Apo Bioquimica Conceitos Gerais - Odonto - 1o Sem 2008

8/3/2019 Apo Bioquimica Conceitos Gerais - Odonto - 1o Sem 2008

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FACULDADE DE CINCIAS FARMACUTICAS DERIBEIRO PRETO - USP

DEPARTAMENTO DE FSICA E QUMICADISCIPLINA DE BIOQUMICA

CURSO DE ODONTOLOGIA

Prticas de Bioqumica

Conceitos Gerais

Elaborao:Profa. Dra. Yara Maria Lucisano Valim (Coordenao)Profa. Dra. Ana Isabel de Assis PandochiProf. Dr. Augusto Csar C. SpadaroProfa. Dra. Carem Gledes Vargas RechiaProf. Dr. Carlos CurtiDra. Luciana Mariko KabeyaDra. Daniela Trinca Bertazzi

2008


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UNIVERSIDADE DE SO PAULO

FACULDADE DE CINCIAS FARMACUTICAS DERIBEIRO PRETO

Reitora:Profa. Dra. Suely Vilela

Vice-Reitor:Prof. Dr. Franco Maria Lajolo

Diretor:Prof. Dr. Augusto Csar C. Spadaro

Vice-Diretor:Prof. Dr. Jairo Kenupp Bastos

DEPARTAMENTO DE FSICA E QUMICA

Chefe do Departamento:Profa. Dra. Pierina Sueli Bonato

Suplente do Chefe do Departamento:Profa. Dra. Glria Emlia Petto de Souza

Endereo:

Faculdade de Cincias Farmacuticas de Ribeiro Preto USPDepartamento de Fsica e Qumica Disciplina de BioqumicaVia do Caf, S/N14.040-903 - Ribeiro Preto - S.P. - BrasilFone: (16) 3602-4179Fax: (16) 3602-4880


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SUMRIO

INTRODUO AO LABORATRIO................................................. 5

I. Recomendaes gerais ............................................... 5

II. Antes do experimento ............................................... 6

III. Durante o experimento .............................................. 6

III.A. manuseio dos reagentes ...................................... 6

III.B. preparo de solues ......................................... 6

III.C. medida do volume de lquidos ................................ 7

III.D. aquecimento de lquidos em tubo de ensaio e chama de bicoBunsen .............................................................

7

IV. Depois do experimento .............................................. 7

V. Acidentes mais comuns em laboratrio e primeiros socorros .......... 8

VI. Principais vidrarias e materiais utilizados nas aulas prticas ..... 9

PREPARO DE SOLUES....................................................... 11

I. Introduo ......................................................... 11

II. Formas de expressar a concentrao das solues .................... 11

II.A. Molaridade ................................................... 11

II.B. Concentrao da soluo expressa em porcentagem .............. 12

II.C. Partes por milho (ppm) ...................................... 13

III. Informaes sobre o reagente ....................................... 14

III.A. Porcentagem de pureza do reagente ........................... 14

III.B. Densidade ................................................... 15

IV. Diluio de solues ............................................... 15

IV.A. Frmula geral ................................................ 15

IV.B. Diferena entre diluio A:B e mistura na proporo A:B ...... 16

V. Medida do volume de solues ....................................... 18

VI. Procedimento geral para uso de pipetas ............................. 19

TITULAO................................................................. 21

I. Definio de termos ................................................ 21

II. Preparo do titulante ............................................... 21

III. Titulao cido-base ............................................... 22

CAPACIDADE TAMPONANTE..................................................... 26

I. Dissociao da gua ................................................ 26

II. Relao entre [H+] e [OH-] em solues aquosas e o valor do pH...... 26

III. Teoria de Brnsted-Lowry para cidos e bases ....................... 28

IV. Dissociao de cidos fracos ....................................... 29

V. Soluo tampo ..................................................... 30

V.A. Aspectos gerais ............................................... 30

V.B.. Como funciona uma soluo tampo ............................. 31

V.C. A equao de Henderson-Hasselbach ............................. 33

VI. Capacidade tamponante .............................................. 33

VI.A. Aspectos gerais .............................................. 33

VI.B. Capacidade tamponante da saliva .............................. 34

VI.C. Clculo da capacidade tamponante ............................. 34

VII. Resumo ............................................................. 35

VII.A. Itens levados em considerao na elaborao de uma soluotampo .............................................................

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VII.B. Principias equaes citadas neste captulo .................. 35

VII.C. Regras matemticas envolvendo logartmos .................... 35

VIII. Exemplo de preparo de uma soluo tampo ........................... 36

PROTENAS................................................................. 38

I. Introduo ......................................................... 38

II. Reaes para aminocidos ........................................... 39III. Reaes para identificao de protenas ............................ 39

IV. Separao de protenas por precipitao ............................ 40

IV.A. Precipitao pelos reagentes de alcalides ................... 40

IV.B. Precipitao fracionada por solues salinas concentradas .... 41

GLICDEOS................................................................. 42

I. Introduo ......................................................... 42

II. Parte experimental ................................................. 44

II.A.Preparao da soluo de amido ................................ 44

II.B.Pesquisa de amido na soluo preparada ........................ 44

II.C.Obteno de glicose a partir da soluo de amido preparada .... 45

II.D. Caracterizao qumica dos glicdeos ......................... 45

II.D.1.Reao com alfa-naftol (teste de Molisch) ............... 45

II.D.2.Pesquisa de sacardeos redutores (reao de Benedict) ... 46

LIPDEOS.................................................................. 48

I. Introduo ......................................................... 48

II. cidos graxos ...................................................... 48

III. Propriedades gerais ................................................ 50

III.A. Solubilidade ................................................ 50

III.B. Saponificao ............................................... 50

III.C. Propriedade dos sabes ...................................... 50

SALIVA.................................................................... 52

I. Introduo ......................................................... 52

II. Estudo da atividade da amilase salivar ............................. 53

II.A.Fatores que influenciam na atividade enzimtica ............... 53

II.A.1.pH ...................................................... 54

II.A.2.Temperatura ............................................. 54

II.A.3.Concentrao de substrato ............................... 54

II.A.4.Concentrao de enzima .................................. 55

II.A.5.Presena dos cofatores e/ou coenzimas ................... 55


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INTRODUO AO LABORATRIO

O laboratrio um lugar privilegiado para a realizao deexperimentos, possuindo instalaes de gua, luz e gs de fcil acesso emtodas as bancadas. Possui ainda local especial para manipulao dassubstncias txicas, denominado capela, que dispe de sistema prprio deexausto de gases.

O laboratrio um local onde h um grande nmero de substnciasque possuem os mais variados nveis de toxicidade e periculosidade. Este um local bastante vulnervel a acidentes, caso no se trabalhe com asdevidas precaues.

As regras gerais de segurana em laboratrio resultam de vriosanos de esforos de pessoas preocupadas em tornar o trabalho nolaboratrio uma atividade segura, minimizando os riscos de acidentes.Para tirar o mximo de proveito delas, necessrio que todos os usuriosas conheam e as pratiquem, desde o primeiro instante em que pretenderempermanecer em um laboratrio. So regras simples, fceis de memorizar ede seguir.

I.RECOMENDAES GERAIS

1.Tendo qualquer dvida solicite aos professores os devidosesclarecimentos.

2.Comparea s aulas nos dias e nos laboratrios designados para suaturma.

3.Lembre-se que o laboratrio um lugar para trabalhos srios e nopara experimentos ao acaso; portanto, evite brincadeiras que dispersema sua ateno e a de seus colegas.

4.Realize somente os experimentos indicados na aula. Nada, alm disso.Voc no sabe avaliar o perigo e a abrangncia do procedimentoinocente que pretende fazer.

5.Vestimenta

Recomendada No recomendadaAvental longo (at os joelhos)Cala compridaSapato fechadoculos de seguranaLuvas de material adequadoCabelo comprido preso

Bermuda ou shortCalado aberto (sandlia, chinelo)Uso de lente de contatoUso de braceletes, correntes ououtros adereosCabelo comprido solto

6.No permitido no Laboratrio:

Fumar, comer e beber

Sentar no cho, sentar ou debruar na bancada

Correr7.No deixar livros, blusas, etc., jogados nas bancadas; coloque-os

longe do local do experimento.8.Quando houver quebra ou danos nos materiais ou aparelhos, comunique

aos professores.9.Certifique-se da localizao dos itens de emergncia, principalmente:

chuveiro de emergncia, lava-olhos, extintores de incndio, sadas deemergncia.


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II. ANTES DO EXPERIMENTO

1.Leia as prticas com antecedncia para obter melhor aproveitamento dasaulas.

2.Vista o avental (guarda-p, bata).3.Organize o seu campo de trabalho.4.Verifique se o material est em condio adequada para uso (no

utilize material de vidro trincado ou quebrado).

III. DURANTE O EXPERIMENTO

III.A. Manuseio dos reagentes

1.No troque os reagentes de uma bancada para outra.2.Leia duas vezes o rtulo dos frascos de reativos, antes de utiliz-

los. Nunca utilize um reagente que no esteja identificado ourotulado.

3.No manuseie slidos e lquidos desconhecidos apenas por curiosidade.4.Identifique imediatamente qualquer reagente ou soluo preparada.

5.Para evitar contaminao das solues:- Antes de introduzir pipetas nas solues, certifique-se de queesto limpas;

- Use sempre uma pipeta para cada reagente;- No troque as rolhas ou tampas dos frascos dos reagentes;- Nunca devolva a soluo para o frasco estoque;- No use a mesma vidraria para medir substncias ou soluesdiferentes.

6.Nunca teste amostras ou reagentes pelo sabor. No leve boca qualquerreagente, nem mesmo o mais diludo.

7.Para verificar o odor da substncia, nunca leve o rosto diretamentesobre o frasco. Os vapores devem ser abanados com uma das mos em

direo ao nariz, enquanto se segura o frasco com a outra mo.8.No leve a mo boca ou aos olhos enquanto estiver manuseando

produtos qumicos ou biolgicos.9.Reagentes volteis ou txicos devem ser manuseados na capela.10.Nunca deixe ou abra frascos de lquidos inflamveis (ter, lcool,

acetona, benzeno, etc.), nas proximidades de chamas.11.Para medir substncias corrosivas ou txicas, obturar a extremidade

superior da pipeta com um pouco de algodo, ou usar uma bureta, que mais seguro.

12.Quando pipetar sangue, cido concentrado ou solues alcalinasconcentradas lavar imediatamente com gua o material utilizado.

13.No pipetar solues ou amostras com a boca, use pipetador ou pra desuco.

III.B. Preparo de solues

1. Solues cidas: para preparar solues de cidos fortes (sulfrico,clordrico, ntrico, etc), verter sempre o cido sobre a gua, nunca agua sobre o cido, porque provoca reao exotrmica violenta.

2. Solues alcalinas (NaOH, KOH, etc.): tome bastante precauo pois areao exotrmica e corrosiva. Mantenha o frasco em banho de gelo


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para evitar quebras. No aspirar os vapores desprendidos, usar acapela). Acondicionar em frascos plsticos.

3. Solues alcolicas: o lcool e a gua devem ser medidos separadamentee depois reunidos, porque h diminuio do volume total.

III.C. Medida do volume de lquidos

1. O lquido no interior da vidraria forma menisco. A leitura deve serfeita na parte inferior do menisco, e na altura da linha dos olhos.

2. O material volumtrico vem calibrado com gua destilada a uma dada

temperatura, conforme vem registrado (15, 20, 25oC).

3. As pipetas volumtricas tm maior preciso que as graduadas, sendoutilizadas para preparo de solues padres e molares.

4. Para uso das pipetas graduadas, observar o quadro abaixo:

para medir volumes entre usar pipeta de

0 e 1 mL 1 mL (graduada ao centsimo)1 e 2 mL 2 mL (graduada ao centsimo)2 e 5 mL 5 mL (graduada ao dcimo)5 e 10 mL 10 mL (graduada ao dcimo)

Acima de 10 mL recomenda-se o uso de proveta ou bureta.

III.D. Aquecimento de lquidos em tubo de ensaio e chama de bico deBnsen

1.Para aquecer o tubo de ensaio na chama direta, no bico de Bnsen,observe se o tubo est externamente seco, caso contrrio, seque o

mesmo antes de efetuar a operao.2.Segure o tubo com o auxlio de pina adequada, de madeira ou metal, emantenha-o em constante agitao, em cima da chama e fora dela, paraque o aquecimento seja uniforme.

3.Dirigir a boca do tubo para o lado oposto ao seu, nunca em direo asi mesmo ou ao colega, pois poder ocorrer um esguicho e com istoatingi-lo.

4.Aquecer lentamente, sem permitir que a chama aquea o vidro na partesem lquido, para evitar o superaquecimento e a quebra do tubo.

5.Espere sempre que o vidro quente volte a esfriar antes de peg-lo.Lembre-se, o vidro quente parece sempre estar frio.

6.Terminado o uso do bico de Bnsen, verifique se as torneiras do gsesto bem fechadas, evitando assim exploses e intoxicaes.

IV. DEPOIS DO EXPERIMENTO

- Descartar os reagentes conforme recomendado em cada aula.- Passe gua de torneira nos tubos e outros materiais utilizados e

deix-los em bacia na pia.- As pipetas devem ser colocadas dentro das cubas.


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V. ACIDENTES MAIS COMUNS EM LABORATRIOS E PRIMEIROS SOCORROS

CORTES- Lavar o ferimento em gua corrente abundante e em seguida comprimir

com ajuda de algodo/gaze.- Sempre que possvel, elevar a parte ferida acima do nvel do corpo.

QUEIMADURAS

- Superficiais: quando atingem algumas camadas da pele.- Profundas: quando h destruio total da pele.

A)QUEIMADURAS TRMICAS - causadas por calor seco (objetos aquecidos ouchama)

A1) Tratamento para queimaduras leves - pomada picrato de butesina,paraqueimol, furacim soluo, etc.

A2) Tratamento para queimaduras graves - elas devem ser cobertas comgaze esterilizada umedecida com soluo aquosa de bicarbonato desdio a 1%, ou soro fisiolgico, encaminhar logo assistnciamdica.

B) QUEIMADURAS QUMICAS - causadas por cidos, lcalis, fenol, etc.

B1) Por cidos: lavar imediatamente o local com gua em abundncia. Emseguida, lavar com soluo de bicarbonato de sdio a 1% e,novamente com gua. (ATENO: no caso de contato da pele com cidosulfrico concentrado, primeiramente enxugue a regio com papelabsorvente, para somente depois lav-la com gua).

B2) Por lcalis: lavar a regio atingida imediatamente com gua. Tratarcom soluo de cido actico a 1% e, novamente com gua;

B3) Por fenol: lavar com lcool absoluto e, depois com sabo e gua;

ATENO: No retire corpos estranhos ou graxas das leses.No fure as bolhas existentes.No toque com as mos a rea atingida.Procure atendimento mdico com brevidade.

C) QUEIMADURAS NOS OLHOSLavar os olhos com gua em abundncia ou, se possvel, com sorofisiolgico, durante vrios minutos, e em seguida aplicar gazeesterilizada embebida com soro fisiolgico, mantendo a compressa, atatendimento mdico.

ENVENENAMENTO POR VIA ORAL

A) A droga no chegou a ser engolida: Deve-se cuspir imediatamente elavar a boca com muita gua. Levar o acidentado para respirar arpuro.

B)A droga chegou a ser engolida: Deve-se chamar um mdico imediatamente.Dar por via oral um antdoto, de acordo com a natureza do veneno.

INTOXICAO POR VIA RESPIRATRIA

Retirar o acidentado para um ambiente arejado, deixando-o descansar.Dar gua fresca. Se recomendado, dar o antdoto adequado.


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"A CALMA E O BOM SENSO SO AS MELHORES PROTEES CONTRA ACIDENTES NOLABORATRIO"

VI. Principais vidrarias e materiais utilizados nas aulas prticas


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Exemplos de utilizao dos materiais de laboratrio


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PREPARO DE SOLUES

I. INTRODUO

Soluo uma mistura homognea, constituda por dois ou mais

componentes por exemplo: gua salgada, gasolina, vinagre, ar. As solues

podem ser slidas, gasosas ou lquidas. As mais empregadas so as

solues lquidas aquosas (ou simplesmente solues aquosas), nas quais o

solvente a gua.

Uma soluo lquida consiste de duas partes: o material que foi

dissolvido (soluto) e um material lquido no qual este foi dissolvido

(solvente). Se dissolvssemos 1 g de cloreto de sdio e de acar em 100

g de gua, referir-nos-amos gua como solvente e ao NaCl e acar como

soluto. Pode-se pensar no solvente como o componente no qual as

partculas do soluto encontram-se dispersas ao acaso.

Dois outros termos bastante empregados quando se refere a solues

so: concentrado e diludo. So termos relativos e geralmente usados para

dar uma indicao qualitativa da concentrao de um soluto em uma

soluo. Assim, uma soluo concentrada de NaCl tem uma proporo maior

de NaCl do que uma soluo diluda de NaCl. A palavra concentrado

tambm empregada para especificar certas solues disponveis

comercialmente. Por exemplo, cido sulfrico concentrado se refere

soluo que fornecida pelos laboratrios fabricantes de produtos

qumicos, constituda de cerca de 95% de cido sulfrico e 5% de gua, emmassa.

A quantidade de soluto (em massa ou moles) contida no volume da

soluo, ou seja, a concentrao da soluo, pode ser expressa por

diferentes unidades de concentrao. As mais utilizadas em Bioqumica

so: mol/L, g/mL, ppm, %(m/v). Essas unidades descrevem de forma

quantitativa a composio de uma soluo.

II. FORMAS DE EXPRESSAR A CONCENTRAO DAS SOLUES

II.A. MolaridadeMolaridade (M) o nmero de moles do soluto (n) dissolvido por

litro de soluo. Ela calculada tomando-se a relao do nmero de molesdo soluto pelo volume da soluo em litros, e expressa em mol/L.

M (mol/L) = n sendo que n = massa (gramas)V (litros) massa molecular (g/mol)


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Exemplo 1:Um aluno dissolveu 8,70 g de NaCl (M.M. = 58 g/mol, pureza = 100%)em gua destilada suficiente para preparar 100 mL de soluo. Qual a molaridade da soluo?

a. Calcular o nmero de moles.n = m = 8,70 g = 0,15 moles

M.M. 58 g/mol

b. Converter o volume para litros.V = 100 mL = 0,1 L

c. Calcular a molaridade.M = n = 0,15 moles = 1,5 mol/L

V 0,1 L

II.B. Concentrao da soluo expressa em porcentagem

Porcentagem em massa por volume (%m/v): indica amassa do soluto(em gramas) presente em cada 100 mL de soluo. A unidade utilizada o smbolo de porcentagem (%), que pode ser seguido pela notao

m/v (massa/volume).

% em massa/volume = massa do soluto (g) X 100volume da soluo (mL)

Exemplos:- soluo de dextrose a 5%(m/v) contm 5 g de dextrose em cada 100

mL de soluo.- concentrao do soro fisiolgico: NaCl 0,9% ou NaCl 0,9%(m/v) [cada 100

mL de soluo contm 0,9 g de NaCl]

Porcentagem em massa (%m/m): indica amassa de soluto (em gramas)presente em 100 g de soluo.

% em massa = massa do soluto (g) X 100massa da soluo (g)

Exemplo: uma soluo de cido ntrico a 70%(m/m) contm 70 g decido ntrico em cada 100 g de soluo.

Porcentagem em volume (%v/v): indica o volume do soluto (em mL)presente em cada 100 mL de soluo. usada para expressar aconcentrao de uma soluo que consiste de lquidos apenas.

% em volume = volume do soluto (mL) X 100volume da soluo (mL)

Exemplo: uma soluo de formol a 10%(v/v) contm 10 mL de formol emcada 100 mL de soluo.

Quando no houver anotao aps o smbolo de %, entende-se por(massa / volume).


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II.C. Partes por milho (ppm)

Uma unidade empregada para expressar baixas concentraes ppm(partes por milho). Mais recentemente, tem-se adotado a notao

microgramas por mililitro (g/mL). Uma parte por milho equivalente a 1mg/L ou 1 g/KL. (ver converso de unidades no quadro 2, pgina 16)

Exemplo 2: Um frasco contm 200 mL de soluo de NaF a 0,5 mol/L.Qual a concentrao da soluo de NaF em %(m/v) e em ppm? E qual aconcentrao do on Fluoreto em %(m/v) e em ppm? (massas atmicas:Na = 23; F = 19).

* Concentrao da soluo: refere-se concentrao do sal (Na+F-)

a. Massa molecular do NaF.M.M. = 23 + 19 = 42 g/mol

b. Nmero de moles de NaF contidos em 200 mL de soluo.0,5 mol/L ____ 0,5 mol de NaF ___ 1000 mL de soluo

x ___ 200 mL de soluo

x = 0,1 mol de NaF

c. Massa do NaF em 200 mL de soluo.1 mol NaF ___ 42 g

0,1 mol NaF ___ Yy = 0,42 g de NaF

d. Concentrao em %(m/v): massa (g) em 100 mL de soluo.0,42 g de NaF ___ 200 mL de soluo

z ___ 100 mL de soluoz = 0,21 g de NaF

Portanto, a concentrao da soluo de NaF de 0,21% (m/v).

e. Concentrao em ppm (g/mL).0,42 g de NaF ___ 200 mL de soluo

z ___ 1 mL de soluoz = 0,0021 g de NaF

1 g ___ 1000000 g0,0021g ___ w

W = 2100 gPortanto, a concentrao da soluo de NaF 2100 g/mL ou 2100 ppm.

*Concentrao de flor: refere-se apenas concentrao do on F-.

a.Massa molecular do NaF.M.M. = 23 + 19 = 42 g/mol

b. Nmero de moles de NaF contidos em 200 mL de soluo.0,5 mol/L ____ 0,5 mol de NaF ___ 1000 mL de soluo

x ___ 200 mL de soluox = 0,1 mol de NaF

c. Massa do F em 200 mL de soluo.1 mol NaF ___ 19 g de F

0,1 mol NaF ___ yy = 0,19 g de F


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d. Concentrao em %(m/v): massa (g) em 100 mL de soluo.0,19 g de F ___ 200 mL de soluo

Z ___ 100 mL de soluoZ = 0,095 g de F

Portanto, a concentrao de F na soluo de 0,095% (m/v).

e. Concentrao em ppm (g/mL).0,19 g de F ___ 200 mL de soluo

Z ___ 1 mL de soluoZ = 0,00095 g de F

1 g ___ 1000000 g0,00095g ___ w

W = 950 gPortanto, a concentrao de F na soluo de 950 g/mL ou 950 ppm.

III. INFORMAES SOBRE O REAGENTE

III.A. Porcentagem de pureza do reagente comum encontrar, no laboratrio, reagentes que no so 100% puros

contendo percentuais variados de outros componentes (geralmente indicadono rtulo do frasco). Aporcentagem de pureza de um reagenteX, seja eleslido ou lquido, refere-se massa do composto X (em gramas) contida em100 gramas do reagente.

Exemplos de reagentes slidos: fluoreto de sdio, cloreto declcio, hidrxido de sdio, cido ctrico, glucose.

Exemplos de reagentes lquidos: cido sulfrico, cido clordrico,dimetilsulfxido, dimetilformamida.

Exemplo 3:Suponha que o reagente NaCl utilizado pelo aluno, no exemplo 1, erade pureza igual a 80%. Qual a molaridade da soluo preparada?

a. Calcular a massa de NaCl contida no reagente pesado80% de pureza: 100 g do reagente ____ 80 g de NaCl

8,70 g do reagente ____ xx = 6,96 g de NaCl

b. Calcular o nmero de molsn = m = 6,96 g = 0,12 mols

M.M. 58 g/mol

c. Converter o volume para litrosV = 100 mL = 0,1 L

d. Calcular a molaridadeM = n = 0,12 mols = 1,2 mol/L

V 0,1 L

NaCl

impurezas

NaClpureza: 95%

REAGENTEPureza do reagente NaCl igual a 95%

significa que cada 100 g do reagente contm

95 g de NaCl

5g de impurezas

NaCl

impurezas

NaClpureza: 95%

REAGENTEPureza do reagente NaCl igual a 95%

significa que cada 100 g do reagente contm

95 g de NaCl

5g de impurezas


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III.B. DensidadeUma das propriedades que servem para caracterizar uma substncia

a sua densidade. Ela expressa a quantidade de matria contida em uma dadaunidade de volume.

Empregando unidades mtricas, as densidades dos slidos socomumente expressas em unidades de gramas por centmetro cbico (g/cm3),as dos gases em gramas por litro (g/L), e as dos lquidos em gramas por

mililitro (g/mL) ou quilogramas por litro (Kg/L).Para os reagentes lquidos, a densidade indica a razo entre a

massa da soluo e o seu volume.d = m

V

Os reagentes lquidos geralmente no podem ser pesados. Assim, parapreparar solues a partir de um reagente lquido fundamental conhecero valor da sua densidade, pois a partir dele obtm-se o valor do volumedo reagente a ser medido.

Exemplo 4:Preparar 1 L de soluo de cido actico a 0,1 mol/L.

(d = 1,058 g/mL; M.M. = 60,05; pureza = 90%).

a. Calcular a massa terica de cido actico1 mol de cido actico ____ 60,05 g

0,1 mol de cido actico ____ yy = 6,0 g

b. Calcular a massa real de cido actico a ser utilizada nopreparo da soluo, considerando a porcentagem de pureza doreagente.90% de pureza: 100 g do reagente ____ 90 g de cido actico

z ____ 6,0 g de cido acticoz = 6,7 g do reagente

c. Calcular o volume do reagente a ser medidod = m ou V = m = 6,7 g = 6,3 mL

V d 1,058 g/mL

d. Importante: seqncia de passos para preparar a soluo1. Colocar no balo volumtrico cerca de 500 mL de gua destilada2. Adicione o volume de cido calculado (6,3 mL)

3. Completar o volume para 1 litro com gua destilada

IV. DILUIO DE SOLUES

IV.A. Frmula geralSolues aquosas so freqentemente preparadas por diluio, ouseja, pela adio de gua a uma soluo mais concentrada, cujaconcentrao conhecida. Quando dilumos uma soluo, evitamos o ato depesar e dissolver a quantidade necessria de soluto. Visto que aquantidade de soluto no se altera, uma equao simples permite calculara nova concentrao:

C1 x V1 = C2 x V2

C1 eV1so os valores iniciais de molaridade e volumeC2 eV2 so os valores finais de molaridade e volume


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Ateno: as unidades de C1 e de C2 devem ser as mesmas, e asunidades de V1 e V2 tambm devem ser as mesmas.

Exemplo 5: qual o volume de H2SO4 18 mol/L necessrio para preparar500 mL de uma soluo a 0,15 mol/L?

C1 x V1 = C2 x V218 mol/L x V1 = 0,15 mol/L x 500 mL

V1 = 0,15 x 50018

V1 = 4,2 mL

- Procedimento para diluio: em um frasco volumtrico de 500mL, colocar um pouco de gua, pipetar 4,2 mL de H2SO4 18 mol/Le completar para um volume final de 500 mL.

IV.B. Diferena entre diluio A:B e mistura na proporo A:BPara descrever o procedimento de obteno de uma soluo de uma

determinada concentrao a partir da diluio de uma soluo deconcentrao maior, duas expresses comumente usadas so diluio A:B e

mistura na proporo A:B.Ambas tm a mesma representao grfica (A:B), o que causa uma

certa confuso, mas significado qumico diferente (veja abaixo). Porisso, deve-se prestar bastante ateno na palavra que antecede a notao

A:B.

* Diluio A:B- Pegar um volumeAe adicionar o solvente para obter o volume final B- Volume final = B

* Mistura A:B

- Pegar um volumeAe adicionar um volume B- Volume final =A+ B

Exemplo 6:Uma aluna est no laboratrio preparando solues para avaliar aatividade de enzimas salivares. Ela precisa de soluo aquosa deNaCl na concentrao de 0,9%. Entretanto, ela no dispe do sal naforma slida, apenas de solues de NaCl mais concentradas. Osrtulos dos frascos contm informaes para diluio. Qual oprocedimento de obteno da soluo a 0,9%?


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Soluo A: Concentrao:NaCl 3,6 %(m/v) Instruo do rtulo: diluir 1:4 com gua para obter NaCl 0,9% Procedimento para diluio:

- Pipetar 1 mL da soluo de NaCl 3,6%- Transferir para uma proveta ou balo volumtrico

- Adicionar gua destilada at obter o volume de 4 mL- Volume final: 4 mL

Soluo B: Concentrao:NaCl 4,5 %(m/v) Instruo do rtulo:misturar com gua na proporo 1:4 para

obter NaCl 0,9%

Procedimento para diluio:- Pipetar 1 mL da soluo de NaCl 4,5%- Transferir para uma proveta- Adicionar 4 mL de gua destilada- Volume final: 5 mL

Exemplo 7:Considerando o exemplo 6: A aluna estava distrada, e inverteu osprocedimentos para preparar as solues. Quais as concentraesfinais das solues preparadas?

soluo A: NaCl 3,6 %(m/v) - ao invs de diluir 1:4 com gua, Mariamisturou com gua na proporo 1:4

CA x VA = CB x VB3,6% x 1 mL = CB x 5 mL

CB = 0,72%

soluo B: NaCl 4,5%(m/v) - ao invs de misturar com gua naproporo 1:4, Mariadiluiu 1:4 com guaCA x VA = CB x VB

4,5% x 1 mL = CB x 4 mLCB = 1,13%

Exemplo 8:O volume de soluo preparado pela aluna no exemplo 6 foiinsuficiente para o ensaio. Ela precisa preparar mais 100 mL deNaCl 0,9%, partindo das solues A e B. Como ela deve proceder?

Soluo A:

Concentrao:NaCl 3,6 %(m/v) Instruo do rtulo: diluir 1:4 com gua para obter NaCl 0,9%

C1 = 3,6% C2 = 0,9% V2 = 100 mL V1 = ?

Resoluo 1C1 x V1 = C2 x V2

3,6% x V1 = 0,9% x 100 mLV1 = 25 mL


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Resoluo 2Diluir 1:4 ___ 1 mL NaCl __ 4 mL soluo

x__ 100 mL soluox = 25 mL NaCl

Procedimento para diluio:- Medir 25 mL da soluo de NaCl 3,6% em pipeta ou proveta- Transferir para uma proveta ou balo volumtrico- Adicionar gua destilada at obter o volume de 100 mL

Soluo B: Concentrao:NaCl 4,5 %(m/v) Instruo do rtulo:misturar com gua na proporo 1:4 para

obter NaCl 0,9%

C1 = 4,5% C2 = 0,9% V2 = 100 mL V1 = ?

Resoluo 1C1 x V1 = C2 x V2

4,5% x V1 = 0,9% x 100 mLV1 = 20 mL

Resoluo 2Misturar na proporo 1:4 ___ 1 mL NaCl __ 5 mL soluo

x__ 100 mL soluox = 20 mL NaCl

Procedimento para diluio:- Medir 20 mL da soluo de NaCl 4,5% em pipeta ou proveta- Transferir para uma proveta ou balo volumtrico- Adicionar gua destilada at obter o volume de 100 mL

V. MEDIDA DO VOLUME DE SOLUES

Quando adicionamos solues aquosas em provetas, buretas e pipetas,observamos que: a superfcie de separao entre o lquido e o ar no plana, mas geralmente tem formato cncavo. Essa superfcie denominadamenisco. O mesmo pode tambm ser observado na poro alongada de um balovolumtrico, quando completamos o volume da soluo.A leitura do volumeem tais vidrarias deve ser realizada na parte inferior do menisco.


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VI. PROCEDIMENTO GERAL PARA USO DE PIPETAS

Quando usar uma pipeta (graduada ou volumtrica), coloque umpipetador adequado na parte superior do tubo de suco.Nunca use a boca

para encher as pipetas, e jamais coloque uma pipeta nos lbios, seja qualfor o lquido que esteja sendo medido.

1. Antes de medir o volume do lquido, lave a pipeta com uma pequena

quantidade do lquido.2. Encha a pipeta com o lquido, levando-o at 1 a 2 cm acima da

marca da graduao.3. Remova o pipetador, e coloque o dedo indicador para fechar a

extremidade superior da pipeta.4. Com o auxlio de um papel absorvente, remova todo o lquido que

aderiu parte externa da haste inferior.5. Mantenha a pipeta na posio vertical e a marca no nvel do seus

olhos.6. Deixe o lquido escorrer lentamente at que a parte inferior do

menisco fique na posio correta.7. Encoste a ponta da pipeta na parte interna do recipiente de

trabalho (proveta ou balo volumtrico), remova o dedo da parte

superior e deixe o lquido escoar.8. Remova a pipeta e lave-a sob gua corrente ou conforme

recomendaes especficas.

Quadro 1. Resumo dos conceitos relacionados ao preparo de solues

Para uma soluo X

concentrao em molaridade: n. de mols do composto X / volume em litros

concentrao expressa em %

% massa/volume:

% massa:% volume:

massa em g do composto X em 100 mL de soluo

massa em g do composto X em 100 g de soluovolume em mL do composto X em 100 mL de soluo

concentrao em ppm: 1 ppm = 1 g/mL = 1 mg/L = 1g/1000 L

Para um reagente Y

% de pureza do reagente Y

(slido ou lquido): massa em g do composto Y em cada 100 g de reagente

densidade (lquido): massa em g do composto Y / volume em mL

Diluio de soluesfrmula geral: C1 x V1 = C2 x V2

(C1 e V1: valores iniciais; C2 e V2: valores finais)

diluio (A:B) : V1 = A ; V2 = B

mistura na proporo (A:B) : V1 = A ; V2 = A + B


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Quadro 2. Resumo de converses mtricas

Converses de massa Converses de volume

1 g = 0,001 Kg = 1 x 10-3 Kg 1 L = 0,001 KL = 1 x 10-3 KL

1 g = 1000 mg = 1 x 103 mg 1 L = 1000 ml = 1 x 103 mL

1 g = 1000000 g = 1 x 106g 1 L = 1000000 L = 1 x 106L

1 mg = 0,000001 Kg = 1 x 10-6 Kg 1 mL = 0,000001 KL = 1 x 10-6 KL

1 mg = 0,001 g = 1 x 10-3 g 1 mL = 0,001 L = 1 x 10-3 L

1 mg = 1000 g = 1 x 103g 1 mL = 1000 L = 1 x 103L

1 g = 0,000000001 Kg = 1 x 10-9 Kg 1 L = 0,000000001 KL = 1 x 10

-9 KL

1 g = 0,000001 g = 1 x 10-6 g 1 L = 0,000001 L = 1 x 10

-6 L

1 g = 0,001 mg = 1 x 10-3 mg 1 L = 0,001 mL = 1 x 10

-3 mL


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TITULAO

I. DEFINIO DE TERMOS

Anlise titrimtrica: anlise qumica em que se determina o volume de uma

substncia de concentrao exatamente conhecida necessrio para reagircom um volume definido de uma amostra. Anteriormente, era denominadaanlise volumtrica.

Titulante: soluo cuja concentrao exatamente conhecida, sendo tambmchamada de soluo padro ou soluo padronizada. adicionado com oauxlio da bureta.

Titulado: amostra (soluo de concentrao desconhecida).

Titulao: o nome da operao de adio do titulante ao titulado atque a reao se complete.

Ponto estequiomtrico ou ponto de equivalncia: o volume exato dotitulante necessrio para reagir com toda a amostra.

Ponto final da titulao ou ponto de viragem: o momento em que otitulante acabou de reagir com toda a amostra.

Indicador: um reagente auxiliar que permite identificar o ponto finalda titulao, geralmente por mudana de cor. adicionado na amostra,antes do incio do procedimento.

Figura 1.Esquema ilustrativo dos componentes de uma anlise titrimtrica.

II. PREPARO DO TITULANTEQuando se dispe de um reagente com alto grau de pureza, fcil de

obter, purificar e secar, que no absorva umidade da atmosfera ou perca

umidade facilmente, a soluo do titulante pode ser preparada pesando-se

uma massa conhecida, dissolvendo o material em um solvente apropriado

(geralmente gua) e completando com solvente at um volume conhecido. O

titulante obtido por este procedimento tambm denominado soluo padro

primria oupadro primrio.

titulante(soluo padronizada)

titulado(amostra)

+indicador

suporteuniversal

garra

bureta

erlenmeyer

titulante(soluo padronizada)

titulado(amostra)

+indicador

suporteuniversal

garra

bureta

erlenmeyer


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Algumas substncias adequadas ao preparo de solues padres

primrias: carbonato de sdio, hidrogenoftalato de potssio, tetraborato

de sdio, hidrogenoiodato de potssio, oxalato de sdio, nitrato de

prata, cloreto de sdio, cloreto de potssio, iodato de potssio, iodo,

bromato de potssio, nitrato de chumbo, iodato de potssio.

Quando o reagente no est disponvel em pureza suficiente, como

ocorre com a maior parte dos hidrxidos bsicos, alguns cidos

inorgnicos e vrias substncias higroscpicas (que absorvem umidade

atmosfrica) ou deliqescentes (que perdem umidade facilmente), prepara-

se inicialmente uma soluo de molaridade prxima desejada. Em seguida,

esta soluo padronizada, isto , o valor exato da sua molaridade

determinado por titulao com um padro primrio. O titulante obtido por

este mtodo tambm denominado soluo padro secundria ou padro

secundrio.

Emprega-se este mtodo indireto, por exemplo, na preparao de

solues da maior parte dos cidos, hidrxido de sdio, hidrxido de

potssio, hidrxido de brio, permanganato de potssio, amnia,

tiocianato de potssio, tiossulfato de sdio.

III. TITULAO CIDO-BASE

A titulao cido-base envolve reaes de neutralizao, onde um

cido e uma base reagem, formando sal e gua. Este procedimento

utilizado para determinar a concentrao de uma soluo cida ou bsica.

HCl + NaOH NaCl + H2O

A determinao da concentrao de uma soluo bsica atravs da

adio de um cido padro denominada acidimetria. O oposto, ou seja, a

determinao da concentrao de uma soluo cida atravs da adio de

uma base chamada alcalimetria.

Na titulao de uma soluo de um cido de concentrao

desconhecida, um volume medido do cido adicionado a um erlenmeyer e

uma soluo de concentrao conhecida de base, adicionado com o auxlio

de uma bureta at que o ponto de equivalncia seja atingido. Este o

ponto no qual todos os ons H+ provenientes do cido foram neutralizados

pelos ons OH- provenientes da base, formando gua.

No procedimento mais simples, o ponto de equivalncia indicado

pela mudana de cor de um indicador adicionado antes do incio da


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titulao. Normalmente, o pH no ponto de equivalncia muda bruscamente

com a adio de volumes muito pequenos de titulante. Assim, uma ntida

mudana de cor fornece uma indicao clara do ponto de equivalncia.

Um indicador de pH um par conjugado de cido e base de Brnsted-

Lowry cujo cido apresenta uma colorao e a base outra. A maioria dos

indicadores so molculas orgnicas com estruturas relativamente

complexas. Portanto, usaremos simplesmente a abreviao HIn para

representar a forma cida e In- a forma bsica conjugada de um indicador.

Assim, em soluo aquosa,

Indicador HIn + H2O In- + H3O

+

(forma cida) (forma bsica)

Fenolftalena pH cido pH bsicoincolor rosa

Como pode ser observado nesse equilbrio, o indicador existe na

forma cida em solues mais cidas e na forma bsica em solues menos

cidas, ou mais bsicas.

Em titulaes cido-base, o ponto de equivalncia no ocorre

necessariamente em pH 7,0. Isto significa que deve ser escolhido um

indicador adequado antes de ser iniciado o procedimento. Normalmente, o

pH aproximado no ponto de equivalncia pode ser previsto, desta forma o

problema se resume em escolher um indicador adequado para este pH.

Tabela 1. Exemplos de indicadores de pH e suas mudanas de colorao.

Indicador pK indicador intervalo de pH

aproximado para

mudana de cor

mudana de cor

correspondente

azul de bromofenol 3,8 3,0 4,6 amarelo para azul

vermelho de clorofenol 6,0 5,2 6,8 amarelo para vermelho

Fenolftalena 9,4 8,0 10,0 incolor para rosa

Timolftalena 10,0 9,4 10,6 incolor para azul


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Figura 2.Titulao de um cido com uma base, empregando fenolftalena como indicador.

Figura 3. Exemplos de curvas de titulao.A: cido forte-base forte (HCl/NaOH).

B: cido fraco-base forte (CH3COOH/NaOH).

EXEMPLO:

Suponha que voc queira determinar a concentrao de cido actico

numa amostra de vinagre atravs de titulao. O procedimento experimentalgeral o seguinte:

1. Enchemos uma bureta com uma soluo de base de concentrao

conhecida, digamos NaOH 0,5 mol/L. A bureta nos permite dispensar

precisamente volumes variveis de soluo.

2. Em um erlenmeyer, colocamos um volume medido de vinagre, por exemplo:

10 mL, e adicionamos algumas gotas de soluo de um indicador de pH

apropriado,tal como fenolftalena.

NaOH

soluo do cido+

fenolftalena

incio da titulao(incolor)

final da titulao(rosa)

NaOHNaOH

soluo do cido+

fenolftalena

soluo do cido+

fenolftalena

incio da titulao(incolor)

final da titulao(rosa)


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3. Depois adicionamos lentamente o titulante, contido na bureta, sobre a

amostra (vinagre) at que o indicador mude de cor. No se esquea de

manter a amostra sob agitao.

4. Assim que o indicador mudar de cor, fechamos a torneira da bureta.

Podemos ento ler o volume de base que foi adicionado. Suponha que

foram necessrios 17,1 mL de NaOH 0,5 mol/L para neutralizar o cido

actico do vinagre.

5. O clculo da concentrao de cido baseado na razo molar de cido

para base. Escrevemos a equao da reao:

CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2OCH3COO

- + H+ + Na+ + OH- CH3COO-Na+ + H2O

Resoluo 1:a. Inicialmente, calculamos o nmero de mols de NaOH contidos em

17,1 mL.NaOH 0,5 mol/L __ 0,5 mol de NaOH ____ 1000 mL de soluo

x ____ 17,1 mL de soluox = 0,00855 mol de NaOH

b. Pela equao da reao, verificamos que cada mol de NaOH reagecom um mol de cido. A partir dessa relao, podemos calcular onmero de mols de cido actico contidos no volume titulado(10 mL).

1 mol de NaOH ____ 1 moL de CH3COOH0,00855 mol de NaOH ____ Y

y = 0,00855 mol de CH3COOH

c. No final, calculamos a concentrao do cido actico em mol/L.0,00855 mol de CH3COOH ____ 10 mL de amostra

z ____ 1000 mLz = 0,855 mol de CH3COOH

d. Portanto, a concentrao de cido actico na amostra de vinagre 0,855 mol/L.

Resoluo 2:a. Como a reao envolve nmeros iguais de moles de cido ebase, podemos tambm obter a concentrao do cido actico novinagre de modo direto, utilizando a relao:

CA x VA = CB x VBsendo:CAe VA - concentrao e volume do cidoCBe VB - concentrao e volume da base

CA x VA = CB x VBCA x 10 mL = 0,5 mol/L x 17,1 mL

CA = 0,855 mol/L

b. Portanto, a concentrao de cido actico na amostra de vinagre 0,855 mol/L.


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CAPACIDADE TAMPONANTE

I.DISSOCIAO DA GUA

A gua pura apresenta uma condutividade eltrica definida, comoconseqncia de sua habilidade de sofrer autodissociao. A dissociaoda gua pode ser escrita como:

H2O H+ + OH-

ou como: H2O + H2O H3O+ + OH-

Para esta dissociao, a condio de equilbrio pode ser escritacomo

[H+].[OH-] = K[H2O]

ou como: [H3O+].[OH-] = K[H2O]

2

Em qualquer um dos casos, como a concentrao de molculas de H2O essencialmente constante,

[H+].[OH-] = [H2O] . K = Kw

ou: [H3O+].[OH-] = [H2O]

2 . K = Kw

O valor de Kw 1,0 x 10-14 a 25C. Kw a constante de dissociaoda gua, tambm chamada deproduto inico da gua.

II. RELAO ENTRE [H+] e [OH-] EM SOLUES AQUOSAS E O VALOR DO pH

A equao [H+].[OH-] = Kw = 1 x 10-14 (a 25C) aplica-se no somente gua pura, mas tambm s solues aquosas, nas quais as [H+] e de [OH-]podem ser diferentes. Podemos afirmar, ento, que o produto daconcentrao de ons hidrognio e ons hidrxido em soluo aquosa umaconstante, e que temperatura ambiente (25C, usual em laboratrio) igual aproximadamente 1 x 10-14. Se a [H+] ou a [OH-] for conhecida, aoutra poder ser calculada.

Exemplo 1:Suponha que voc tem uma soluo de HCl 0,01 mol/L, que estcompletamente dissociado em H+ e Cl-. Determinar a concentrao deH+ e OH- na soluo.

HCl H+ + Cl-

Considerando-se que o cido est totalmente dissociado, ento [H+] =[HCl] = 0,01 mol/L ou 1 x 10-2 mol/Le a [OH-] na soluo ser:

[H+].[OH-] = 1 x 10-141 x 10-2+.[OH-] = 1 x 10-14

[OH-] = 1 x 10-12 mol/L


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Exemplo 2:Para uma soluo de NaOH 0,0001 mol/L, que est completamentedissociado, qual a concentrao de H+ e OH- na soluo?

NaOH Na+ + OH-

Considerando-se que a base est totalmente dissociada, ento[OH-] = [NaOH] = 0,0001 mol/L ou 1 x 10-4 mol/L.

[H+].[OH-] = 1 x 10-14[H+].1 x 10-4 = 1 x 10-14

[H+] = 1 x 10-10 mol/L

Pode-se observar que existe uma relao inversa entre [H+] e [OH-]em solues. Quando uma delas aumenta, a outra diminui. Geralmente,expressa-se o valor de [H+], e no de [OH-].

A concentrao total do on hidrognio em uma soluo, ou [H+], expresso pelo valor dopH. Matematicamente, o pH definido como o valornegativo do logaritmo (log) da concentrao do on hidrognio:

pH = - log[H+] ou pH = log 1/[H+]

Deve-se lembrar que os valores de pH so funes logartmicas dasconcentraes reais de ons H+. Portanto, uma diferena de pH de umaunidade representa uma diferena de 10 vezes na concentrao real de H+.Exemplos:

pH = 3 [H+] = 0,001 mol/LpH = 4 [H+] = 0,0001 mol/L

A acidez ou a alcalinidade de uma soluo determinada pelaspropores de H+ e OH- presentes. Assim,

soluo neutra: [H+] = [OH-] pH = 7soluo cida: [H+] > [OH-] pH < 7

soluo alcalina: [H+] < [OH-] pH > 7

Por que o pH de uma soluo neutra igual a 7?Em uma soluo neutra [H+]=[OH-].Assim, a concentrao hidrogeninica, [H+], em uma soluo neutra

Kw = [H+].[OH-] = 1,0 x 10-14

como [H+]=[OH-]: [H+].[H+] = 1,0 x 10-14

[H+]2 = 1,0 x 10-14

[H+]= 1,0 x 10-7 mol/L

pH = -log [H+] = - log 1,0 x 10-7 = -(-7) = 7

O pH de uma soluo contendo 1 mol/L de H+ zero e uma contendo 1 mol/Lde OH- 14. A escala de pH de 0-14 cobre a faixa de acidez ealcalinidade das solues normalmente encontradas.


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Tomando-se o logaritmonegativo da equao: [H+][OH-] = Kw = 1 x 10-14

Tem-se: -log[H+] -log[OH-] = -logKw = 14

Como: -log[H+] = pH; -log[OH-] = pOH, -logKw = pKw

Pode-se escrever:pH + pOH = pKw = 14

III. TEORIA DE BRNSTED-LOWRY PARA CIDOS E BASES

Brnsted, Lowry e colaboradores desenvolveram um conceito amplo decidos e bases que muito til. cido qualquer substncia que doaprtons (ons H+) e base qualquer substncia que combina com prtons.Em outras palavras, cidos so doadores de prtons e bases so aceptoresde prtons.

Exemplos:

cido baseHCl H+ + Cl-

HCN H+ + CN-

CH3COOH H+ + CH3COO

-

H2CO3 H+ + HCO3

-

HCO3- H+ + CO3

2-

H2SO4 H+ + HSO4

-

HSO4- H+ + SO4

2-

NH4+ H+ + NH3

NH3 H+ + NH2

-

HOH H+ + OH-

H3O+ H+ + H2O

De acordo com essa viso, um cido se dissocia em um prton e umabase, enquanto a base combina com um prton para formar um cido. Umdoador de prton e o seu correspondente aceptor de prtons formam um parcido-base conjugado. Assim HCN produz H+ e CN-, onde HCN o cido e CN- a base conjugada. A base conjugada correspondente ao cido actico(CH3COOH) o on acetato (CH3COO

-). HSO4- a base produzida por

dissociao de H2SO4; entretanto, HSO4- tambm o cido correspondente

base SO42-

.

HCNcido

(fraco)

H+ + CN-

base conjugada(forte)

HClcido

(forte)

H+ + Cl-base conjugada(fraca)


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De acordo com a teoria de Brnsted-Lowry, o cido mais fraco tem abase conjugada mais forte, e o cido mais forte tem a base conjugada maisfraca. Assim, HCN um cido fraco porque sua base conjugada forte, CN-,combina-se firmemente com prtons, enquanto que HCl um cido forteporque sua base conjugada, Cl-, combina-se fracamente com prtons.

Uma substncia que atua tanto como cido quanto como base chamadaanfotrica ou anftero. Exemplos: gua, hidrxido de zinco, amnia,

aminocidos.NH3 + H

+ NH4+

NH3 H+ + NH2

-

H2O H+ + OH-

H2O + H+ H3O

+

IV.DISSOCIAO DE CIDOS FRACOS

cidos e bases fortes esto completamente ionizados (dissociados)em solues aquosas diludas. Os cidos e as bases fracas no se ionizamcompletamente quando dissolvidos em gua. Os ltimos so mais comuns emsistemas biolgicos e desempenham importantes funes no metabolismo esua regulao.

Exemplo 3:Considere as solues de CH3COOH 0,2 mol/L (1% dissociado) e de HCl0,2 mol/L. Calcular o pH de cada uma delas.

a) HCl um cido forte, portanto est completamente dissociado emsoluo. Isso significa que a concentrao de H+ igual aconcentrao de HCl.

HCl0,2 mol/L

H+0,2 mol/L

+ Cl-

pH = -log [H+] = -log 0,2 = 0,7

b) CH3COOH um cido fraco, portanto, no est completamentedissociado em soluo. A porcentagem de dissociao informada,correspondente a 1%, significa que a concentrao de H+ igual a 1%ou 0,01 da concentrao de CH3COOH.

CH3COOH0,2 mol/L

CH3COO- + H+

0,2 x 0,01 = 0,002 mol/L

pH = -log [H+] = -log 0,002 = 2,7

A dissociao de cidos fracos ocorre de acordo com a lei de aodas massas. As equaes de equilbrio podem ser formuladas para suadissociao. Tais equaes no se aplicam para dissociao de cidosfortes. Considerando que a frmula geral para qualquer cido fracomonobsico HA, sua equao de dissociao :

HA H+ + A-


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De acordo com a lei de ao das massas, o equilbrio pode serexpresso matematicamente como:

[H+][A-]= Ka[HA]

Onde Ka chamada de constante de dissociao do cido.

As constantes de dissociao de cidos e bases fracas podem sercalculadas a partir dos dados obtidos pela medida da condutividadeeltrica de suas solues ou pela determinao do valor do pH de suassolues. O valor de Kw da gua geralmente calculado a partir da medidade condutividade. Quanto maior o valor de Ka, mais ionizado est o cidoe, portanto, maior a sua fora relativa.

Freqentemente, encontramos os valores depKa, ao invs dos valoresde Ka.

pKa = - log Ka ou pKa = log 1/Ka

Por exemplo, no caso do cido actico, temos:[H+][CH3COO

-] = Ka = 1,86 x 10-5 = 0,0000186 (pKa = 4,73)[CH3COOH]

Para o cido ciandrico:[H+][CN-] = Ka = 7,20 x 10-10 = 0,00000000072 (pKa = 7,14)[HCN]

O valor do Ka para CH3COOH (1,86 x 10-5) milhares de vezes maior

que o valor do Ka para HCN (7,20 x 10-10); em contrapartida, o valor depKa do cido actico (4,73) menor que o pKa do cido ciandrico (7,14).Dessa forma, podemos determinar a fora relativa de cidos atravs daconsulta de uma tabela de Ka ou pKa.

Assim, quanto mais forte um cido, maior a sua tendncia dedissociar um prton. Portanto maior a sua constante de dissociao (Ka) e

menor o seu pKa.

Os cidos polibsicos, que contm mais de um hidrognio ionizvel,dissociam-se em estgios, e h uma equao de equilbrio e uma constantede dissociao para cada estgio. Isto pode ser ilustrado pelo caso docido fosfrico:

H3PO4 H+ + H2PO4

-

H2PO4- H

+ + HPO42-

HPO42- H

+ + PO43-

As equaes de equilbrio para cada estgio de dissociao so:

[H+][ H2PO4-] = K1 = 1,1 x 10

-2

[H3PO4]

[H+][ HPO42-] = K2 = 2,0 x 10

-7[H2PO4

-]

[H+][ PO43-] = K3 = 3,6 x 10

-13[HPO4

2-]

Onde K1, K2 e K3 so designadas primeira, segunda e terceiraconstantes de dissociao do cido.


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V. SOLUO TAMPO

V.A.Aspectos geraisO pH da gua pura (uma soluo neutra) 7,0. Se um cido

adicionado gua, o seu pH diminui; se uma base adicionada gua, opH aumenta para mais que 7,0. O quanto o pH se afastar de 7,0, em cadacaso, depender da quantidade de cido ou de base adicionados e de suas

foras.Contudo, quando pequenas quantidades de cido ou base so

adicionadas a uma soluo tampo, o seu pH no varia apreciavelmente. Umasoluo tampo definida como uma soluo que resiste s variaes depH, quando ocorre a adio de pequenas quantidades tanto de cidos comode bases.

As solues tampo usualmente so constitudas de:

Um cido fraco (HA) e um sal correspondente a esse cido (A-).ex: cido actico e acetato de sdio

CH3COOH CH3COO- + H+

CH3COONa CH3COO- + Na+

Um sal de carter cido e um sal de carter bsicoex: di-hidrogenofosfato de sdio e mono-hidrogenofosfato de sdio.

NaH2PO4 Na+ + H2PO4

-

Na2HPO4 2Na+ + HPO4

2-

Uma base fraca (B) e um sal correspondente a essa base (BH+).ex: hidrxido de amnia e cloreto de amnia

NH4OH NH4+ + OH-

NH4Cl NH4+ + Cl-

V.B. Como funciona uma soluo tampoEm uma soluo contendo cido actico e acetato de sdio, por

exemplo, tm-se as seguintes equaes de dissociao:CH3COOH CH3COO

- + H+

CH3COONa CH3COO- + Na+

Os ons acetato provenientes da dissociao do cido so poucos emcomparao com as molculas do cido no dissociado. Por outro lado, onmero de ons acetato provenientes do acetato de sdio igual ao nmerode molculas do sal dissolvido, devido ionizao.

O mecanismo qumico pelo qual os tampes funcionam podem ser

ilustrados pelas modificaes provocadas pela adio de NaOH e HCl aotampo cido actico/acetato de sdio.

Adio de NaOH: O doador de prton, o cido actico (HAc), contmuma reserva de H+ ligado, que pode ser liberada para neutralizaruma adio de OH- ao sistema, formando H2O; em conseqncia, aconcentrao de CH3COOH no tampo diminui e a concentrao deCH3COONa aumenta.

Adio de HCl: a base conjugada, o on acetato (Ac-), pode reagircom ions H+ adicionados ao sistema, formando CH3COOH; emconseqncia, a concentrao de CH3COONa no tampo diminui e a deCH3COOH aumenta.


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Figura 1. Esquema simplificado domecanismo de ao do tampo cidoactico/acetato de sdio, frente adiode cidos (H+) e bases (OH-).

Portanto, o sistema capaz de absorver tanto H+ quanto OH- devido reversibilidade da dissociao do cido actico. A ao tamponante simplesmente a conseqncia de duas reaes reversveis ocorrendosimultaneamente e alcanando seus pontos de equilbrio conforme expressopor suas constantes de equilbrio Ka e Kw.

Cada par cido-base conjugado tem uma zona de pH caracterstico naqual efetiva como tampo:pH = pKa 1. Por exemplo, o par H2PO4

-/HPO42-

tem um pKa de 6,86 e serve como tampo efetivo entre aproximadamente pH5,9 epH 7,9; o par NH4

+/NH3, com um pKa de 9,25, atua como tampo entreaproximadamente pH 8,3 e pH 10,3.

Figura 2. Curvas de titulao ilustrando as zonas de tamponamento dediferentes pares cido-base conjugados.

Kw = [H+] [OH-]

OH- H2O

HAc Ac-

H+

cido actico

(CH3COOH)

Acetato

(CH3COO-

)

[H+] [Ac-][HAc]

Ka =

Kw = [H+] [OH-]

OH- H2O

HAc Ac-

H+

cido actico

(CH3COOH)

Acetato

(CH3COO-

)

[H+] [Ac-][HAc]

Ka =

Kw = [H+] [OH-]

OH- H2O

HAc Ac-

H+

cido actico

(CH3COOH)

Acetato

(CH3COO-

)

[H+] [Ac-][HAc]

Ka =[H+] [Ac-]

[HAc]Ka =


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V.C. A equao de Henderson-HasselbachA equao de Henderson-Hasselbach derivada da expresso da

constante de dissociao de um cido, conforme descrito abaixo.

Escreve-se a equao de dissociao de um cido fraco:HA H

+ + A-

A respectiva constante de dissociao:Ka = [H+].[A-]

[HA]

Isola-se o termo [H+]:[H+] = Ka .[HA]

[A-]

Tira-se o logaritmo negativo de ambos os lados:-log[H+] = -logKa -log[HA]

[A-]

Substitui-se -log[H+] por pH e logKa por pKa:

pH = pKa -log[HA][A-]

Inverte-se termo -log[HA]/[A-], para obter a equao de Henderson-Hasselbach: pH = pKa + log[A-] ou: pH = pKa + log [base conjugada]

[HA] [cido conjugado]

A equao de Henderson-Hasselbach descreve o formato da curva detitulao de qualquer cido fraco e permite deduzir diversas relaesquantitativas importantes. Por exemplo, possvel verificar por que opKa de um cido fraco igual ao pH da soluo no ponto mdio de suatitulao, neste ponto [HA]=[A-], ento:

pH = pKa + log[A-] = pKa + log[A-] = pKa + log 1,0 = pKa + 0[HA] [A-]

pH = pKa

A equao permite calcular: O pKa, quando o pH e a razo molar entre o doador e o aceptor de

prtons so conhecidos;

o pH, quando o pKa e a razo molar entre o doador e o aceptor deprtons so conhecidos;

a razo molar entre o doador e o aceptor de prtons, quando o pKa eo pH so conhecidos.

VI. CAPACIDADE TAMPONANTE

VI.A. Aspectos geraisAs solues tampo, ou simplesmente tampes, so encontrados em

todos os fluidos corporais (sangue, saliva, lgrimas, urina, etc.) e soresponsveis pela manuteno do pH apropriado desses fluidos. Dois termosimportantes que se referem a essas solues:


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Efeito tampo: a propriedade de uma soluo de resistir amudanas de pH (concentrao de ons hidrognio) ao se adicionarpequenas quantidades de cido ou base.

Capacidade tamponante: o quanto uma soluo tampo resiste smudanas de pH, quando se adiciona pequenas quantidades de cidoou base.

A capacidade tamponante de uma soluo indicada pela alterao depH provocada pela adio de cido ou base. Quanto menor a alterao de pHcausada pela adio de uma dada quantidade de cido ou base, maior acapacidade tamponante da soluo, ou vice-versa.

VI.B. Capacidade tamponante da saliva

A saliva constitui um dos sistemas de defesa natural da cavidadeoral contra o desenvolvimento de cries dentrias. Estas ocorrem devido desmineralizao do esmalte e da dentina causada pelos cidos produzidospelo metabolismo bacteriano de acares. A saliva desempenha umimportante papel contra a desmineralizao, porque ajuda a repor clcio e

fosfato na superfcie do dente. Em pH 7, a saliva est supersaturada comesses dois minerais, o que favorece a deposio de clcio nas reasdesmineralizadas. A crie ocorre quando a remoo de minerais dentrios maior que a reposio.

O pH da saliva depende dos tipos de cidos e bases secretados pelasglndulas salivares. O pH da saliva pode variar de 5,6 na saliva no-estimulada at 7,8 quando o fluxo salivar alto, como na salivaestimulada.

Outra importante funo da saliva o tamponamento dos cidosproduzidos, por meio de diversos sistemas tampes. O sistema fosfato demenor importncia na saliva estimulada, devido sua baixa concentrao,mas de maior importncia na saliva no estimulada. O sistema tampo maisimportante na saliva estimulada o cido carbnico/bicarbonato. Alguns

trabalhos indicam que uma boa capacidade tamponante da saliva, associadaa um elevado fluxo salivar, contribuem para uma menor incidncia decries.

VI.C. Clculo da capacidade tamponanteA capacidade tamponante pode ser calculada com o uso da frmula:

Cap. tamponante = = 2,3 Ka [H+] [C]

(Ka + [H+])

2

onde:Ka : constante de dissociao do cido[H+] : concentrao hidrogninica do tampo[C] : concentrao do tampo

: nmero de mols/litro de H+ ou OH- necessrios para causar

mudana de 1 unidade no valor do pH do tampo


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VII. RESUMO

VII.A. Itens levados em considerao na elaborao de uma soluo tampo:

* O par cido-base conjugado. Os elementos do par podem ser usadosseparadamente, ou haver a formao de um a partir do outro.

Ex.: HA H+

+ A-

cido base

* O pKa do cido do item acima.* A regio de tamponamento desejada: pKa + 1* Os clculos de concentrao e de pH, utilizando as equaes:a)Henderson-Hasselbach

pH = pKa + log [base conjugada][cido conjugado]

b) [tampo] = [cido conjugado] + [base conjugada]

VII.B. Principais equaes citadas neste captulo

HA

H+ + A-

Ka = [H+][A-][HA]

pKa = log 1/Ka = -logKa

pH = log 1/[H+]= -log[H+]

[H+] = 10-pH

[H+].[OH-] = Kw = 1 x 10-14(a 25C)

pH + pOH = pKw = 14

pH = pKa + log [base conjugada][cido conjugado]

[tampo] = [cido conjugado] + [base conjugada]

Capacidade tamponante = = 2,3 Ka [H+] [C]

(Ka + [H+])

2

VII.C.Regras matemticas envolvendo logaritmos

Log a.b = loga + logbLog a/b = loga logbLog 1/a = - logalog ab =b.logalog 1 = 0


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VIII. EXEMPLO DE PREPARO DE UMA SOLUO TAMPO

Preparar 500 mL de tampo fosfato 0,8 mol/L pH 7,4, empregandoNa2HPO4 (M.M.=142,0) e NaH2PO4 (M.M.=120,0). pKa = 6,9.

a. Montar as equaes de dissociao dos sais, para identificar o cidoe a base conjugada que compem o sistema tampo.

NaH2PO4 Na+ + H2PO4

-

Na2HPO4 2Na+ + HPO4

2-

- cido conjugado (doador de prton): NaH2PO4- Base conjugada (aceptor de prton): Na2HPO4

b. Calcular as concentraes de cido e base conjugados

b1. pH = pKa + log [base conjugada][cido conjugado]

7,4 = 6,9 + log [base conjugada][cido conjugado]

log [base conjugada] = 0,5[cido conjugado]

[base conjugada] = 100,5 = 3,162[cido conjugado]

[base conjugada] = 3,162 x [cido conjugado] (equao 1)

b2. [tampo] = [cido conjugado] + [base conjugada]0,8 = [cido conjugado] + 3,162 x [cido conjugado]0,8 = 4,16 x [cido conjugado][cido conjugado] = 0,192 mol/L

b3. Voltando na equao 1:[base conjugada] = 3,16 x [cido conjugado][base conjugada] = 3,16 x 0,192[base conjugada] = 0,608 mol/L

Portanto, as concentraes de NaH2PO4 e de Na2HPO4 na soluo tamposo, respectivamente 0,192 mol/l e 0,608 mol/L.

b.Calcular a massa de cada sal necessria para o preparo do volume

desejado de tampo (500 mL)c.para o NaH2PO4: para o Na2HPO4:

0,192 mol ____ 1000 mL tampo 0,608 mol ____ 1000 mL tampox ____ 500 mL tampo x ____ 500 mL tampox = 0,096 mol x = 0,304 mol

1 mol ____ 120 g 1 mol ____ 142 g0,096 mol ____ Y 0,304 mol ____ y

y = 11,52 g y = 43,17 g


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d. Preparo da soluo:- Pesar os sais de acordo com as quantidades calculadas- Dissolver em bquer, com aproximadamente 400 mL de gua destilada- Medir o pH- Ajustar o pH se necessrio- Transferir a soluo para um frasco volumtrico- Completar o volume para 500 mL com gua destilada


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PROTENAS

I. INTRODUO

As protenas so macromolculas complexas, compostas de aminocidos, enecessrias para os processos qumicos que ocorrem nos organismos vivos. So osconstituintes bsicos da vida. Tanto que seu nome deriva da palavra grega

"proteios", que significa "em primeiro lugar". A importncia das protenas,entretanto, est relacionada com suas funes no organismo, e no com suaquantidade.

Os aminocidos possuem um tomo de carbono assimtrico, ao qual estoligados um grupo amino livre, um grupo carboxila livre, um tomo de hidrognio euma cadeia lateral. Esta ltima diferente para cada aminocido.

Nas molculas proticas, os resduos de aminocidos ligam-secovalentemente, formando longos polmeros no-ramificados. As ligaespeptdicas, que unem um aminocido a outro, so formadas pela reaoentre o grupo amino de um aminocido e o grupo carboxlico do aminocidosubseqente, eliminando molculas de gua.

Figura 1. Frmula estruturalgeral dos aminocidos.

Figura 3. Exemplo depeptdeo, formado porcinco aminocidos.

Figura 2. Reao geral da formaode uma ligao peptdica.


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II. REAES PARA AMINOCIDOS

As reaes orgnicas caractersticas dos aminocidos so aquelas deseus grupamentos funcionais, isto , os grupos carboxlicos, os gruposamino, e os grupos funcionais presentes nas diversas cadeias laterais.Essas reaes permitem, por exemplo, a identificao de aminocidos noshidrolisados proticos, identificao da seqncia de aminocidos de uma

protena, identificao de aminocidos essenciais para a atividade de umaenzima.

Uma reao bastante utilizada para verificar a presena deaminocidos em pequenas amostras a Reao da Ninidrina, devido suaelevada sensibilidade.

Princpio da reao da ninidrina: pelo aquecimento, o grupo -aminode um aminocido reage com duas molculas de ninidrina, produzindo umcomplexo de cor azul, denominado Prpura de Ruhemann.

A cor azul obtida na reao da ninidrina para todos os

aminocidos que apresentam um grupo -amino livre. Enquanto que aprolina e a hidroxiprolina, em que o grupo -amino est substitudo,produzem derivados com uma cor amarela caracterstica.

Figura 4. Reao da ninidrina.

III. REAES PARA IDENTIFICAO DE PROTENAS

Na literatura, podem ser encontrados vrios mtodos paraidentificao e/ou quantificao de protenas. Eles so baseados emalguma caracterstica da molcula de protena, tal como a presena dasligaes peptdicas, o contedo de aminocidos aromticos ou de grupos Rfenlicos.

Uma reao bastante utilizada para verificar a presena deprotenas a Reao do Biureto, devido sua alta sensibilidade.

Princpio da Reao do Biureto: em meio moderadamente alcalino, osons Cu2+ do reagente de Biureto interagem com tomos de nitrognio dasligaes peptdicas das protenas, formando complexos de cor violeta.

Para a formao do complexo so necessrias quatro ligaespeptdicas para cada on Cu2+, conforme ilustrado na figura abaixo.

Prpura de Ruhemann

(Complexo azul, formado pela reao

de 2 molculas de ninidrina com o N)

ninidrina

aminocido


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A Reao do Biureto pode ser empregado tambm para determinar aconcentrao de protenas em uma amostra, pois a intensidade da cor diretamente proporcional concentrao de protenas.

Figura 5. Esquema da reao do Biureto.

IV. SEPARAO DE PROTENAS POR PRECIPITAO

As protenas consistem em cadeias longas, nas quais os aminocidosocorrem em seqncias lineares especficas para cada tipo de protena. Ostipos de aminocidos (polares ou apolares) e as seqncias em que eles seencontram direcionam o enovelamento da cadeia polipeptdica, levando auma conformao tridimensional especfica, que indispensvel para suafuno biolgica.

Devido s diferenas nessas caractersticas estruturais, asprotenas possuem diferentes propriedades fsico-qumicas, tais como:tamanho, massa molecular, carga eltrica e solubilidade. Essaspropriedades, por sua vez, permitem que as protenas contidas em umamistura sejam separadas umas das outras.

Um mtodo bastante utilizado para separao de protenas de umaamostra a precipitao, que pode ser realizada de diferentes maneiras.Duas delas sero utilizadas nesta aula, e esto descritas a seguir.

IV.A. Precipitao pelos reagentes de alcalidesOs reagentes cidos utilizados para identificao de alcalides,

uma classe de compostos naturais, tais como: o cido tricloroactico(TCA), combinam-se com partes positivas de protenas, formando complexosinsolveis, que precipitam na soluo. Esses reagentes tambm tm aodesnaturante, ou seja, provocam a perda da conformao tridimensional daprotena de forma irreversvel. Conseqentemente, a protena separada poresse mtodo perde a sua funo.

Esse mtodo bastante utilizado para remover protenas de amostrasde soro, plasma e leite, quando se deseja analisar a presena deminerais, tais como clcio e magnsio, ou a contaminao por metaispesados, tais como chumbo e nquel.


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IV.B. Precipitao fracionada por solues salinas concentradas

Os sais neutros tm efeitos pronunciados na solubilidade dasprotenas globulares, podendo tanto aumentar quanto diminuir asolubilidade da protena na soluo. A capacidade desses sais deinfluenciar a solubilidade das protenas uma funo de sua fora

inica, que depende tanto de sua concentrao como do nmero de cargaseltricas dos ctions e nions que formam o sal.

Entretanto, o efeito do aumento ou da reduo da fora inica nasolubilidade pode ser diferente para cada tipo de protena, o que permiteque elas sejam separadas de uma mistura apenas variando-se a concentraode sal na soluo.

SALTING-INEm concentraes reduzidas, os sais aumentam a solubilidade de

muitas protenas, um fenmeno denominado solubilizao por salificao ou"salting-in".

Os sais de ons divalentes, tais como MgCl2 e o (NH4)2SO4, so maiseficientes na solubilizao por salificao do que os sais de ons

monovalentes como NaCl e KCl.Os efeitos da salificao na solubilidade so ocasionados por

alteraes na tendncia ionizao dos grupos R (cadeias laterais dosaminocidos) dissociveis da protena.

SALTING-OUTPor outro lado, medida que a concentrao do sal aumentada, a

solubilidade da protena se reduz gradativamente. Em foras inicassuficientemente elevadas, uma protena pode ser quase completamenteprecipitada de sua soluo, um efeito denominado precipitao porsalificao ou salting out.

Um dos fatores que a concentrao elevada de sais pode remover agua de hidratao das molculas de protena, reduzindo, dessa maneira,

sua solubilidade; porm outros fatores podem estar envolvidos.Os precipitados proticos resultantes da precipitao por

salificao mantm sua conformao nativa e podem ser dissolvidosnovamente, em geral sem haver desnaturao. Conseqentemente, a funo daprotena pode ser recuperada aps o trmino do processo e remoo do sal.

Tabela 1. Perfil de precipitao dasprotenas plasmticas em funo daconcentrao de (NH4)2SO4.

FraoEletrofortica

% de saturao de (NH4)2SO4para precipitao

Albuminas 100

1- globulinas 46

2- globulinas 46

- globulinas 40

- globulinas 33

Fibrinognio 20


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GLICDEOS

I.INTRODUO

Os carboidratos, ou sacardeos, so mais simplesmente definidoscomo poliidroxialdedos ou cetonas e seus derivados. Muitos possuem a

frmula emprica [CH2O]n, que originalmente sugere hidratos de carbono.Os monossacardeos, tambm chamados de acares simples, consistem

numa s unidade poliidroxialdedica ou cetnica, de frmula emprica[CH2O]n, onde n = 3 ou um nmero maior. O esqueleto de carbono dosmonossacardeos comuns no-ramificado e cada tomo de carbono, excetoum, possui um grupo hidroxlico no tomo de carbono remanescente, h umoxignio carbonlico. Se o grupo carbonlico estiver na extremidade dacadeia, o monossacardeo um aldedo derivado, denominado aldose; seestiver em qualquer outra posio, o monossacardeo uma cetonaderivada, denominada cetose. (figura 1).

Figura 1. Exemplos de aldose (D-glucose) e cetose (D-frutose) com seistomos de carbono, mostradas em frmulas estruturais de cadeia aberta.

A partir de vrias consideraes qumicas, deduziu-se que osmonossacardeos (aldoses e cetoses) com cinco ou mais tomos de carbonono so estruturas de cadeia aberta, mas estruturas cclicas. No caso daD-glucose, formam-se estruturas cclicas de seis elementos, pela reaodo grupo hidroxlico alcolico do tomo de carbono 5 com o tomo decarbono aldedico 1, conforme ilustrado na figura 2.

As formas isomricas dos monossacardeos, que diferem entre siapenas na configurao ao redor do tomo de carbono carbonlico, sodenominadas anmeras ou anomricas, e o tomo de carbono carbonlico denominado carbono anomrico.

O monossacardeo mais abundante o acar de seis carbonos D-glucose, de onde muitos outros so derivados. A D-glucose o principalcombustvel para a maioria dos organismos, e faz parte da composio dedissacardeos comuns, como maltose, lactose e sacarose, e depolissacardeos abundantes na natureza, tais como o amido e a celulose.

As unidades de monossacardeos so unidas por ligaesglicosdicas, as quais so formadas pela reao do carbono anomrico deum monossacardeo com um grupamento hidroxlico de outro monossacardeo(figura 3). Dessa forma, os dissacardeos consistem em doismonossacardeos unidos por uma ligao glicosdica, e osoligossacardeos e polissacardeos so cadeias de monossacardeos unidospor ligaes glicosdicas.

D-glucose D-frutose


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Figura 2. Reao de ciclizao da molcula de glucose, produzindo asformas anomricas e . A reao envolve o grupo hidroxila ligado aocarbono 5 e o tomo de carbono carbonlico 1, formando molculascclicas com 6 tomos de carbono.

Figura 3. Exemplo da formao de uma ligao glicosdica entre duasmolculas de glucose, produzindo maltose. A ligao glicosdica formada pela reao do carbono anomrico de um monossacardeo com umgrupamento hidroxlico de outro monossacardeo.

carbonocarbonlico

carbonoanomrico

carbonoanomrico

-D-glucopiranose -D-glucopiranose

D-glucose

carbonocarbonlico

carbonoanomrico

carbonoanomrico

- -glucopiranose -D-glucopiranose

D-glucose

carbonocarbonlico

carbonoanomrico

carbonoanomrico

-D-glucopiranose - -glucopiranose

D-glucose

lcool

-D-glucopiranosil-(1 4)-D-glucopiranose

condensaohidrlise

hemiacetalacetal

hemiacetal

lcool

-D-glucopiranosil-(1 4)-D-glucopiranose

condensaohidrlise

hemiacetalacetal

hemiacetal

lcool

-D-glucopiranosil-(1 4)-D -glucopiranose

condensaohidrlise

hemiacetalacetal

hemiacetal


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II. PARTE EXPERIMENTAL

II.A. Preparao da soluo de amidoO amido encontrado nas clulas de vegetais (gros, frutas e

tubrculos) na forma de grnulos de gro. Com o aquecimento em gua, osgrnulos so rompidos, liberando o amido. Este, por sua vez, sofreintensa hidratao, e a soluo adquire aspecto transparente ou

translcido, e torna-se levemente viscosa.

II.B. Pesquisa de amido na soluo preparadaNa maioria dos vegetais, o amido a principal forma de

armazenamento de combustvel. Ele constitudo de dois componentesprincipais: amilose e amilopectina (geralmente na proporo de 1:3). Aamilose um polmero de glicose sem ramificaes, no qual todas as

unidades de D-glucose esto ligadas por ligaes (14). J aamilopectina um polmero de glicose muito ramificado, no qual as

ligaes do esqueleto glicosdico so do tipo (14), mas os pontos deramificao so ligaes (16); possui uma massa molecular cerca de 20vezes maior que a amilose.

O glicognio o principal polissacardeo de reserva das clulas

animais, assim como o amido o nas clulas vegetais. Semelhante amilopectina, o glicognio um polissacardeo de D-glucose em ligao

(14). Contudo, uma molcula mais altamente ramificada e maiscompacta do que a amilopectina; as ramificaes ocorrem aps oito a doze

resduos de glicose. Nas ramificaes, as ligaes so (16).Tanto no amido como no glicognio, a cadeia polissacardica assume

a forma helicoidal, em decorrncia do grande nmero de unidades de

glucose ligadas por ligaes do tipo (14). Devido a essacaracterstica estrutural, ambos os polissacardeos formam complexos decoordenao com o iodeto, presente na soluo de lugol.

Entretanto, a cor do complexo formado geralmente azul para oamido e avermelhada para o glicognio. A cor varia de acordo com aquantidade de polissacardeo que assume, quando em soluo, a

conformao de hlice.

Quando se aquece a soluo de amido, a estrutura helicoidal sedesfaz, conseqentemente, no mais possvel a formao do complexoentre o amido e o iodeto. Ao resfriar a soluo, o amido recupera a suaforma helicoidal.

amido + lugol Complexo azul

glicognio + lugol Complexo avermelhado

amido + lugol Complexo azul

glicognio + lugol Complexo avermelhado


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II.D.2. Pesquisa de sacardeos redutores (Reao de Benedict)Os sacardeos cujo grupo hidroxila ligado ao carbono anomrico est

livre (ou seja, no est envolvido em ligaes qumicas), possuem acapacidade de reduzir ons metlicos, tais com: Cu2+, Ag+ ouferricianeto, em meio alcalino. Os acares capazes de reduzir taisagentes so denominados acares redutores. De modo geral, osmonossacardeos so acares redutores, enquanto que os sacardeos de

cadeia maior nem sempre apresentam essa propriedade.O dissacardeo lactose encontrado no leite, no tendo outra

ocorrncia na natureza e sua hidrlise produz galactose e glucose. Alactose um dissacardeo redutor, uma vez que possui um carbonoanomrico livre na unidade de glucose.

A sacarose, ou acar de cana, um dissacardeo de glucose efrutose, sendo extremamente abundante no reino vegetal e conhecidacomo acar de mesa. Em contraste com a maioria dos dissacardeos eoligossacardeos, a sacarose no possui tomos de carbono anomricolivres, uma vez que os tomos de carbono anomricos de ambos osmonossacardeos esto ligados entre si e no podem sofrer oxidao. Poresta razo, a sacarose no age como acar redutor.

O amido e a sacarose so acares no-redutores, cujas ligaesglicosdicas so hidrolisadas pelo tratamento com cidos fortes quente, produzindo monossacardeos. Estes produtos, por sua vez, so

acares redutores, pois possuem uma hidroxila livre no carbonoanomrico. A comprovao da hidrlise cida do amido e da sacarose se dpela positividade da reao de Benedict.

amidoH+

calorglucose

sacarose glucose + frutoseH+

calor

amidoH+

calorglucose

sacarose glucose + frutoseH+

calor

lactose

sacarose

glucose

frutose

Carbono anomricoGrupamento redutor

lactoselactose

sacarosesacarose

glucoseglucose

frutosefrutose

Carbono anomricoGrupamento redutor Carbono anomricoGrupamento redutor


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REAO DE BENEDICT

A ao redutora de acares em meio alcalino bastante utilizadapara a determinao quantitativa e qualitativa de acares. Nesta aula,utilizaremos o Reagente de Benedict, que contm ons Cu2+ ligados aagentes complexantes, em meio alcalino.

Com o aquecimento do acar com grupamento redutor, em presena dos

ons Cu2+ e OH-, o Cu2+ reduzido a Cu+ e o acar oxidado, e ocorre aformao de precipitados de Cu2O (xido cuproso). A cor do precipitadodepende do contedo de acar redutor.

Precipitado esverdeado -------- traosPrecipitado amarelado --------- 10 g/LPrecipitado vermelho -----------20 g/L

OH-Cu++ + acar redutor Cu2O + acar oxidado


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LIPDEOS

I.INTRODUO

Lipdeos so biomolculas orgnicas insolveis na gua que podemser extradas de clulas e tecidos por solventes no polares, como, porexemplo, clorofrmio, ter ou benzeno. Podem ser de origem animal ouvegetal e possuem importantes funes biolgicas. Eles so componentesestruturais de membranas, atuam como forma de armazenamento e transportede combustvel metablico. So precursores para biossntese de algumasvitaminas, hormnios e mediadores inflamatrios, funcionam como isolantetrmico em animais como a foca.

A classificao dos lipdeos pode ser baseada na estrutura de seusesqueletos. Os lipdeos simples no contm cidos graxos (ex: esterides,prostaglandinas) enquanto que os lipdeos complexos so constitudos decidos graxos e diferem na estrutura dos esqueletos aos quais essescidos esto covalentemente ligados. Por exemplo:

Triacilgliceris ou triglicerdeos: cidos graxos ligados aoglicerol, na forma de ster.

Fosfolipdeos ou Fosfoglicerdeos: cidos graxos ligados aoglicerol-3-fosfato, com diferentes grupos ligados ao grupo fosfato.Os diferentes tipos de fosfolipdeos so denominados de acordo com ogrupo ligado sua cabea polar. Ex: cardiolipina,fosfatidiletanolamina, fosfatidilcolina, fosfatidilserina,fosfatidilinositol.

Ceras: cidos graxos ligados a lcoois de cadeia longa, na forma dester.

Esfingolipdeos: cidos graxos de cadeia longa ligados a esfingosina(aminolcool de cadeia longa). Ex:esfingomielina, cerebrosdeos.

II. CIDOS GRAXOS

Os cidos graxos possuem uma longa cadeia hidrocarbonada (caudaapolar) e um grupo carboxlico terminal (cabea polar) (figura 1). Elesocorrem apenas em pequenas quantidades na forma livre; a quase totalidadedos cidos graxos encontra-se ligada a diferentes compostos, geralmentena forma de steres, conforme citado acima (figura 2).

A cadeia hidrocarbonada pode ser saturada, isto , com tomos decarbono unidos apenas por ligaes simples; ou insaturada contendo uma oumais ligaes duplas ou triplas. Os cidos graxos diferem um do outroprimariamente no comprimento da cadeia e no nmero e posio de suasligaes insaturadas.


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O nmero relativo de ligaes duplas em uma dada amostra de cidosgraxos ou lipdeos pode ser determinado empregando-se compostoshalogenados, como iodo, cloro e bromo. Esses halognios adicionam-se sduplas ligaes, sendo que a cada lado da dupla ligao se adiciona umtomo de halognio. A quantidade de halognio absorvido , portanto,proporcional ao nmero total de duplas ligaes.

Quando se empregam solues de iodo em clorofrmio, observa-se quequanto maior o grau de insaturao do lipdeo, mais rpido ocorre odesaparecimento da cor da soluo (figura 3).

Figura 3. Reao de adio de iodo em duplas ligaes de cidos graxosinsaturados.

Figura 1.Estruturasimplificada de cidosgraxos livres, saturadose insaturados.

Figura 2. Frmulaestrutural e representaosimplificada da estrutura

de um triacilglicerol.

Grupo carboxlico

(cabea polar)

Cadeiahidrocarbonada

(cauda apolar)

insaturao

cido graxosaturado

cido graxoinsaturado

Grupo carboxlico

(cabea polar)

Cadeiahidrocarbonada

(cauda apolar)

insaturao

cido graxosaturado

cido graxoinsaturado

+ I2R CH2 CH CH CH2 CO

OHR CH2 CH

OH

O

CCH2CH

I

I

+ I2R CH2 CH CH CH2 CO

OHR CH2 CH

OH

O

CCH2CH

I

I

CH2 O C R1

O

CH2 O C R3O

CH O C R2

OCH2 O C R1

O

CH2 O C R3O

CH O C R2

O


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50

III. PROPRIEDADES GERAIS

III.A. SolubilidadeOs glicerdeos de cidos graxos inferiores (menores), como o cido

butrico, so ligeiramente solveis em gua, enquanto os de cidos graxossuperiores so insolveis. Todos so solveis em ter, clorofrmio ebenzeno. So pouco solveis em etanol a frio, mas a solubilidade aumenta

muito em etanol quente.Os lipdeos, por definio, so molculas de baixa polaridade,

portanto praticamente insolveis em solventes polares, como a gua. Dessemodo, a ordem de solubilidade esperada para o leo vegetal : ter>lcool > gua.

III.B. SaponificaoOs cidos graxos complexos so tambm denominados lipdeos

saponificveis, uma vez que produzem sabes, sais de cidos graxos, sobhidrlise alcalina.

Os triglicerdeos, cidos graxos esterificados com glicerol,decompem-se facilmente em glicerol e sais de cido graxo (sabes) por

ebulio em bases fortes como NaOH ou KOH. Como os lipdeos soinsolveis em gua, o processo facilitado adicionando-se soluoalcolica da base.

Ao acidificar o meio de reao, o sal de cido graxo, que solvelem gua, convertido em cido graxo. Este, por sua vez, no solvel emgua, e separa-se do meio de reao. Alm disso, o cido graxo fica nasuperfcie da soluo, pois menos denso que a gua, e o glicerolpermanece dissolvido na fase aquosa, devido sua natureza polar.

O cido graxo separado pode novamente ser convertido em sabo, pelaadio de uma base forte e sob aquecimento. Por esta razo, ao se agitaro tubo contendo gua quente, soluo de NaOH 1 mol/L e o cido graxo(insolvel), ocorre formao de espuma, que indicativa da presena dosabo.

III.C. Propriedades dos sabesOs sabes de metais alcalinos particularmente de Na e K so

solveis em gua. Os sabes de massa molecular mais alto so menossolveis. Os de Ca2+ e Mg2+ so muito insolveis em gua e precipitam. Ossais de Pb dos cidos graxos saturados possuem solubilidade limitada emgua enquanto que os dos cidos graxos insaturados so muito maissolveis (Isto pode servir para separar cidos graxos saturados de cidosgraxos insaturados).

Quando acrescentamos soluo saturada de cloreto de sdio no sabo,este precipita o sabo por seqestrar a gua que envolve as molculasdeste, de modo semelhante ao fenmeno de precipitao de protenas por

soluo saturada de sulfato de amnio.Os detergentes so estveis em gua dura (com Ca2+ e Mg2+) bem como

em solues cidas, o que no ocorre com o sabo.

R-COOH + 2H2 RCH2OH + H2O

R-CH2-O-SO2ONa


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51

HO C R 2

O

HO C R 3

O

HO C R 1

O

CIDOS GRAXOS(insolveis em gua)

KCl

CH2 OH

CH2 OH

OHCH

K+O

-C R 1

O

K+O- C R 3

O

K+O

-C R 2

O

TRIGLICERDEO

+

GLICEROL SABO(sais de cidos graxos)

CH2 OH

CH2 OH

OHCH

Na+O

-C R 1

O

Na+O

-C R 3

O

Na+O

-C R2

O

HCl

+

GLICEROL(solvel em gua)

SABO(sais de cidos graxos)

NaOH

KOH

+

CH2 O C R1

O

CH2 O C R3

O

CH O C R2

O

SAPONIFICAO

SEPARAO DOS

CIDOS GRAXOS

REDISSOLUO DOS

CIDOS GRAXOS

HO C R 2

O

HO C R 3

O

HO C R 1

O


KCl

CH2 OH

CH2 OH

OHCH

K+O

-C R 1

O

K+O- C R 3

O

K+O

-C R 2

O

TRIGLICERDEO

+


CH2 OH

CH2 OH

OHCH

Na+O

-C R 1

O

Na+O

-C R 3

O

Na+O

-C R2

O

HCl

+

GLICEROL(solvel em gua)

SABO(sais de cidos graxos)

NaOH

KOH

+

CH2 O C R1

O

CH2 O C R3

O

CH O C R2

O

SAPONIFICAO

SEPARAO DOS

CIDOS GRAXOS

REDISSOLUO DOS

CIDOS GRAXOS

HO C R 2

O

HO C R 3

O

HO C R 1

O

HO C R 2

O

HO C R 3

O

HO C R 1

O


KCl

CH2 OH

CH2 OH

OHCH

CH2 OH

CH2 OH

OHCH

K+O

-C R 1

O

K+O- C R 3

O

K+O

-C R 2

O

K+O

-C R 1

O

K+O- C R 3

O

K+O

-C R 2

O

TRIGLICERDEO

+


CH2 OH

CH2 OH

OHCH

CH2 OH

CH2 OH

OHCH

Na+O

-C R 1

O

Na+O

-C R 3

O

Na+O

-C R2

O

Na+O

-C R 1

O

Na+O

-C R 3

O

Apo Bioquimica Conceitos Gerais - Odonto - 1o Sem 2008

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