aula 1 Soluções Biofísica

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Biofísica – aula 1 
 
As três fases estão em equilíbrio, que depende de 
vários fatores, entre os quais a pressão, 
temperatura, oferta ambiental da água, e presença 
de seres vivos. 
Em resumo a água tem: 
 Forte caráter dipolar. 
 Abundancia de pontes de H 
 Volume diminuto 
Os compartimentos líquidos corporais são divididos 
em duas partes; Líquido intracelular, líquido 
extracelular. 
 
Na divisão do meio extra e intracelular e extracelular 
existe a presença de células endoteliais que 
possuem pequenas cavidades que permitem a 
passagem de moléculas pequenas, como os íons 
(isso se dá por exemplo nos nefrons para a 
formação da urina). São essas células que dividem 
o meio extra e intracelular. Pode ser feita a seguinte 
relação: 
- Fluido (líquido) intracelular: a barreira é a 
membrana celular 
- Fluido extracelular, líquido intersticial e plasma 
sanguíneo: a barreira é o endotélio capilar 
Os compartimentos também apresentam 
composições eletrólitas e proteicas diferenciais: 
 Compartimento extracelular possui alta 
concentração de 𝑁𝑎+ e 𝐶𝑙− do que 
compartimento intracelular, que contém 
mais 𝐾+. 
 Tem-se mais proteínas dentro das células 
do que fora. 
Solução é a mistura unifásica de mais de um 
componente. 
Solvente: é um componente dispersor da solução 
Soluto: é o componente disperso. 
 
UNIDADE DE CONCENTRAÇÃO 
 
𝐶 =
𝑄𝑈𝐴𝑁𝑇𝐼𝐷𝐴𝐷𝐸 𝐷𝐸 𝑆𝑂𝐿𝑈𝑇𝑂
𝑄𝑈𝐴𝑁𝑇𝐼𝐷𝐴𝐷𝐸 𝐷𝐸 𝑆𝑂𝐿𝑈ÇÃ𝑂
 
Onde o resultado pode ser expresso em g% ou 
molares 
A unidade de concentração do SI é o Kmol . 𝑚−3 ( 
quilomol por metro cúbico) mas seus submúltiplo 
𝑚𝑜𝑙−1 ( mol por litro) é mais usado na prática. 
Também poderá ser utilizada a equação: 
 𝐶 =
𝑄𝑈𝐴𝑁𝑇𝐼𝐷𝐴𝐷𝐸 𝐷𝐸 𝑆𝑂𝐿𝑈𝑇𝑂
𝑄𝑈𝐴𝑁𝑇𝐼𝐷𝐴𝐷𝐸 𝐷𝐸 𝑆𝑂𝐿𝑉𝐸𝑁𝑇𝐸
 
 
CONCENTRAÇÃO DE SOLUÇÕES - 
ESTUDO QUANTITATIVO 
Entre as formas de expressar a concentração de 
soluções, os três mais usados são: 
 Percentual: corresponde a gramas de 
Soluto por 100 ml de solução. É abreviado 
g% ou %; 
 
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 Molar: são moles de soluto por litro de 
solução. É representado por 𝑚𝑜𝑙 . 𝑙−1 ou 
M. 
 Molal: corresponde a moles de soluto por 
kilograma de solvente, é representado por 
m. 
FORMULA GERAL PARA CALCULAR A 
QUANTIDADE NECESSÁRIA DE SOLUTO: 
=
𝐶𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎çã𝑜 𝑔% . 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑚𝑙 
100
(𝑔𝑟𝑎𝑚𝑎) 
Ou resumidamente: 
𝑄 =
𝑔% . 𝑉 𝑚𝑙
100
 (𝑔𝑟𝑎𝑚𝑎𝑠) 
A fórmula geral para soluções molares é 
Quantidade de soluto = Massa Molecular x 
Molaridade x Volume em litros (gramas), ou: 
Q= P. M.V. (g) 
Essa fórmula vale também para soluções molais. 
1- Conversão de percentual em molar: 
𝐶 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 =
𝑔 . 10
𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟
 
 
2- Conversão de molar em percentual: 
 
𝐶% =
𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 . 𝑝𝑒𝑠𝑜 𝑚𝑜𝑙𝑒𝑐𝑢𝑙𝑎𝑟
10
 
 
3- Conversão de mg% para molar e vice-versa 
𝐶𝑀
𝑚𝑔%
100 . 𝑀𝑚
 
 Ou 𝑚𝑔% = 𝐶𝑚 . 𝑀𝑚 . 100 
 
4- Conversão de partes por milhão em molar, 
e vice-versa 
𝐶𝑀 = 
(𝑚𝑔. 𝑚𝑙−1). 1000
𝑀𝑚
 
 Ou 𝑚𝑔 . 𝑚𝑙−1 =
𝐶𝑚 .𝑀𝑚
1000
 
5- Conversão de partes por milhão em molar, 
e vice-versa 
𝐶𝑀
𝑃𝑃𝑀
1000 . 𝑀𝑚
 
 
Ou ppm = Cm . Mm 
 
 
 
SOLUÇÕES SATURADAS E NÃO 
SATURADAS 
O que limita a concentração é a solubilidade do 
soluto. Não se pode fazer uma solução 20% de uma 
substancia que cuja solubilidade é 18%. Sendo 
assim quando o soluto está aquém do seu limite de 
solubilidade, a solução é não-saturada (nesse caso 
se obtém corpo de fundo). Mas, quando o soluto 
está dissolvido até o limite de sua solubilidade, a 
solução é saturada. 
CONCENTRAÇÃO E DILUIÇÃO 
Diluir é diminuir a concentração do soluto, 
concentrar é aumentar a concentração do soluto. E 
para isso existem as suas regras. 
MOLAR x MOLAL 
Molar: A reação moléculas de soluto/moléculas de 
solução é constante. Isso permite comparar 
soluções através da quantidade de soluto em 
volumes conhecidos das soluções, não importa qual 
seja a natureza do soluto. Uma solução 0,01 M de 
Na Cl, de glicose, ou de uma proteína, tem sempre: 
0,01 . 6,02 . 1023 
 
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Molal: A reação moléculas de soluto/moléculas de 
solvente é constante. Dessa forma, é possível 
comprar as soluções nas propriedades que 
dependem dessa relação, como as coligativas 
(ponto de ebulição, ponto de fusão, tensão de vapor, 
osmose, etc), e assim também os parâmetros 
termodinâmicos como atividade, liberação de 
energia, etc. A relação soluto/solvente independe do 
volume do soluto, e é constante. 
 
OBS: para soluções de componentes identicos, as 
soluções molares são mais concentradas que as 
molais de mesmo valor: 
Com. NaCl 0,1M > Com. NaCl 0,1m 
 
SOLUTO LÍQUIDO 
Quando se fazem soluções de líquidos em líquidos, 
é comum indicar o volume do soluto em vez da 
massa. 
OBS: Alguns textos indicam essa solução com o 
símbolo (v/v), que significa volume em volume: 
acetona a 5% (v/v) é 5ml de acetona em 100 ml de 
solução. 
OBS: Líquidos misturados podem sofer contração 
de volume: 1 litro de etanol+ litro de água origiram 
1,93 litros de solução. 
CONCENTRAÇÃO DE MOLÉCULAS E 
CONCENTRAÇÃO DE PARTÍCULAS 
Muitaas moléculas ao se dissolverem são 
separadas em suas particulas constituintes, pela 
ação do solvente. Esse efeito geral denomina-se 
Solvólise (Separação pelo solvente). Quando esse 
solvente é a água, é chamadode de Hidrólise 
(hidros=água, lise=quebra) 
 
 
 
Geralmente essas partículas separadas possuem 
cargas elétricas, e por isso são chamadas de 
eletrólitos. Por exemplo: NaCl, KC1,NaHCO3 
É importante ressaltar que nem todas as 
substâncias sofrem esse processo, como: glicose, 
ureia, colesterol, aminoácidos, etc. 
Uma consequência direta da hidrolise é que a 
concentração de partículas é maior que a 
concentração de moléculas, e é indicada pelo 
prefixo OS: 
Concentração Molecular – Concentração Partículas 
 Molar - Osmolar 
 
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Dessa forma, a unidade de concentração de 
partículas é o Osmol, que comporta duas definições: 
1- Conceito Estrutural: 1 osmol corresponde a 
6,02 x 1023 partículas por litro de solução 
2- Conceito Operacional: 1 osmol é o número 
de partículas que exerce pressão de 22,4 
atmosferas em volume de 1 litro, ou pressão 
de 1 atmosfera em volume de 22,4 litros. 
 
PARÂMETROS CARACTERÍSTICOS DAS 
SOLUÇÕES 
A Concentração molar do soluto: número de moles 
de soluto por litro de solução 
𝐶𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟 = 
𝑁 (𝑀𝑂𝐿𝐸)
𝑉(𝐿)
 
A unidade utilizada é a de mol/L , mol 𝑙−1 ou 
M(molar). 
 
Suponhamos o exemplo de uma solução de 
NaCl a 0,1 M (MOL Por litro), quando em 
contato com a água o NaCl se dissocia 
tornando-se 𝑁𝑎+ + Cl , quando pensamos 
em osmolariade, é certo pensar na 
quantidade de mols de solutos de espécies 
diferentes dispersadas no sistema. Nesse 
exemplo foram 2 espécies liberadas, assim 
a operação será: 2 x 0,1 = 0,2 Osm 
(osmolar). 
 
HIPEROSMOLARIDADE 
Uma solução que apresenta maior 
osmolaridade que o meio intracelular em que 
se encontra. 
HIPOOSMOLARIDADE 
Uma solução que apresenta menor 
osmolaridade que o meio intracelular em que 
se encontra. 
ISSOOSMOLAR 
Uma solução que apresenta igual 
osmolaridade que o meio intracelular em que 
se encontra. 
COMO CALCULAR A OSMOLARIDADE: 
𝑂𝑠𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒
= 𝑚𝑜𝑙𝑎𝑟𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 . 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑖𝑠𝑠𝑜𝑐𝑖𝑎çã𝑜