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Estudo dirigido 1. A energia livre de Gibbs (G) é uma grandeza termodinâmica cuja variação (ΔG) corresponde à máxima energia útil possível de ser retirada do sistema. Ela pode ser usada para prever a espontaneidade ou não do processo por meio da expressão ΔG = ΔH-T.ΔS, em que T.ΔS corresponde à energia para organizar o processo, e ΔH, à variação de entalpia. A uma mesma temperatura e pressão, têm-se os valores termodinâmicos a seguir para quatro reações químicas. Todas as reações são espontâneas, EXCETO a a) II. b) IV. c) III. d) I. RESPOSTA Letra c). Analisando a tabela, a única reação em que o valor do ΔH é menor que a variação de energia de organização (T.∆S) é a III. Além disso, se jogarmos os valores fornecidos da reação III na fórmula do ΔG, teremos um resultado positivo, o que caracteriza um processo não-espontâneo: ΔG = ΔH - T.ΔS ΔG = -4,4 - (-10,4) ΔG = -4,4 + 10,4 ΔG = + 6 Kcal 2. Marque V ou F: (Tudo V) ( ) Não existe ∆G = 0 nos seres vivos, visto que constantemente retiramos energia do universo. ( ) Reações exotérmicas possuem ∆H < 0, e possuem maior tendência à espontaneidade, visto que os produtos possuem nível energético menor que os reagentes. ( ) Uma reação termodinamicamente não-favorável pode ser transformada em favorável através do acoplamento com uma reação favorável. ( ) O potencial químico é importante em soluções de sistemas multicomponentes, indicando a tendência de uma substância ser transferida de uma fase para outra ou de participar de uma reação química. ( ) Um componente escoa da porção de maior valor para a de menor valor de potencial químico até que o potencial químico do componente nas duas porções se iguale. ( ) Uma substância com um valor elevado de potencial químico tem uma grande capacidade de impulsionar uma reação ou outro processo físico devido à maior “tendência de escape”. ( ) O potencial químico de cada componente em uma mistura é menor do que da substância pura. ( ) A substância pura possui maior disponibilidade para realizar reações e interagir com outros componentes da mistura. ( ) Dada a atividade da água na solução A = 0,99 e atividade da água na solução B = 0,80: ( ) Uma solução de CaCl2 0,1M possui menor força iônica que uma solução de AlCl3 0,1M. ( ) Ao se produzir um xarope simples através da adição de 195 g de sacarose em 100 g de água, geramos αw = 0,858 e ocorre a inibição do crescimento bacteriano. ( ) A adição de açúcar às feridas reduz αw, o que gera um efeito bacteriostático. ( ) Uma solução de NaCl 0,9% possui maior coeficiente de atividade do que uma solução de NaCl 3,6%. ( ) Uma solução aquosa de sulfato de efedrina 0,002M possui maior coeficiente de atividade do que uma solução aquosa de sulfato de efedrina 0,002M e 0,01M de cloreto de sódio. 3. Explique termodinamicamente como funciona o enovelamento proteico. RESPOSTA Ocorre aumento da entropia (∆S) do universo pela liberação das moléculas de água, quando as regiões apolares interagem. A sequência de aminoácidos específica de cada proteína contém a informação que indica à estrutura o caminho para o enovelamento: o dobramento é um processo espontâneo. O aumento de entropia é conseguido movendo as regiões hidrofóbicas das proteínas para o interior e as hidrofílicas para o exterior, o que atribui mais graus de liberdade às moléculas de água circundantes = aumento da entropia do universo. 4. Que estratégias simples poderão ser utilizadas para minimizar as flebites recorrentes provocadas pela administração de cefalosporinas (qual a osmolaridade?) e nutrições parenterais? RESPOSTA Pode-se modificar o volume e velocidade de infusão, além de diluir as medicações, aumentar intervalo entre doses e administrar em uma grande veia central pois o volume de sangue é maior e acaba por diluir o medicamento. A flebite envolve reações químicas, provocando a irritação do endotélio vascular. No momento do exame, procura-se pela presença de dor, a qual será um sinal objetivo e relatado pelo paciente. Os sinais subjetivos são: a presença de hiperemia, calor, edema local e, em alguns casos, destaque da linha venosa, o que mais tarde irá caracterizar-se como fleboesclerose. A concentração do medicamento administrado e a sua natureza estão diretamente relacionados ao desenvolvimento do processo. Algumas medidas são de fundamental importância. A concentração do medicamento pode ser controlada pela velocidade de infusão, volume de diluição, ou com a associação destes procedimentos. Na presença de um quadro hemodinâmico preservado, deve-se diluir o medicamento em um volume maior de soro glicosado 5% ou soro fisiológico 0,9%, conforme prescrição médica, mantendo o gotejamento. Nessa situação, o volume adequado de diluição para cada medicamento, somado ao volume constante de hidratação, minimiza o surgimento de flebites, já que o medicamento chega ao endotélio vascular menos concentrado. 3. Explique o que é e como a osmose afeta a performance da terapia de reidratação oral. RESPOSTA Ingeridas por via oral, as soluções para TRO repõem água e eletrólitos, que são perdidos durante episódios de diarréia aguda, com ou sem vômitos, em crianças e adultos. Corrige-se assim os desequilíbrios hidroeletrolítico e ácido-básico. Quando diluída em água conforme indicado, a solução resultante fornece 90 mEq, de sódio, 20 mEq de potássio, 80 mEq de cloreto e 110 mEq de glicose por litro. A água e os eletrólitos são absorvidos da luz intestinal, através das células mucosas, para vasos mesentéricos. A maior parte da absorção ocorre no intestino delgado superior (duodeno e jejuno). O principal mecanismo de absorção de sódio é o acoplamento com a glicose, utilizando um sistema ativo de transporte de membrana. O movimento de absorção de sódio e glicose atrai por força osmótica, grande quantidade de água. Sódio, potássio, cloreto e citrato distribuem-se no plasma sanguíneo, no lÍquido intersticial e no líquido intracelular, locais onde ocorre espoliação pela doença diarreica aguda. 4. O que acontece com um indivíduo intolerante à lactose? Qual a relação com a pressão osmótica? RESPOSTA A lactose é um dissacarídeo, um carboidrato formado por dois monossacarídeos: glicose e galactose. Este nutriente está presente em alimentos lácteos, e é absorvido ao nível molecular nas células intestinais, os enterócitos. A falta de lactase faz com que a lactose se acumule no intestino. Quando esta enzima não é sintetizada, a lactose não é absorvida. Como resultado, a lactose atinge o cólon, onde a flora bacteriana o fermenta, produzindo grandes quantidades de hidrogênio e irritando a mucosa digestiva. Esta irritação intestinal altera a digestão, causando gastroenterite. Causa gases, náuseas e vômitos, dor e distensão abdominal (inchaço) e diarreia aquosa, por um mecanismo de osmose. 5. Qual o mecanismo dos medicamentos laxantes osmóticos? Cite exemplos. RESPOSTA Laxantes salinos (ex.: hidróxido de magnésio) têm a capacidade de atrair e concentrar água no intestino grosso, tornando as fezes mais fluidas. Além disso, podem estimular a secreção de hormônios que aumentam a motilidade e a secreção intestinal. Laxantes osmóticos (ex.: lactulose) atraem água para o intestino grosso, tornando as fezes amolecidas e fluidas. Os agentes osmóticos atraem quantidades de água ao intestino grosso, tornando as fezes moles e fluidas. O excesso de líquido também torna as paredes do intestino grosso tensas, estimulando as contrações. Esses laxantes consistem em sais (normalmente de fosfato, de magnésio ou de sulfato) ou açúcares que quase não são absorvidos (por exemplo, lactulose e sorbitol). Alguns agentes osmóticos contêm sódio e por isso podem provocar retenção de líquidos em pessoas com doenças renais ou insuficiência cardíaca, sobretudo quando são administrados em doses elevadas ou de forma muito frequente. Os agentes osmóticosque contêm magnésio e fosfato passam parcialmente para o sangue, podendo ser prejudiciais em pessoas com insuficiência renal. Esses laxantes costumam atuar no prazo de 3 horas e são melhores no tratamento da prisão de ventre do que na sua prevenção. Também são utilizados para eliminar as fezes do intestino antes de exame radiológico do trato digestivo (gastrointestinal) e antes de colonoscopia (exame do intestino grosso mediante um tubo flexível de visualização). 6. O exame de osmolaridade pode ser realizado em laboratórios de análises clínicas. O que ele indica? Qual a finalidade? RESPOSTA Para auxiliar na avaliação do equilíbrio hidroeletrolítico do organismo; para investigar os baixos níveis de sódio no sangue (hiponatremia) e aumento ou diminuição da produção de urina; para detectar intoxicação por álcool devido à ingestão de toxinas, como metanol ou etilenoglicol; para monitorar a eficácia do tratamento para doenças/estados clínicos que afetam a osmolalidade; para auxiliar na determinação das causas da diarréia crônica. Sua determinação simultânea com a osmolalidade sérica facilita a interpretação dos resultados no acompanhamento de doenças renais, SIADH, diabetes insipidus e avaliação de desidratação. É um parâmetro para avaliar a capacidade renal de concentração e diluição urinária. No entanto, seu valor depende da quantidade de líquido ingerido, além de sal e proteína. Valores baixos após períodos de restrição hídrica são encontrados no diabetes insipidus. Nefropatias crônicas levam a déficit de concentração urinária, ocasionando osmolalidade urinária baixa. Sugestão de leitura complementar: Loh JA, Verbalis JG. Disorders of water and salt metabolism associated with pituitary disease. Endocrinol Metab Clin N Am. 2008;37:213-34 Rabinstein AA, Bruder N. Management of hyponatremia and volume contraction. Neurocrit Care. 2011;15:354-60. É interessante realizar o exame quando o indivíduo apresenta baixo nível de sódio no sangue; está tomando manitol (um diurético osmótico); pode ter ingerido metanol, etilenoglicol ou álcool isopropílico; produz quantidade significativamente elevada ou diminuída de urina; ou apresenta diarréia crônica. As amostras podem ser de sangue retirada de uma veia do braço e/ou uma amostra aleatória de urina. Às vezes, uma amostra de fezes a fresco, líquidas. 7. Como funciona um osmômetro? Qual a finalidade de sua utilização? RESPOSTA O ponto de congelamento de uma solução aquosa (contendo soluto não-volátil) é inferior a 0°C. A depressão do ponto de congelamento ΔT é uma medida da osmolalidade da solução. Pode ser lido diretamente a partir do display do Osmômetro apresentado em mOsmol/kg. Durante uma medição, a temperatura real é exibida. O dispositivo detecta a temperatura máxima atingida, o armazena e, se a cristalização ocorreu satisfatoriamente, exibe o resultado. Depois de terminar a medição, o frasco de amostra é aquecido até 20°C (temperatura padrão do dispositivo). O cabeçote de medição pode permanecer no seu lugar antes e depois da medição, pelo tempo que se desejar. 8. O extravasamento de fluido para os tecidos adjacentes a uma veia ocorre durante a administração de certos fluidos. O processo pode levar à necrose dos tecidos afetados. Dentre os fluidos que podem causar extravasamento, estão as soluções hipertônicas quando administradas em veias de pequeno calibre, como das mãos e braços. Explique por que isso acontece. RESPOSTA As soluções hipertônicas possuem alta pressão osmótica e assim acabam aumentando a retenção e água nos vasos, fazendo com que aumentem de calibre e acabem por não conseguir reter o sangue dentro vaso, causando extravasamento intersticial e edema do tecido. O sangue extravasado pode provocar hematomas e levar até à necrose do vaso se a tonicidade for demasiadamente elevada. https://labtestsonline.org.br/glossary/random-urine 9. Soluções intravenosas de manitol são indicadas para diversos propósitos, incluindo a redução da pressão intracraniana devido à diurese causada pelos efeitos osmóticos. Explique como o aumento da diurese ocorre por efeitos osmóticos e como resulta na redução da pressão intracraniana. RESPOSTA A Solução de Manitol é indicada para a promoção da diurese (produção de urina pelos rins), na prevenção da falência renal aguda (perda repentina da capacidade dos rins em realizar suas funções) durante cirurgias cardiovasculares e/ou após trauma; redução da pressão intracraniana e tratamento do edema cerebral; redução da pressão intra-ocular elevada quando esta não pode reduzida por outros meios; ataque de glaucoma; promoção da excreção urinária de substâncias tóxicas; edema cerebral de origem cardíaca e renal. A solução de manitol 20% exerce efeito osmótico e induz diurese acentuada. O manitol é um diurético osmótico, excretados pelos rins. O manitol impede a absorção tubular da água e melhora a excreção de sódio e cloreto elevando para tal a osmolaridade do filtrado glomerular. Esse aumento de osmolaridade extracelular efetuado pela administração intravenosa do manitol induzirá um movimento de água intracelular para um espaço extracelular e vascular. Essa ação é o fundamento para o papel do manitol na redução da pressão intracraniana, do edema intracraniano e da pressão intra-ocular elevada. Não cruza a barreira hematoencefálica (barreira hematoencefálica é uma estrutura membrânica que atua principalmente para proteger o Sistema Nervoso Central (SNC) de substâncias químicas presentes no sangue, permitindo ao mesmo tempo a função metabólica normal do cérebro) ou penetra nos olhos. A redução da pressão cérebro espinhal e intra-ocular ocorre dentro de 15 minutos após o início da infusão. A injeção intravenosa de manitol é rapidamente excretada pelos rins antes de qualquer metabolismo hepático significativo. A meia vida de excreção do manitol é de aproximadamente 100 minutos (pode ser aumentada em até 36 horas em casos de insuficiência renal aguda), para um efeito diurético observado após 1 a 3 horas da infusão. A solução de manitol aumenta a oferta de líquido aos vasos circulatórios, pelo aumento da pressão osmótica vascular. 10. O cloreto de Zinco é um eletrólito de três íons que se dissocia 80% em solução a baixa concentração. Calcule seu fator de dissociação. RESPOSTA i= 2,6 80 + 80 + 80 + 20 = 260 maior que 100 em 2,6x 11. Calcule o equivalente de cloreto de sódio para a glicerina, um não eletrólito de PM = 92 g/mol. RESPOSTA E= 58,5 x 1 / 92 x 1,8 = 0,35 12. Calcule o equivalente de cloreto de sódio para o maleato de timolol, que se dissocia em dois íons e tem PM = 432 g/mol. RESPOSTA E= 58,5 x 1,8 / 432 x 1,8 = 0,13 13. Você recebeu a seguinte prescrição: Nitrato de pilocarpina 0,3g (E=0,23) Cloreto de sódio q.s. Água purificada q.s.p. 30 mL Para os olhos. Quantos gramas de NaCl devem ser adicionados? (PM nitrato pilocarpina = 208 g/mol) RESPOSTA 1) 0,9% x 30 = 0,27 2) Pilocarpina 0,3 x 0,23 = 0,069 3) 0,27 – 0,069 = 0,201 g de NaCl 13. Quantos gramas de ácido bórico devem ser usados na manipulação da seguinte prescrição? Cloridrato de fenacaína 1% (E = 0,20) Clorobutanol 0,5% (E = 0,24) Ácido bórico q.s. (E = 0,52) Água purificada q.s.p. 60 mL Aplicar uma gota em cada olho, uma vez ao dia. RESPOSTA 1) 0,9% x 60 = 0,54 2) Fenacaína 0,2 x 0,6 g = 0,12g Clorobutanol 0,24 x 0,3g = 0,072g 3) 0,54 – 0,12 – 0,072 = 0,348 g 4) 0,52 x 0,348 = 0,18g de ácido bórico 14. Qual a concentração percentual de uma solução isotônica de uma substância que apresenta um equivalente em cloreto de sódio igual a 0,3? RESPOSTA Isotônica 0,9% NaCl M = 0,9% / 0,3 = 3% 15. Determine se cada um dos seguintes produtos comerciais é hipotônico, isotônico ou hipertônico: a) Solução oftálmica de cromoglicato de sódio 40mg/mL (E=0,11)e cloreto de benzalcônio 0,01% (E=0,16) em água purificada. RESPOSTA Supondo 100 mL = 0,9 g NaCl então cromoglicato 4g x 0,11 = 0,44 mais benzalcônio 0,01g x 0,16 = 0,0016 total 0,44 + 0,0016 = 0,4416 g em 100 mL de NaCl Hipotônica b) Infusão parenteral contendo 20% p/V de manitol (E=0,18). RESPOSTA Supondo 100 mL = 0,9 g NaCl então manitol 20g x 0,18 = 3,6 g em 100 mL de NaCl Hipertônica c) Enema salino contendo 19g de fosfato de sódio monobásico monoidratado (E=0,42) e 7g de fosfato de sódio dibásico heptahidratado (E=0,29) em 118 mL de solução. RESPOSTA 1) Supondo 100 mL = 0,9 g NaCl então fosfato de sódio monobásico 16,1g x 0,42 = 6,76g mais fosfado dibásico 5,93g x 0,29 = 1,72 total 6,76 + 1,72 = 8,48g em 100 mL de NaCl Hipertônica 16. (Concurso: Fundação Universidade de Brasília (FUB) 2002, Cargo: Farmácia) Julgue os itens abaixo, relacionados com preparo de solução, propriedades coligativas e estado coloidal. O abaixamento crioscópico é um método de determinação experimental utilizado para o ajuste da isotonicidade em formas farmacêuticas como colírios, preparações nasais e injetáveis. C. Certo E. Errado 17. Em relação aos anestésicos voláteis, qual a importância de conhecer sua pressão de vapor? RESPOSTA 18. Qual das duas curvas representa a substância ou mistura com maior pressão de vapor? E qual das curvas representa a substância pura e a solução? RESPOSTA Quem tem maior pressão de vapor é sempre a substância pura, e quem volatiliza a uma menor temperatura. 19. A uma dada temperatura, possui a menor pressão de vapor a solução aquosa: a) 0,2 mol/L de C12H22O11 b) 0,3 mol/L de C12H22O11 c) 0,2 mol/L de HCl d) 0,3 mol/L de HCl e) 0,2 mol/L de NaOH RESPOSTA Letra D. 20. Julgue com V ou F as afirmativas abaixo, justificando as falsas: ( ) A pressão de vapor de um líquido diminui quando adicionamos a ele um soluto não volátil. ( ) A temperatura de ebulição de uma solução de cloreto de sódio a 0,25 mol/L é menor do que a da água pura. ( ) A temperatura de ebulição de uma solução de cloreto de sódio a 0,50 mol/L é igual à de uma solução de sacarose a 1,0 mol/L. ( ) Os alimentos cozinham mais rápido em água pura, porque ela entra em ebulição a uma temperatura mais baixa do que uma solução aquosa de sal. ( ) A autoclave esteriliza por vapor baseada no aumento da pressão interna no equipamento, que provoca uma redução da pressão de vapor da água, gerando o aumento na temperatura de ebulição a temperaturas acima de 121oC. RESPOSTA V F V F V
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