sem 
ionização, será π = N.R.T.
 
ExEMPlO
Considere uma solução de glicose de 0,30 mol/L que será usada de forma intravenosa. Para a 
temperatura corporal (37° C) qual é a pressão osmótica associada dessa solução?
Desejamos saber o valor de π. Sabemos que N = 0,30 mol/L. Usando R = 0,082 atm.L/(mol.K). 
Precisamos da temperatura em kelvin, ou seja, 37 + 273 = 310 K.
Dessa forma: π = N.R.T = 0,30.0,082.310 = 7,63 atm
Esse valor corresponde à pressão osmótica do sangue humano e assim, a introdução da glicose 
se dará normalmente não produzindo nenhuma alteração no vaso sanguíneo, que já está operando 
nessa pressão.
https://pt.wikipedia.org/wiki/Press%C3%A3o_osm%C3%B3tica
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Mais um exemplo:
Uma solução de glicose, na temperatura de 7 °C, contém 7,2 g de glicose para 160 mL de solução 
e é isotônica em relação a uma solução de ureia a 27 °C. Determine a massa de ureia presente em 
1 L dessa solução. (Massas molares: glicose = 180 g/mol e ureia = 60 g/mol).
Se as duas soluções são isotônicas, isso significa que possuem a mesma pressão osmótica. Dessa 
forma, podemos calcular a pressão osmótica pela solução de glicose e usar esse valor na solução 
de ureia. 
π = N . R . T 
π = N . (0,082) . (280). Mas não temos ainda a concentração molar de glicose.
Sabemos que 180 g de glicose correspondem a 1 mol. Como temos 7,2 g de glicose uma regra de 
três (proporcionalidade) nos ajudará, a saber, o número de mol de glicose na solução.
Assim n = 7,2/180 = 0,04 mol
Como o volume de solução de glicose é de 160 mL ou 0,16 L a concentração molar de glicose na 
solução é N = 0,04/0,16 = 0,25 mol/L
Voltando a expressão da pressão osmótica.
π = N . (0,082) . (280)
π = (0,25) . (0,082) . (280) = 5,74 atm
Lembrando que as soluções de glicose e ureia são isotônicas, essa pressão, de 5,74 atm, também 
é a pressão da ureia. Então usando a equação da pressão osmótica mais uma vez, mas agora com 
os dados da solução de ureia ficamos com:
π = N . R . T
5,74 = N . 0,082 . 300
Dessa forma, podemos calcular a concentração molar de ureia.
5,74 = N. 24,6 → N = 5,74/24,6 = 0,233 mol/L
Isso significa que temos 0,233 mol de ureia em 1 litro de solução. Como desejamos saber a massa 
de ureia na solução à regra de três irá nos ajudar novamente. Como a solução é de 1 litro então te-
mos 0,233 mol de ureia. Mas sabemos também que são 60 g por mol de ureia. Assim m = 60.0,233 
= 13,98 g praticamente 14 g de ureia.
 
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VEjA O VÍDEO!
Se você tiver 4 minutos, veja um experimento bem bacana neste link.
Suspensões
Se a substância não se dissolve no solvente porque suas moléculas são grandes demais, temos 
uma suspensão. Alguns medicamentos vêm com instruções específicas de agitação antes de se-
rem usados, pois estão em suspensão. 
 
VISItE A PágINA
Você pode ver mais detalhes, acesse o link.
Coloides
Já os coloides possuem moléculas menores que as moléculas de uma suspensão, mas ainda assim 
maiores do que as moléculas de um soluto em solução. É dessa forma um estado intermediário 
entre a suspensão e a solução. 
 
VISItE A PágINA
Você pode ver mais detalhes, visitando o link. 
áCIDOS E BASES
Os ácidos são compostos que produzem ou doam o íon H+. As bases são compostos que produzem 
os íons OH–. Portanto, o composto HCl que em solução aquosa apresenta-se como H+ + Cl– é o 
ácido clorídrico. E ainda, o composto NaOH que é desmembrado em Na+ e OH– é uma base, o 
hidróxido de sódio. Ácidos e bases nas quantidades certas podem produzir um sal e água. Nos 
exemplos dados acima, temos HCl + NaOH → NaCl + H2O. O ácido clorídrico e o hidróxido de sódio 
(soda caustica) resultam em cloreto de sódio (sal comum) e água.
Para que você possa compreender como a acidez ou a alcalinidade (básico) são medidas, vamos 
retomar alguns conceitos.
https://www.youtube.com/watch?v=NRhPyBYkpMc
https://pt.wikipedia.org/wiki/Suspens%C3%A3o_(qu%C3%ADmica)
https://pt.wikipedia.org/wiki/Coloide
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Notação científica
Esse conceito já apareceu nas unidades anteriores. A notação científica é uma forma de escrever 
números, quaisquer números, especialmente se são muito grandes ou muito pequenos. A notação 
científica representa os números como sendo o produto de outros dois números, sendo um deles 
denominado de mantissa por parte significativa, enquanto que o outro é a parte potência. A parte 
significativa, PS, deve satisfazer sempre a condição (desigualdade) a seguir 1 ≤ PS < 10. 
Observe que é sempre um número entre 1 e 10, podendo ser 1, mas não podendo ser 10. Já a parte 
potência, PP, deve ser sempre uma potência inteira de dez, ou seja, PP = 10n, onde n é um número 
inteiro (positivo, negativo ou nulo, mas sempre inteiro).
Dessa forma, são exemplos de notação científica:
4,52 . 107
1,23587.10–4
Notação científica é: Número = PS.10n
Como contraexemplos (não é notação científica):
Fonte: Autor, 2016.
O número de Avogadro, 6,02.1023, é um número em notação científica.
A massa do átomo de hidrogênio, 1,66.10–27 kg, é um exemplo de número em notação científica. 
Já imaginou se sempre ele fosse escrito por extenso?
Ficaria: 0,000 000 000 000 000 000 000 000 001 660 kg. Muito desajeitado. Desconfortável, para 
dizer o mínimo. Melhor 1,66.10–27 kg.
 
VISItE A PágINA
Se desejar, você pode consultar este link. 
Se você puder dispor de 4 minutos, poderá ver o víde neste link.
Contraexemplo Motivo
0,12.103 PS menor que 1
25,4.106 PS maior que 10
10.102 PS igual a 10
5,874.101,23 Expoente não inteiro
https://pt.wikipedia.org/wiki/Nota%C3%A7%C3%A3o_cient%C3%ADfica
https://www.youtube.com/watch?v=recMlMwRhGw
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lOgARItMO
PAlAVRAS DO PROFESSOR
Caro(a) aluno(a), noto que as pessoas parecem não compreender o conceito de logaritmo. É um 
conceito simples. O logaritmo é o expoente que determinada base tem para que a potência. Tá 
legal! Eu sei que escrevendo matemática por extenso não ficou fácil. Veja então de outro modo.
Você sabe que 23 (dois elevado a terceira potência ou dois ao cubo) é igual a 8.
Imagine agora que eu te pergunto: Qual é o expoente que deve ficar em cima da base 2 para que 
a potência seja 8?
Matematicamente: 2? = 8 ou 2x = 8. Qual é o valor de x? A resposta é 3.
Mas a pergunta qual é o expoente pode ser formulada matematicamente de outro modo. Assim 
log2 8 =? Ou então log2 8 = x → log2 8 = 3.
Vou repetir. Logaritmo é apenas isso um expoente.
 
ExEMPlOS
log5 25 = 2 porque 52 = 25
log4 64 = 3 porque 43 = 64
Viu só? Fácil? Espero que sim.
E ainda:
log10 10 000 = 4 porque 104 = 10 000
 
DICA
No caso da base dez podemos subentendê-la e assim, log 10 000 = 4. Nas calcu-
ladoras científicas é comum existir a tecla LOG que é justamente para calcular 
o expoente da base 10 para seobter determinada potência, ou seja, o logaritmo 
decimal. 
Se você tiver 10 minutos, poderá complementar seu conhecimento de logaritmo 
com o vídeo.
https://www.youtube.com/watch?v=5YkMbnrNOgo
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Claro que exemplifiquei com potências de expoente inteiro. É sempre mais difícil se o expoente 
não é inteiro. Aí a calculadora é fundamental, como por exemplo, log 15 = 1,176 (aproximadamen-
te). 
 
VISItE A PágINA
Veja, acesse o link.
pH
A escala que mede a acidez ou a alcalinidade é a escala de pH, escala de potencial hidrogeniôni-
co. Hidrogeniônico significa gênese de hidrogênio, criação de hidrogênio. Existe também a escala 
de pOH, ou escala de potencial oxidrogeniônico, ou potencial para produzir oxidro = oxigênio + 
hidrogênio.
Vamos ver o que elas significam!
Na temperatura de 25°C um litro de água possui 10–7 mol de íons H+ e outra quantidade igual de 
íons OH–. Considera-se que esse litro de água é neutro.
A escala de pH, e de pOH também, é logarítmica. E é assim definida pH = –log[H+], onde [H+] é a 
concentração de íons H+, em mol por litro.
Dessa forma, o pH do litro de água que é neutro é pH = –log[H+] = –log[10–7] = 7. Por essa razão 
uma solução é neutra se seu pH for igual a 7.
Se a concentração de íons H+ fosse dez vezes maior.
[H+] = 10.10–7 = 10-6 íons/mol o pH seria: pH = –log[H+] = –log[10–6] = 6. Por essa razão quanto 
menor o valor do pH a acidez será maior, pois isso representa maior número de íons H+ livrem em 
solução.
Quanto maior for a concentração [H+] menor será a concentração [OH–] que define o pOH. Como 
você já deve estar imaginando, pOH = –log[OH–].
Quanto mais [H+] menor será [OH–] e vice-versa, quanto menor [H+] maior será [OH–].
Dessa forma, não é de estranhar a relação pH + pOH = 14.
No último exemplo, o pH da solução era 6. Disto concluímos que o pOH = 8, pois ambos precisam 
somar 14.
Verificando. Se o pOH de uma solução é 10, qual será o pH da mesma solução?
https://pt.wikipedia.org/wiki/Logaritmo
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Resposta 4. Bem ácido.
Reforçando!
Fonte: Autor,2016
 
ExEMPlOS
Fonte: http://www.infoescola.com/quimica/escala-de-ph/
 
VISItE A PágINA
Uma escala bem visual pode ser vista neste link.
Equilíbrio ácido-base 
Na primeira unidade destacamos a importância da homeostase. Faz parte desse estado o equi-
líbrio ácido-base. Se nosso meio interno for muito ácido, pH baixo, ou muito alcalino, pH alto, 
haverá a destruição de moléculas importantes para o bom funcionamento do corpo. O chamado pH 
fisiológico deve estar entre 7,35 e 7,45, ou seja, bem ligeiramente alcalino.
pH Acidez ou alcalinidade
7 Neutro
Maior que 7 Alcalino
Menor que 7 Ácido
Substância pH
Ácido de bateria de automóvel < 1
Suco gástrico Entre 1 e 3
Refrigerantes a base de cola 2,5
Vinagre Entre 2,4 e 3,4
Café 5
Saliva de paciente com câncer Entre 4,5 e 5,7
Água pura 7
Saliva humana saudável Entre 6,5 e 7,5
Sangue humano Entre 7,4 e 7,5
Água do mar 8
Sabonete de mão Entre 9 e 10
Amoníaco 11,5
Água sanitária 12,5
Soda caustica 13,5
http://www.infoescola.com/quimica/escala-de-ph/
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Nosso metabolismo é influenciado pelo pH do meio interno. Claro que algumas regiões, como 
o estômago (veja no quadro anterior a acidez do suco gástrico) devem ser ácidas, mas outras 
precisam ser básicas (ou alcalinas). E o nosso metabolismo produz os íons que podem tornar o 
corpo mais ácido ou mais alcalino, mas lembro, que a homeostase é conseguida ficando dentro do 
intervalo do pH fisiológico.
 
VOCê SABIA?
Os rins têm um papel importante excretando íons de hidrogênio e bicarbonatos, 
para que não ocorra nem excesso de um ou de outro, respectivamente, acidez ou 
alcalinidade.
O ácido carbônico que se forma no sangue, a partir da diluição de dióxido de carbono nele, pode 
tornar o pH mais baixo. Assim é prioritário no processo respiratório que o dióxido de carbono deixe 
o corpo, e com isso possamos recuperar o pH fisiológico.
Nossa alimentação é importante também. Existem alimentos que tornam o meio interno mais 
ácido ou mais básico. Por exemplo: lentilha, brócolis, couve, alho, chá verde, maçã e uva são ali-
mentos alcalinos; enquanto que sal, açúcar, queijos, carnes, refrigerantes e ovos, são alimentos 
ácidos. O truque é o de sempre. Comer de tudo. Fazer um prato variado (um prato colorido). O 
trivial brasileiro, arroz, feijão, vegetais e proteínas dão um bom equilíbrio ácido-base.
Mas se ainda assim a pessoa não se cuidar? Se a respiração dela não estiver eficiente, pois ela é 
muito sedentária. Se ela não se alimenta bem. O que poderá acontecer?
Se o corpo perder o equilíbrio ácido-base, perder o intervalo de pH fisiológico, sair da homeos-
tase, poderão ocorrer alterações no ritmo respiratório, alterações no volume de urina, fadiga ou 
confusão mental, e até arritmias cardíacas, coma e morte.
 
VISItE A PágINA
Quanto se diz para se alimentar bem e fazer exercícios, poderíamos resumir em 
cuide de seu equilíbrio ácido-base. Veja mais neste link.
Métodos eletroquímicos de análise experimentais 
A matéria é feita de átomos e os átomos são feitos de partículas menores, prótons, elétrons e 
nêutrons. Os nêutrons como seu nome já indica não possuem carga elétrica. Os prótons e os elé-
trons possuem carga elétrica, sendo que os primeiros são positivos e os elétrons são negativos. 
Fique claro que isso é uma convenção. 
https://pt.wikipedia.org/wiki/Homeostase_%C3%A1cido-base
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Não há nada nas partículas que diga qual é a natureza de suas cargas elétricas, ou mesmo que 
nomes deveriam ter. O que sabemos de fato é que os prótons entre si se repelem, por que possuem 
a mesma carga elétrica. O mesmo ocorre com os elétrons, que por possuírem a mesma carga elé-
trica, se repelem. Já se um próton é aproximado de um elétron eles se atraem, pois tem cargas 
diferentes. Como as forças elétricas são forças de atração e repulsão, ou seja, força de ação 
oposta foi sugerida há muito tempo, que as cargas elétricas tivessem natureza oposta e assim 
foram escolhidos nomes para essas cargas que traduzissem essa oposição, positivo e negativo. E 
arbitrariamente adotou-se positivo para o núcleo do átomo e negativo para sua periferia. Assim, 
os prótons se tornaram partículas de carga positiva e os elétrons de carga negativa.
Nos métodos eletroquímicos de análise experimentais o componente químico em análise é de-
nominado de analito. Ele deve ser eletroativo, ou seja, deve possuir carga elétrica efetiva, para 
responder a um campo elétrico. Até aí talvez você pense. Toda a matéria tem carga elétrica. Sim! 
Mas como as cargas opostas produzem forças atrativas e as cargas semelhantes se repelem, há 
no Universo uma tendência natural de que não existam acúmulos de cargas elétricas de mesma 
natureza. A tendência da natureza e você pode observar isso em tudo o que te rodeia, não é 
manifestar propriedades elétricas. A cadeira na qual você se senta não apresenta propriedades 
elétricas. A parede de seu quarto não manifesta propriedades elétricas. Ainda assim, essas pro-
priedades estão lá. 
O átomo de hidrogênio possui um próton em seu núcleo e um elétron orbitando esse núcleo. Dessa 
forma, o átomo de hidrogênio é eletricamente neutro. Mas fatores externos, por exemplo, como a 
temperatura, podem produzir energia para que esse único elétron se desprenda e assim forma-se 
o íon H+. A molécula de água, H2O, é neutra, o que significa dizer que a quantidade de cargas po-
sitivas (duas no caso, uma de cada hidrogênio) e a quantidade de cargas negativas (duas no caso, 
ambas no oxigênio) se neutralizam. Contudo, a distribuição delas na molécula de água não é bem 
agrupada em um ponto, e sim separadas, formando um ângulo entre si. 
Assim, na molécula neutra de água existe uma região que é mais positiva (um polo positivo) e 
outra região que é mais negativa (um polo negativo). Por isso, se diz que a molécula de água é 
polar. Outras moléculas, principalmente moléculas orgânicas, por serem grandes podem ter polos 
e serem polares. Nesse sentido, o componente que será analisado, o analito,será um íon ou en-
tão terá uma separação de cargas elétricas (polos) que permitirá que ele responda a um campo 
elétrico para ser analisado.
Assim, os métodos eletroquímicos baseiam-se no fato de que o analito irá responder a forças 
elétricas, pois esse analito está dentro de um campo elétrico. A força elétrica (F) é diretamente 
proporcional ao campo elétrico (E) e a carga elétrica do analito (q). Essa relação é expressa mate-
maticamente como sendo F = q.E.
A força elétrica pode ser usada para separar de um lado as cargas positivas e de outro as cargas 
negativas. Alterações no campo elétrico a partir da corrente elétrica usada ou mesmo da voltagem 
ou tensão usadas produzirão alterações nas forças envolvidas e assim, as cargas elétricas pode-
rão ser direcionadas para um lado ou para outro. 
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Essa separação permitirá a contagem das estruturas elétricas do analito e assim verificar expe-
rimentalmente as quantidades envolvidas de cada analito e sua composição. Nesse sentido, os 
testes de Cromatografia e Eletroforese são particularmente especiais para isso. 
 
VISItE A PágINA
Sobre cromatografia, você pode ver neste link. E sobre eletroforese, você encon-
trará detalhes neste link.
Pesquise um pouco sobre esses problemas da respiração na internet. Leia o livro-texto para com-
plementar com outras informações.
 
PAlAVRAS DO PROFESSOR 
Prezado(a) aluno(a), chegamos ao final da nossa quarta unidade. Foi uma ex-
periência gratificante ter colaborado para seu aprendizado ao longo da nossa 
jornada de estudo. Continue com seu comprometimento, pois ele é primordial 
para sua formação acadêmica. 
 
ACESSE O AMBIENtE VIRtUAl
Não perca tempo, coloque em prática os conhecimentos que você adquiriu nesta disciplina. Aces-
se o AVA (ambiente virtual de aprendizagem) e responda as atividades. Surgindo dúvidas, envie 
uma mensagem para seu tutor!
Bons estudos!
https://pt.wikipedia.org/wiki/Cromatografia
https://pt.wikipedia.org/wiki/Eletroforese