Professora: Maria Fernanda nandacampos.mendonc@gmail · Quais são os nutrientes dos quais nosso...

Professora: Maria Fernanda

nandacampos.mendonc@gmail .com

Os seres vivos, sem exceção, necessitam da absorção de energia para

poder sobreviver. É por esta razão que nos alimentamos, pois são os

nutrientes dos alimentos que, através da digestão, nos fornecem energia e

matéria para o desenvolvimento e manutenção do organismo.

A maioria dos alimentos possuem um mistura de nutrientes. Para nos

mantermos saudáveis, devemos consumir uma boa mistura de alimentos

todos os dias.

Nutrientes são as unidades mais simples dos alimentos que são

metabolizadas para fornecer energia e manutenção do organismo.

Quais os tipos de nutrientes presentes nos alimentos que ingerimos?

Identifique-os a partir dos rótulos dos alimentos que você mais

consome.

Por que precisamos nos alimentar?

Vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=jPPdxIrtYAU

Quais são os nutrientes dos quais nosso organismo

necessita?

Nutrientes Função no organismo Grupo de alimentos

Carboidratos Principal fonte de energia utilizada pelo organismo para se manter e realizar as atividades diárias.

Açúcar e cereais

Proteínas Ajudam no funcionamento intestinal, reduzindo o tempo que o alimento leva para ser digerido e eliminado.

Carnes e ovos

Lipídios Principal fonte de armazenamento da energia excedente pelo organismo, também ajudam no transporte de vitaminas.

Manteiga e óleos

Vitaminas São encontradas nos alimentos em quantidades pequenas; sua deficiência causa diversos problemas de saúde.

Frutas e legumes

Fibras Principal fonte de elementos que são essenciais para constituir o próprio corpo dos organismos: aminoácidos.

Carnes e frutas

Vale ressaltar que a água é fundamental para a vida. Além de sua ingestão

na forma líquida, há também a água ingerida quando nos alimentamos, pois

ela faz parte da composição da maioria dos alimentos.

Os nutrientes podem ser de natureza orgânica ou inorgânica. Os nutrientes

orgânicos incluem carboidratos, gorduras, proteínas (ou outros elementos

construtores, como os aminoácidos), e vitaminas. Os compostos químicos

inorgânicos incluem os minerais ou água.

Os nutrientes necessários em grandes quantidades são denominados por

“macronutrientes” e os necessários em pequenas quantidades por

“micronutrientes”.

Como os nutrientes são classificados?

Macronutrientes Micronutrientes

Proteínas Gorduras

Carboidratos

Vitaminas Sais minerais

Como os nutrientes são classificados?

Apesar das gorduras serem a maior fonte de fornecimento de energia, a

nossa primeira e principal fonte são os carboidratos. Estes são compostos

orgânicos constituídos de carbono, hidrogênio e oxigênio.

O carboidrato mais importante na biologia é a glicose (C6H12O6), e é dela

que primariamente o nosso corpo se utiliza como fonte de energia.

Estrutura química da glicose.

O que é energia?

O conceito de energia é utilizado em nosso cotidiano

com um sentido corrente para designar o vigor, a

firmeza e a força.

O termo é de origem grega (energéia) e significa

força ou trabalho. Em 1807, o físico inglês Thomas

Young propôs que a energia fosse definida como

capacidade para realizar trabalho, conceito que é

até hoje amplamente utilizado. Esta definição está

relacionada ao uso das primeiras máquinas

térmicas, nas quais a energia química de

combustíveis como a madeira era usada para a

produção de vapor, que as movimentava.

Máquina térmica

Trabalho (W) é uma medida

da energia transferida pela

aplicação de uma força ao

longo de um deslocamento.

Essa definição nada diz sobre a natureza mais específica da energia.

Dê onde vem a energia dos alimentos?

O significado científico de energia, contudo, é mais amplo.

http://pt.wikipedia.org/wiki/%CE%A4

O que é energia?

No processo da fotossíntese, a planta absorve a luz do Sol, que fornece a

energia necessária para a transformação da água e do dióxido de carbono

em açúcar. Durante a realização da fotossíntese a planta elimina oxigênio

para a atmosfera.

Dê onde vem a energia que utilizamos em nosso dia-a-dia?

Praticamente todas as formas de energia que conhecemos dependem,

direta ou indiretamente, da energia luminosa que recebemos do sol.

Na presença da

energia solar, as

plantas captam o

dióxido de carbono

do ar através de

suas folhas e

retiram água e sais

minerais do solo

através das raízes.

O que é energia?

Dê onde vem a energia dos alimentos?

As plantas não comem, mas produzem o seu próprio alimento (açúcar-

glicose) através do processo da fotossíntese. Estes seres autotróficos vão

servir de alimento a alguns animais que como não conseguem produzir o

seu próprio alimento são classificados como seres heterotróficos e é deste

modo que se processam as transferências de matéria e de energia de uns

seres vivos para outros num ecossistema.

Como se dá o fluxo de energia?

A energia que entra num ecossistema é a

energia solar e vai ser transformada em

energia química pelos produtores, as

plantas. As plantas, ao servirem de

alimento aos animais herbívoros, passam-lhes a energia disponível; essa

energia será, por sua vez, passada dos animais herbívoros aos carnívoros

que deles se alimentam.

Nesse processo a energia é destruída à medida que é transferida?

O que é energia?

Mas qual é a origem da energia do sol?

Um aspecto importante para entendermos a transferência de energia dentro

de um ecossistema é perceber-se a Lei de Lavoisier : “A energia não pode

ser criada nem destruída e sim transformada”.

Nesse processo a energia é destruída à medida que é transferida?

Como exemplo ilustrativo desta

condição, pode-se citar a luz solar, a

qual como fonte de energia, pode

ser transformada em trabalho, calor

ou alimento em função da atividade

fotossintética; porém de forma

alguma pode ser destruída ou

criada,

O que é energia?

Dê onde vem a energia do sol?

A fonte hoje aceita para a energia do Sol foi proposta por

Hans Albrecht Bethe, em 1937. Tal fonte seriam as

reações termonucleares, onde dois átomos de

hidrogênio (deutério e trítio) se fundem formando um

átomo maior (hélio – 2 prótons e 2 nêutrons), com

liberação de grande quantidade de energia.

A composição do Sol é 92,1% hidrogênio, 7,8% hélio,

0,061% oxigênio, 0,039% carbono e 0,0084% nitrogênio.

Com esta composição, o Sol tem hidrogênio suficiente

para alimentar essas reações por bilhões de anos. À

medida que diminui a quantidade de hidrogênio,

aumenta a de hélio no núcleo.

Em razão da alta energia liberada na reação de fusão nuclear, o sonho de muitos

cientistas é produzir energia por meio desse tipo de reação. No entanto, isso ainda não

é possível, porque reações desse tipo somente ocorrem em temperaturas

elevadíssimas, como ocorre no Sol. E não é possível trabalhar ainda de maneira

controlada com materiais a milhares de graus Celsius.

Vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=AmKfL_ixWPY

Deutério Trítio

O que é energia?

Toda a energia liberada pelo sol atinge à Terra?

De toda energia irradiada pelo Sol em todas as direções

do espaço, apenas uma pequeníssima parcela atinge a

nossa Terra. Isso por causa da grande distância que

separa os dois corpos celestes e da pequenez da

superfície terrestre voltada na direção do sol.

A energia proveniente do sol é utilizada na fotossíntese,

processo no qual as planas produzem glicose

(carboidrato), servindo de alimento a outros animais

como os coelhos, por exemplo.

O coelho obtém, ao comer as folhas da erva, energia

química; porém, esta energia é muito menor que a energia

solar recebida pela planta.

Como vimos a energia dos alimentos tem sua origem na energia solar que é

transformada em energia química pelo processo da fotossíntese.

Mas o que é energia química?

A energia química é uma energia baseada na força de atração e repulsão

nas ligações químicas, presente na matéria que forma tudo que esta à nossa

a volta, inclusive o nosso corpo.

Para que se haja a utilização da energia química, é preciso que haja uma

interferência externa forte o suficiente para que se rompam essas ligações.

Quando acontece esse rompimento, a energia liberada pode se manifestar

de várias formas diferentes. Elas podem ser liberadas em forma de calor, luz,

etc.

Para entendermos como a energia luminosa é transformada em energia

química, precisamos entender como uma ligação química é formada.

Definindo a origem da energia dos alimentos.

Como o organismo extrai a energia dos alimentos?



Os átomos se

ligam uns aos

outros se energia

é liberada no

processo.

Por que energia

é liberada?



O abaixamento de energia é devido às interações atrativas entre cargas

de sinais opostos, no caso de íons, ou entre núcleos e elétrons dos pares

compartilhados. As configurações eletrônicas dos átomos controlam sua

combinação com outros átomos.

A B

A ligação química ocorre quando há equilíbrio dessas forças – atrativas

e repulsivas - situação menos energética. Nessa situação, o

comprimento da ligação e a energia liberada no processo são

determinados.

Cada tipo de ligação química

existe um conteúdo energético

diferente, o que significa que as

energias químicas dos produtos

são diferentes das dos reagentes.



Agora que sabemos que as substâncias apresentam energia potencial

(energia química) oriunda das atrações e repulsões entre os átomos que a

constitui. A partir deste conhecimento, proponha uma explicação para a

forma como o organismo obtém energia dos alimentos. Lembre-se que

essa energia é obtida dos carboidratos (glicose).

O CO2(g) e a H2O(l) são convertidos pelas plantas em glicose. Para que a

reação entre o gás carbônico e a água ocorra é preciso energia. Como

vimos essa energia é fornecida pelo sol. Logo, energia térmica é convertida

em energia química (ligações químicas da molécula de glicose.

A fotossíntese consiste

em uma transformação,

denominada reação

química.

Poderíamos supor que a obtenção de

energia por meio dos alimentos origina-

se de uma reação química?


A extração de energia dos alimentos é feita por um processo denominado

oxidação biológica, que é um processo brando e feito em etapas

sucessivas, basicamente em três estágios:

Estágio 1: Digestão e absorção de alimentos

Estágio 2: Oxidação biológica dos nutrientes

Estágio 3: Oxidação seguida da obtenção de ATP por óxido-redução

Portanto, o desprendimento de energia contida nas ligações químicas dos

elementos das moléculas combustíveis é capturado num composto

chamado de Adenosina Tri Fosfato, ou ATP. A energia do ATP é gasta nos

diversos processos endergônicos (gastam energia) da célula. A energia

obtida é constantemente utilizada, o que obriga o organismo humano a

rebalancear as suas reservas, com o consumo de mais alimento.


C6H12O6(s) + 6 O2(g) 6 C02(g) + 6 H20(l)

Oxidação biológica dos nutrientes

A oxidação biológica dos nutrientes consiste em uma reação química,

representada pela seguinte equação química:

No momento das reações químicas, quando as ligações dos reagentes são

quebradas e as ligações dos produtos são formadas, há perca e ganho de

energia.

O que ocorre com as ligações químicas durante uma reação

química?

Numa reação, para que uma ligação química seja rompida, é preciso

energia, enquanto, para formá-la, há liberação de energia.

No caso da reação química representada acima, o balanço total de energia

recebida (quebrar ligação) e energia cedida (formar novas ligações) é

negativo, isto é, mais energia é liberada do que recebida.


Oxidação biológica dos nutrientes

Na digestão, a glicose reage com o oxigênio formando gás carbônico e

água. Nesse processo, a energia liberada na formação das ligações

químicas dos produtos é maior do que a energia consumida na quebra das

ligações dos reagentes. Logo, a reação ocorre com liberação de energia.

Chamamos essas reações de EXOTÉRMICAS.

Na reação da fotossíntese em que água e gás carbônico reagem

produzindo glicose, foi preciso fornecer energia para que a mesma

ocorresse. Nessa reação a energia necessária para romper as ligações

químicas dos reagentes é maior que aquela desprendida na formação dos

produtos. Logo, a reação corre com a absorção de energia. Chamamos

essas reações de ENDOTÉRMICAS.

O que podemos dizer sobre o balaço total de energia

antes e após a reação química?

Reação endotérmica e Exotérmica

O que podemos dizer sobre o balaço total de energia antes e após a

reação química?

A energia total após a reação é igual à energia total antes da reação.

A lei da Conservação da energia não é válida apenas para as

transferências de energia que ocorrem dentro de um ecossistema, mas

também para qualquer transformação seja ela química (reação química) ou

física (mudança de estado).

Vimos que nas reações químicas, a energia é conservada. Contudo, as

reações endotérmicas ocorrem com a absorção de energia e as exotérmicas

com a liberação de energia. Sabendo-se disso surge a seguinte questão:

Como podemos identificar se uma reação química é endotérmica ou é

exotérmica?


Reações endotérmicas e exotérmicas

O conceito de temperatura, do ponto de vista científico, deriva da observação

de que energia pode fluir de um corpo para outro quando eles estão em

contato. A temperatura é a propriedade que nos diz a direção do fluxo de

energia. Assim, se a energia flui de um corpo A para um corpo B, podemos

dizer que A está a uma temperatura maior do que B.

Numa reação endotérmica – a temperatura do sistema antes da reação é

maior do que aquela após a reação. Isso nos diz que a energia flui do meio

externo (ambiente) para o sistema reacional.

Numa reação exotérmica – a temperatura do sistema antes da reação é

menor do que aquela após a reação. Isso nos diz que a energia flui do

sistema reacional para o meio externo (ambiente).



O fluxo de energia de um sistema para outro é denominado CALOR. O calor, como

fluxo de energia, sempre passa de um sistema a uma temperatura maior para um

outro a uma temperatura menor, quando os dois estão em contato. Logo, uma

substância pode armazenar energia, mas não conter calor, pois calor é ENERGIA EM

TRÂNSITO.

Deve-se destacar que só há fluxo de energia e, portanto, calor, quando há diferença

de temperatura. O calor é, dessa maneira, diretamente proporcional à diferença de

temperatura entre os dois sistemas entre os quais está havendo a transferência de

calor, e não à temperatura de qualquer dos sistemas. Quanto maior a diferença de

temperatura maior será o fluxo de calor.

Assim, podemos dizer que as transferências de energia envolvidas em uma reação

química ocorrem como calor. Então podemos definir as reações endotérmicas e

exotérmicas da seguinte forma:

Reação endotérmica - Ocorre com ABSORÇÃO DE CALOR.

Reação exotérmica – Ocorre com LIBERAÇÃO DE CALOR.



Exemplos:

Reação 1) NaClO(aq) + Na2SO3(aq) Na2SO4(aq) + NaCl(aq)

Tinicial (reagentes) (antes da reação) = 24 ºC

Tfinal (produtos) (após a reação) = 28 ºC

Reação exotérmica TFINAL > TINICIAL

O sistema perde calor e o ambiente é aquecido.

Energia flui do sistema (temperatura maior) para o ambiente (temperatura

menor Tfinal > T inicial ) tubo de ensaio se esfria

Processo exotérmico: o sistema libera calor e o ambiente é aquecido.



Reação 2) 2 NH4SCN(s) + Ba(OH)2(s) Ba(SCN)2(s) + 2 NH3(g) + 2 H2O(l)

Tinicial (reagentes) (antes da reação) = 24 °C

Tfinal (produtos) (após a reação) = 10 º C

Reação endotérmica TFINAL < TINICIAL

O sistema ganha calor e o ambiente se resfria.

Energia flui do ambiente (temperatura maior) para o sistema (temperatura

menor Tfinal < T inicial ) tubo de ensaio se aquece

Processo endotérmico: o sistema absorve calor e o ambiente se resfria.



Resumindo:

Sistema - Vizinhança

Tipo de reação Efeito

observado

Temperatura inicial

/ Temperatura final

Fluxo de

energia

Endotérmica Frasco

(ambiente)

resfria

TINICIAL > TFINAL Energia (calor)

flui do

ambiente para

o sistema.

Exotérmica Frasco

(ambiente)

aquece

TINICIAL < TFINAL

Energia (calor)

flui do sistema

para o

ambiente.

Tarefa – pg. 144

(5 e 6)


Algumas ideias equivocadas sobre calor

O calor é uma substância.

Essa ideia já foi aceita por muitos cientistas no passado, que consideravam que todos

os corpos possuíam em seu interior uma substância fluida invisível e de massa

desprezível que denominavam calórico. Um corpo de maior temperatura possuía mais

calórico do que um corpo de menor temperatura. Hoje sabemos que uma substância

pode armazenar energia, mas não contém calor.


Algumas ideias equivocadas sobre calor

O calor é diretamente proporcional à temperatura.

A ideia de que o calor é diretamente proporcional à temperatura tem sua origem na

maneira como lidamos com “calor” na vida cotidiana. As expressões “faz muito calor”,

“calor humano” etc. são exemplos de como essa ideia está arraigada na linguagem.

Afinal, só dizemos que “faz muito calor” quando a temperatura está alta.

Existem dois tipos de “calor”: o quente e o frio.

De acordo com essas ideias, um corpo quente possui calor enquanto um corpo frio

possui frio. Afinal, estamos acostumados a dizer que colocamos uma pedra de gelo

numa bebida para esfriar essa bebida. Essa maneira de dizer sugere que o gelo

transfere “frio” para a bebida. Entretanto, a bebida esfria porque transfere energia

para a pedra de gelo até que todo o sistema esteja a uma mesma temperatura.

Calor e temperatura e modelo cinético-molecular

Modelo cinético-molecular

Podemos interpretar os conceitos de temperatura e calor a partir do modelo

cinético-molecular.

Modelo cinético-molecular da matéria

- Todos os materiais são constituídos por partículas

pequenas (moléculas, íons ou átomos).

- A matéria é descontínua, pois há espaço entre as

partículas.

- As partículas estão em constante movimento, portanto

possuem energia cinética.

- Entre as partículas existem forças atrativas, chamadas de

força de coesão.

- O movimento das partículas aumenta com o aumento da

temperatura.

Ver animação: https://www.youtube.com/watch?v=4LxJ8v8X6xs

Modelo cinético-molecular

Calor e temperatura - modelo cinético-molecular

Segundo o modelo-cinético todos os materiais são constituídos por

moléculas, íons ou átomos. Podemos desse modo, dizer que há uma

relação entre a temperatura e a energia cinética média dessas moléculas,

íons ou átomos.

A temperatura irá expressar o maior ou menor grau de agitação térmica das

moléculas de um corpo. Quanto maior a temperatura, maior será a agitação

térmica dessas moléculas.

Maior grau de agitação Menor grau de agitação

O modelo cinético-molecular também pode ser usado para explicar a

transmissão de calor por condução térmica.



Quando uma fonte quente entra em contato com uma panela de alumínio,

por exemplo, ela aumenta a agitação térmica e portanto a energia cinética

dos átomos da superfície do metal em contato com a fonte.

Por meio de sucessivas colisões, parte da energia cinética dos átomos da

região aquecida é transferida para os átomos da região vizinha e assim

sucessivamente, até atingir todos os átomos da panela. Nesse processo, o

calor é transmitido de um átomo para outro sem que os mesmos sofram

deslocamento ao longo do metal.

Outros formas de transmissão de calor:

Vídeo: https://www.youtube.com/watch?v=afajSfKnKGM

Entalpia

Toda substância apresenta uma certa quantidade de energia armazenada,

denominada de energia interna. Parte da energia armazenada está na forma

de energia química (nas ligações entre os átomos) e parte na forma de

energia térmica (nos movimentos descritos pelo modelo cinético-molecular).

Além do mais, a energia varia durante uma reação química, isto é, um

reação pode ocorrer com liberação de calor ou absorção do mesmo.

Como podemos avaliar a variação de energia envolvida nas reações

químicas?

Para isso, faremos uso do conceito de variação de entalpia.

É a medida da quantidade de calor liberada ou absorvida pela reação, a

pressão constante.

Vejamos como avaliar a variação de entalpia quando temos uma reação

endotérmica e a outra exotérmica.

Entalpia

Quando o sistema sofre uma transformação no seu estado, a variação de

entalpia (∆H) é dada por:

Estado inicial → Estado final

H1 → H2

∆H = H2 – H1

ou

∆H = HP - HR

onde H1 ou HR é a entalpia do sistema no seu estado inicial (reagente), e

H2 ou HP a entalpia do sistema no seu estado final (produto).

Podemos também avaliar a variação de entalpia (ΔH) a partir de diagramas

de energia.

Entalpia

Variação de entalpia – reação endotérmica

Como vimos uma reação endotérmica ocorre com a absorção de calor – fato

que pode ser comprovado pela diferença de energia entre o rompimento de

uma ligação e constituição de outra. Desse modo, podemos dizer que o

balanço energético total da reação química será positivo, isto é, a variação

dessa energia (variação de entalpia) possui sinal positivo (+ΔH).

Podemos avaliar essa variação de energia pelo gráfico a seguir:

Como consequência, a temperatura dos

produtos finais é menor que a dos

reagentes. Fazendo com que todo o

recipiente no qual estão contidos se resfrie

da mesma maneira.

HR < HP quantidade de energia foi

absorvida na forma de calor pelos reagentes

durante a reação ficando “contida” nos

produtos.

Entalpia

Variação de entalpia – reação exotérmica

Como vimos uma reação endotérmica ocorre com a liberação de calor – fato

que pode ser comprovado pela diferença de energia entre o rompimento de

uma ligação e constituição de outra. Desse modo, podemos dizer que o

balanço energético total da reação química será negativo, isto é, a variação

dessa energia (variação de entalpia) possui sinal negativo (-ΔH).

Podemos avaliar essa variação de energia pelo gráfico a seguir:

Como consequência, a temperatura final

dos produtos é maior que a temperatura

inicial dos reagentes.

HR > HP parte da energia que estava

“contida” nos reagentes foi liberada na

forma de calor, quando eles se

transformam em produto.

A caloria dos alimentos

A fonte de energia da qual necessitamos para viver vem dos alimentos que

ingerimos. Vimos que essa energia é obtida a partir da reação de

combustão da glicose no interior de nossas células. Por ser uma reação

química exotérmica, a combustão da glicose ocorre com liberação de calor.

Será que existe alguma relação entre o calor liberado na reação de

combustão da glicose e a caloria dos alimentos que consumimos?

A resposta é sim. De modo simples poderíamos dizer que a caloria dos

alimentos expressa a quantidade de energia fornecida por ele.

Podemos também dizer que calorias (cal) é a unidade de quantidade de calor. Por ser uma unidade muito pequena, em nutrição, costuma-se utilizar a quilocaloria,

que equivale a 1000 calorias. Para simplificar, a quilocaloria também é chamada de

Caloria, com "C" maiúsculo.

Cientificamente caloria é definida como: a

quantidade de energia necessária para

elevar de 14,5°C para 15,5°C a

temperatura de 1g de água.


Pelo fato da caloria ser uma unidade muito pequena, em nutrição, costuma-

se utilizar a quilocaloria, que equivale a 1000 calorias. Para simplificar, a

quilocaloria também é chamada de Caloria, com "C" maiúsculo.

1 kcal = 1000 cal

1 Caloria = 1000 cal

Como as várias formas de energia se equivalem (isto é, uma se transforma

em outra) podemos também expressar as “quantidades de calor” em outras

unidades de energia: erg, joule e outros.

1 cal = 4,18×107 erg= 4,18 J

A unidade oficial de energia é o joule 1kJ = 1000J

Como obtemos informações sobre a caloria dos alimentos a partir de

seu rótulo?

A caloria dos alimentos D

ecifra

nd

o o

rótu

lo d

os a

limento

s

Víd

eo:

https:/

/ww

w.y

outu

be.c

om

/watc

h?v=

Dla

-TfL

yiA

I


A partir do vídeo podemos concluir que cada indivíduo precisa de uma quantidade

diferente de calorias, isto vai depender da idade, do sexo, do tamanho do corpo, do

peso e da altura.

Quanto maior o corpo e o trabalho que ele realiza, maior será a quantidade de

calorias que ele vai precisar.

Habitualmente nós consumimos mais calorias que realmente necessitamos. Quando

a ingestão supera o gasto, ocorre o acúmulo desta energia sob a forma de gordura,

ou no tecido adiposo (gorduroso), ou no fígado, sendo o primeiro considerado

DEPÓSITO DE GORDURA.

De quantas calorias uma pessoa precisa diariamente?

Nas tabelas de informações nutricionais dos alimentos a "porcentagem de valores

diários" baseia-se em uma dieta de 2 mil calorias, um valor médio do que as pessoas

comem em um dia. Mas seu corpo pode precisar de mais ou menos do que esse

valor.



Há três fatores principais envolvidos no cálculo de quantas calorias diárias seu corpo

precisa:

taxa de metabolismo basal

atividades físicas

efeito térmico dos alimentos

Taxa de metabolismo basal (TMB) é a quantidade de energia de que seu corpo

precisa para funcionar em repouso.

Caso você queira estimar sua taxa de metabolismo basal, um dos métodos mais

precisos é a equação de Harris-Benedict:

Homem adulto: 66 + (13,7 x peso em quilos) + (5,0 x altura em centímetros) - (6,8 x

idade em anos)

Mulher adulta: 655 + (9,6 x peso em quilos) + (1,8 x altura em centímetros) - (4,7 x

idade em anos)



Atividade física, consome a segunda maior parte das calorias. A atividade física diz

respeito a tudo, desde arrumar sua cama de manhã até dar uma corrida.

(ver tabela 1)

Efeito térmico dos alimentos, que finaliza a soma do número de calorias que seu

corpo queima. Essa é a quantidade de energia que seu corpo usa para digerir os

alimentos que você come, já que ele precisa de energia para quebrar os alimentos

em seus elementos mais básicos, possibilitando que sejam utilizados pelo corpo.

Para calcular o número de calorias que você gasta nesse processo, multiplique o

número total de calorias que você come diariamente por 0,10 ou 10%.

Quantas calorias diárias um homem de 35 anos de 50 kg e 1,70 m de

altura que pratica corrida por uma hora necessita?

Proponha uma dieta para o homem.


Aprendemos a identificar a caloria (energia) fornecida por um alimento a

partir de seu rótulo, mas como elas são determinadas?

A quantidade de energia liberada por um alimento pode ser quantificada

quando se usa a energia liberada na sua combustão para aquecer uma

massa conhecida de água. Para isso, faz-se uso de um calorímetro.

O calorímetro consiste em um recipiente isolado

termicamente, geralmente preenchido com um

líquido (normalmente água) e um termômetro. O

mais simples dele é o calorímetro de água

representado na Figura.

Como calculamos a energia liberada ou

absorvida numa reação química com o uso do

calorímetro?


Aula experimental 1: Determinação da caloria de 1 grão de amendoim

Para calcular a energia liberada pela reação de combustão de um grão de

amendoim, podemos utilizar um calorímetro.

Quando uma reação química ocorre em um calorímetro a energia (calor) da mesma é

transferida para a massa de água. Por isso, para calcularmos o calor de reação

podemos usar a seguinte equação: Q=m·c·Δt. Alguns pontos devem ser

considerados:

1) A quantidade de calor cedido (Qc) pelo corpo (amendoim) é igual à quantidade de

calor recebida (Qr) pela água:

Qc = Qr

2) A quantidade de calor recebida pela água

(ou por qualquer outra substância) é dada pela

fórmula:

Mas o que é calor específico (c)?


O calor específico (c) de uma substância é a quantidade de calor

necessária para que um corpo eleve em 1ºC , 1 grama de sua massa.

Unidade de calor específico = cal/g·ºC

Quanto maior o c de um corpo mais “difícil” é elevar sua temperatura.

Como podemos explicar o fato de uma panela de alumínio se aquecer

mais rapidamente do que uma panela de ferro, quando colocadas em

trempes de fogão aproximadamente Iguais?

Calor específico do alumínio 0,22 cal g-1 °C-1

Calor específico do ferro 0,11 cal g-1 °C-1

Se considerássemos somente o calor específico, seria de se esperar que a

panela de ferro aquecesse mais rapidamente. No entanto, se compararmos

panelas de ferro e de alumínio de mesmo tamanho, constataremos que a

panela de alumínio é muito mais leve. Logo, embora o calor específico do

ferro seja menor, a massa de ferro a ser aquecida é muito maior, o que torna

o alumínio mais vantajoso sob esse aspecto.

Fatores que influenciam nas entalpias das reações

Será que a quantidade de calor liberada por um grão de amendoim é igual à

liberada por dois grãos?

Para respondermos a esta pergunta precisamos conhecer os fatores que

podem influenciar nas entalpias de uma reação química. Vejamos cada um

deles.

Quantidade de reagentes e produtos

A quantidade de calor liberada ou absorvida em uma reação depende, em primeiro

lugar, das quantidades de reagentes e dos produtos que participam da reação.

2H2 (g) + O2 (g) 2H2O (v) ∆H= - 485,8 KJ

Se a equação for multiplicada ou dividida por um número, o mesmo acontecerá com

a quantidade de calor.

H2 (g) + 1/2 O2 (g) H2O (v) ∆H= - 242,9 KJ


Estado físico dos reagentes e dos produtos da reação

Vejamos os seguintes exemplos:

I - H2 (g) + 1/2 O2 (g) H2O (vapor) ∆H1 = - 242,9 KJ/mol

II - H2 (g) + 1/2 O2 (g) H2O (líquido) ∆H2 = - 286,6 KJ/mol

III - H2 (g) + 1/2 O2 (g) H2O (sólido) ∆H3 = - 292,6 KJ/mol

O que há de diferente nestes exemplos? Como explicamos tais diferenças?

Podemos dizer que o fenômeno químico em si produz uma certa quantidade de energia. Uma parte dessa energia ficara “dentro” da água produzida, na forma de agitação de suas moléculas – no estado de vapor, o grau de agitação das moléculas é máximo no estado liquido tem intensidade intermediaria; e, no estado solido é mínima.

Diminui a agitação (energia das moléculas)

Aumenta o saldo de energia (ΔH) liberada no

final da reação.

Vídeo:

https://www.youtube.

com/watch?v=4LxJ8

v8X6xs


Estado físico dos reagentes e dos produtos da reação

Nas mudanças de estados físicos também temos ganho e perda de calor.

ΔHfusão = + 7,3 kJ ΔHsolidificação = - 7,3 kJ

ΔHvaporização = + 43,9 kJ ΔHliquefação = -43,9 kJ

ΔHsublimação= -51,2 kJ ΔHsublimação= +51,2 kJ


Estado alotrópico

A forma alotrópica de maior entalpia é a mais reativa, e a de entalpia menor

é a mais estável, e portanto mais abundante quando ocorre na natureza.

C (grafite) + O2(g) CO2(g) ∆H1 = - 393,1 kJ/mol

C (diamante) + O2(g) CO2(g) ∆H2 = - 395,0 kJ/mol

A grafite é a mais estável (menos reativa) logo tem uma entalpia menor do

que o diamante.

Temperatura

H2(g) + Cl2(g) 2HCl (g) ∆H1 = -183,9 KJ (a 15 0C) H2(g) + Cl2(g) 2HCl (g) ∆H2 = -184,1 KJ (a 75 0C)

A reação é a mesma, por que ∆H é diferente?


Temperatura

A temperatura e uma medida do grau de agitação molecular. Ao aumentar à

temperatura aumenta-se a energia cinética, logo a variação de entalpia será

maior em temperaturas mais elevadas.

Influência da pressão

A pressão praticamente não influi nos calores de reações que envolvem

sólidos e líquidos. Mesmo em reações que envolvem gases, a influência da

pressão é muito pequena, tornando-se perceptível somente em pressões

elevadíssimas (da ordem de 1000 atm). Sendo assim, não devemos nos

preocupar com a influência da pressão em nossos cálculos.

Professora: Maria Fernanda nandacampos.mendonc@gmail · Quais são os nutrientes dos quais nosso...

Documents

Transcript of Professora: Maria Fernanda nandacampos.mendonc@gmail · Quais são os nutrientes dos quais nosso...