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Departamento de Qumica e Bioqumica

Exame de Qumica-Fsica para Bioqumicos

12 de Janeiro de 2004 Durao: 2h:30m

Cotao: I 1a) 0.5 valores; 1b) 2.5 valores; 2) 1.0 valores; 3) 1.5 valores II 2.5 valores III 1) 1.5 valores; 2) 1.5 valores; 3) 2.0 valores; 4) 1.5 valores; IV 1) 1.0 valores; 2a) 1.0 valores; 2b) 1.0 valores; 3) 2.5 valores;

Justifique convenientemente todas as respostas!

Dados:

1 atm = 760 torr = 101325 Pa

R = 8.31451 JK-1mol-1 = 0.0820578 atmdm-3K-1mol-1

I

1. Os nossos pulmes contm tipicamente 6 L de ar. Imagine que durante a

inspirao esse volume sofre um aumento de 500 mL, encontrando-se o gs no final

do processo a 37C e presso de 1 atm. Admitindo que o ar uma mistura gasosa

perfeita constituda por 76% de N2, 23% de O2 e 1% de rgon (percentagens

molares):

a) Qual a presso parcial de oxignio no interior dos pulmes no final da inspirao?

b) Ser que nessas condies, a quantidade de oxignio solvel no sangue suficiente

para saturar a hemoglobina (Hb)? Admita que o sangue contm apenas oxignio,

hemoglobina e gua.

Dados: M(O2) = 32 gmol-1. M(H2O) = 18 gmol-1. M(Hb) = 64400 gmol-1. 2OK = 3.3107 Torr. Concentrao de Hb no sangue: 15g/100mL. Condies de saturao: 5.310-5mol de O2 por grama de Hb. Densidade do sangue: = 1.05 gcm-3. 2. De acordo com a Teoria Cintica de Gases, a velocidade mdia de uma

molcula de oxignio temperatura de 37 C igual a 453 ms-1. Nas mesmas condies qual a velocidade mdia de uma molcula de hemoglobina gasosa.

3. Sabendo que o coeficiente de difuso do O2 no sangue 2.4110-9 m2s-1, quanto tempo demora uma molcula de O2 a percorrer 2 cm numa amostra de sangue

no agitada?

2

II

Explique num mximo de 10 linhas em que consiste o fenmeno da osmose e como

pode ser utilizado para determinar a massa molar de uma protena.

III

Considere a reaco de hidrlise do ATP:

ATP(aq) + H2O(l) ADP(aq) + Pi(aq) + H3O+(aq) Com base nos dados da Tabela abaixo indicada, que se referem a 298.15 K e a pH = 7

(estado padro biolgico):

1. Calcule a constante de equilbrio da reaco a 298.15 K e a pH = 7.

2. Calcule a constante de equilbrio da reaco a 37C e no estado padro

biolgico. Indique, justificando, se do ponto de vista termodinmico a reaco

favorecida ou desfavorecida pelo aumento de temperatura?

3. Calcule a constante de equilbrio da reaco a 298.15 K e no estado padro

termodinmico (pH = 0). Acha que um aumento da acidez do meio favorece a

reaco?

4. Ser que a hidrlise do ATP adequada para promover a formao da

glutamina a partir do glutamato:

Glutamato(aq) + NH3(aq) Glutamina(aq) + H2O(l) para a qual mrG = 13.2 kJmol-1 a 298.15 K e pH = 7?

mfH /kJmol-1 mf S /JK-1mol-1 ATP(aq) 2995.59 3010.90

ADP(aq) 2005.92 2602.05

Pi(aq) 1299.39 804.63

H2O(l) 286.65 439.34

H3O+(aq) 0 0

3

IV

1. A velocidade, v, de uma dada reaco constante. Qual a ordem da reaco?

2. A Figura 1 mostra os perfis reaccionais (em termos de energia de Gibbs) de

trs reaces elementares. Ordene as reaces:

a) Por ordem crescente de constante de velocidade.

b) Por ordem crescente de rendimento.

Produtos

ReagentesProdutos

ReagentesProdutos

Reagentes

Coordenada reaccional

G

( )a ( )b ( )c

G G

Coordenada reaccional Coordenada reaccional

Figura 1

3. O estudo cintico da reaco de enzimlise de um dado substrato conduziu aos

seguintes resultados:

[S]o105/moldm-3 vo104/moldm-3s-1 10 8.33

5 7.14

2 5.00

1 3.33

onde vo representa a velocidade inicial da reaco e [S]o concentrao inicial de

substrato. Sabendo que em todos os ensaios a concentrao inicial de enzima igual

a 110-6 moldm-3, determine a velocidade mxima e a constante de Michaelis-Menten.