Quimica Geral

Lista Final Semestral QUI211 A seguinte lista deve ser realizada nos mesmos grupos da primeira atividade e ser entregue no final da aula do dia 1808 sem falta Ao final de cada questão devem ser relacionados os alunos responsáveis por cada uma 1 Uma determinada planta de uso fitoterápico foi descuidadamente cultivada em um terreno historicamente conhecido por sua contaminação por espécies químicas tóxicas Sabese que o processo de bioacumulação ocorre pela absorção das espécies através de canais iônicos de cálcio cujo diâmetro é de 208 pm presentes em abundancia nos tecidos vegetais Em função dos dados a seguir responda rCd2 103 ppm rSe2 198 pm rPb2 132 pm rF 104 pm a Qual dos íons anteriores corresponde adequadamente ao potencial contaminante no vegetal Justifique utilizando seus conhecimentos b Cite pelo menos duas técnicas experimentais vistas em aula que podem ser utilizadas para identificar a espécie que contaminou a planta c Dê a distribuição eletrônica do íon encontrado d Escreva a fórmula do nitrato sulfato e fosfato do íon encontrado Diga qual deles é sal solúvel 2 A treonina é um aminoácido essencial obtido a partir da dieta Certa pesquisa sintetizou um análogo enantiomérico da treonina e obteve o seguinte espectro de ressonância magnética nuclear de 13C da molécula lembrando que a ressonância magnética nuclear identifica a existência de átomos na molécula e quanto maior o deslocamento químico menor a densidade eletrônica no átomo a Sabendo que a técnica só identifica átomos com número ímpar de prótons ou de nêutrons qual dos isótopos é identificado 12C 13C ou 14C b Identifique qual dos átomos da molécula corresponde a qual sinal do espectro c A molécula é quiral Se sim identifique o carbono assimétrico e sua configuração R ou S d A molécula apresenta dois H ligados a oxigênios um com um pKa igual a 4 e outro com um pKa igual a 17 Escolha qual é qual e justifique e Desenhe o produto de ionização em água da molécula e identifique o pH da solução aquosa formada pela dissolução de 10mg desta molécula em 100mL de água 3 Uma substância misteriosa foi encontrada durante uma batida policial e a mesma foi enviada ao seu laboratório de análises clínicas e toxicológicas A metodologia de escolha para a identificação da amostra foi o de análise elementar via combustão onde a matéria é queimada e seus produtos são quantificados A equação química do processo é a seguinte Sabese que foram queimados 162g de amostra liberando 44g de CO2 28g de N2 e 126g de H2O Assim faça o que se pede a Escreva a equação balanceada e escreva a fórmula química da substância b Determine qual das moléculas abaixo corresponde a substância identificada c Da substância escolhida identifique qual a hibridização dos seus átomos de nitrogênio e qual deles é mais básico 4 Escreva os produtos das seguintes reações bem como o nome de todas as substâncias envolvidas a H2SO4 NaOH b AlOH3 3HCl c CaO CO2 d HMnO4 KOH e BaO SO3 f H2CO3 NaOH 5 Sabese que algumas moléculas com pares de elétrons livres podem se ligar a metais de transição formando moléculas chamadas complexos de coordenação A carga total do complexo é dada pela soma da carga do metal de transição e a soma da carga formal dos ligantes Observe abaixo duas reações de substituição de ligantes em complexos de cobalto vistas na prática a O que justifica a constante de equilíbrio da reação de baixo ser tão maior do que a da reação de cima b O que acontece com a cor da reação quando aquecida c O que acontece com a cor da reação quando é solubilizado cloreto de sódio nela 6 Considere a ionização abaixo do ibuprofeno um ácido fraco Sabese que sua cinética de eliminação é de primeira ordem e tem constante de velocidade de 82103 mgmin Em função disto responda a Correlacione o equilíbrio químico anterior com a absorção do fármaco Sua absorção é aumentada ou diminuída se o estomago estiver vazio pH ácido b Sabendose que a sua cinética de eliminação é de primeira ordem calcule qual sua dosagem no sangue após 4h sabendose que sua dosagem inicial é de 20mg c Sua dose eficaz mínima é de 1 mg abaixo disso o efeito do fármaco acaba por completo Após quanto tempo deve ser tomada outra dosagem de ibuprofeno 7 Foi realizada a análise da taxa de absorção teórica de um comprimido com 10 g de ácido acetilsalicílico A medida foi feita da seguinte maneira O comprimido foi solubilizado em água e esta solução foi filtrada O filtrado foi colocado em um funil de separação junto de octanol agitado três vezes e assim que a solução separou adequadamente em duas fases a fase aquosa foi retirada do balão e titulada com uma solução de NaOH 0001 molL Sabese que foi gasto um volume de 017 L desta solução para neutralizar esta solução Em função disto diga a Qual o Kow do ácido acetilsalicílico Considere os volumes da fase aquosa e do octanol idênticos b Qual a utilidade do octanol neste caso Qual biomolécula ele se assemelha c Qual a variação de pH da água neutra após a adição de 100mg de ácido acetilsalicílico sabendo que seu Ka 3104 8 Sabese que o cloreto de propila em meio básico pode sofrer duas reações concorrentes substituição e eliminação Sabese também que as duas reações ocorrem em apenas uma etapa Sabese também que a altas temperaturas a eliminação é a reação que ocorre em maior quantidade enquanto a substituição ocorre majoritariamente à temperatura ambiente Dados ΔHCCl 327 kJmol ΔHCO 353 kJmol ΔHOH 463 kJmol ΔHCC 346 kJmol ΔHCH 413 kJmol ΔHCC 614 kJmol ΔSr1 0 kJmol ΔSr2 0102 kJmol a Identifique qual é a reação de substituição e qual a reação de eliminação e desenhe as setas dos dois mecanismos e os estados de transição b Calcule a energia livre de cada reação a 27C e a 127C c Com base nos resultados em b justifique por quê a eliminação é favorecida a altas temperaturas 9 O processo de eliminação do cloranfenicol antibiótico de largo espectro inclui uma etapa de glicuronidação onde na presença da enzima glicuroniltransferase a molécula de ácido glicurônico reage com o fármaco O aduto formado começa a ser detectado na urina após aproximadamente 3h da administração do fármaco Conhecidamente quando administrado em bebês pode provocar a conhecida síndrome do bebê cinza caracterizado por hipotensão e hipóxia Dado contexto e os dados abaixo responda a Relacione os valores de Kow com a polaridade das moléculas para justificar o processo metabólico que ocorre b Encontre a lei de velocidade da metabolização do cloranfenicol e a constante de velocidade do processo c Diga do ponto de vista da cinética química o que ocorre em neonatos quando há uma deficiência na enzima UDPdesidrogenase que produz o ácido glicurônico 10 Um fármaco antitumoral conhecido é a cisplatina I Sua ação se deve a capacidade de se ligar efetivamente ao DNA Sabese que a transplatina II é outra molécula com estrutura semelhante mas não tem atividade antitumoral relevante Considere a entalpia das duas reações como iguais Qual o fator determinante para a atividade da molécula 1 em relação à molécula 2 11 Agentes alquilantes são moléculas com atividade antitumoral que atuam reagindo com o DNA formando adutos os quais impedem a aproximação de enzimas que leem o material genético levando a falhas em processos celulares importantes codificados por aqueles genes e por fim morte tumoral A reação geral de um agente alquilante com o DNA procede como a reação abaixo Assim faça o que se pede a Identifique quem é o nucleófilo o eletrófilo e desenhe as setas de reação b O que você espera que ocorra com a velocidade do processo caso o Cl seja trocado pelo F e pelo Br Química geral 1 a Calculando os diâmetros iônicos aproximados Cd2 2103 206 pm Pb2 2132 264 pm Se2 2198 396 pm F 2104 208 pm Logo o contaminante mais plausível é o Cd2 pois possui mesma valência 2 e diâmetro 206 pm praticamente igual ao Pb2 canal 208 pm o que permite entrada por canais de Ca2 e explica a licocau mulação Pb2 é grande demais Se2 e F são ânions e não são conduzidos por esses canais b ICPMS espectometria de massas com plasma broditi rarmente acoplado detecção multielementar com limite de detecção muito baixo ideal para Cd2 em tecidos vegetais XRF fluorescência de raios X para triagem multielementar no sólido c Número atômico do Cd 48 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d10 4s2 4p6 4d10 d Para um cátion bivalente M2 Cd2 Nitrato Cd NO32 solúvel regra geral todos os nitratos são solúveis Sulfato Cd SO4 são geral solúvel a moderadamente solúvel Fosfato Cd3 PO42 Pouco solúvelinsolúvel Logo o nitrato é solúvel 1 a etapa 1 ciclização intramolecular formação do ion piridinio Nucleófilo o par de elétrons livres da amina terciá ria do agente alquilante Eletrófilo o carbono primário do grupo CH2CH2Cl o carbono ligado ao cl Setas do par isolado do N da amina para o carbono do CH2CH2Cl outra seta do lig CCl para o Cl que sai como Cl Resultado um ion piridinio anel de 3 membros NCH2CH2 com carga no N Etapa 2 ataque do piridinio pelo DNA alquilaçao da base Núcleófilo do DNA o N7 da guanina a base mostrada na figura que possui par de elétrons livres em geral é o sítio mais nucleofílico do DNA Eletrófilo um dos carbonos do anel piridinio Setas do par isolado do N7 da base para o carbono piridinio simultaneamente seta do lig CN do anel que está sendo quebrado de volta para o N abrindo o anel Resultado um aduto Nalquilado da base o N da base fica quaternarizado carga com Cl com contraíon b Se o Cl for trocado por F a reação praticamente não corre pois o fluór é um péssimo grupo de saída ligação CF muito forte Se for trocado por Br a reação será mais rápida do que com Cl já que o bromo é um melhor grupo de saída Ordem de reatividade FClBroke