1

Departamento de Química

e Bioquímica

Exame de Química-Física para Bioquímicos

27 de Janeiro de 2004

Duração: 2h:30m

Cotação:

I – 1) 1.0 valores; 2a) 0.5 valores; 2b) 0.5 valores; 2c) 0.5 valores;

2d) 0.5 valores; 2e) 0.5 valores; 2f) 0.5 valores; 3) 1.5 valores; 4) 1.5

valores

II – 1) 2.0 valores; 2a) 2.0 valores; 2b) 1.5 valores

III – 1) 1.5 valores; 2) 3.0 valores

IV – 1) 1.5 valores; 2) 1.5 valores

Justifique convenientemente todas as respostas!

Dados: R = 8.31451 J⋅K-1⋅mol-1 = 0.0820578 atm⋅dm-3⋅K-1⋅mol-1

F = 96485 C⋅mol-1

I

1. Explique por que razão para um gás perfeito om,pC > o

m,VC .

2. Indique, justificando, se as seguintes afirmações são verdadeiras:

a) Quando uma amostra de plasma sanguíneo se expande isotérmicamente contra uma

pressão externa constante o trabalho realizado é sempre positivo.

b) Do ponto de vista termodinâmico, o processo anterior é irreversível.

c) Uma reacção para a qual omrG∆ < 0 é sempre espontânea.

d) Um processo de dissolução endotérmico nunca é espontâneo.

e) A entropia de um sistema fechado no qual se produz uma transformação espontânea

aumenta sempre.

f) Se omrG∆ < 0, no equilíbrio a reacção encontra-se deslocada para os produtos.

3. Por que razão o declive da linha de equilíbrio sólido-líquido num diagrama

pressão-temperatura é negativo para a água e positivo para o CO2?

4. Uma proteína anticongelante foi detectada no plasma sanguíneo de um peixe

da Antárctica. Observou-se, posteriormente, que uma solução aquosa com uma

2

concentração dessa proteína igual a 10 g⋅dm-3 apresentava um abaixamento

crioscópico de 1.1×10-3 K. Com base no resultado obtido era de prever que a proteína

fosse a lizosima cuja massa molar é igual a 14500 Da?

Dados: Admita que a densidade da solução aquosa de proteína é igual a 1 g⋅cm-3.

Para a água: M = 18.0153 g⋅mol-1, Tfus = 273.15 K, omfusH∆ = 6.02 kJ⋅mol-1

II

1. Sabendo que os potenciais padrão das semi-reacções:

NAD+(aq) + H+(aq) + 2e−(aq) NADH(aq)

oxaloacetato2 −(aq) + 2H+(aq) + 2e−(aq) malato2 −(aq)

são respectivamente o/NADHNAD+E = −0.113 V e o

/malatotooxaloaceta -22−E = 0.239 V,

determine a constante de equilíbrio para a oxidação do malato2 − pelo NAD+ a 298.15

K nas condições padrão biológicas.

2. O aminoácido glicina pode estar presente em solução aquosa nas seguintes

formas:

COOHCHNH 23

+ H2NCH2COOH H2NCH2COO−

( +2GliH ) (GliH) (Gli−)

a) Deduza a equação que permite calcular a fracção de +2GliH presente em solução,

f( +2GliH ), em função de [H+].

b) Sabendo que para a glicina pKa1 = 2.35 e pKa2 = 9.60 esboce qualitativamente o

gráfico que mostra a variação das concentrações de +2GliH , GliH e Gli− em função do

pH.

III

1. O metano, existe na troposfera em quantidades pequenas, mas suficientes para

que seja considerado um potencial contribuinte para o efeito de estufa e,

consequentemente, para o aquecimento global. A sua eliminação da troposfera ocorre

principalmente mediante a reacção:

OH(g) + CH4(g) → H2O(g) + CH3(g) (1)

3

cuja energia de activação é Ea = 19.5 kJ⋅mol-1. Sabendo que a constante de velocidade

da reacção é igual a 6.41×106 dm3⋅mol-1⋅s-1 quando ela se dá à superfície da Terra (T =

22 ºC), qual será o seu valor quando a reacção ocorre na parte superior da troposfera

(T = −53 ºC).

2. O método diferencial e o método de integração são dois dos principais

métodos de tratamento de dados cinéticos. Explique sucintamente em que consistem

estes métodos e compare-os em termos de vantagens e inconvenientes.

IV

1. Explique o que se entende por uma emulsão e como actua um agente

emulsionante.

2. O ácido acético dimeriza facilmente em fase gasosa, adoptando uma estrutura

planar do tipo:

H3C CO

O HCH3C

O

OH

O estudo destas espécies tem sido muito utilizado como modelo para a formação de

ligações de hidrogénio em sistemas biológicos. Explique qualitativamente, com base

na descrição electrostática das ligações de hidrogénio, por que razão o ângulo

O---H−O tem tendência a ser próximo de 180º.