Bioquímica

II Questionário Bioquímica Sobre a água e as ligações intermoleculares 1 A água é uma molécula polar Qual a localização do polo negativo da molécula 2 A molécula da água tem um dipolo elétrico Explique 3 Cite quatro moléculas polares e quatro moléculas apolares 4 Cite quatro moléculas que fazem pontes de hidrogênio com a água 5 Cite quatro características físicas ou químicas da água 6 Exemplifique quatro substâncias iônicas 7 Descreva a ressurgência dos oceanos ou lagos decorrentes da movimentação da água 8 O gelo é menos denso do que a água líquida Que implicação biológica tem para a vida 9 A água é compressível em qual esta físico E é incompressível em quais estados físicos 10 Na acetona líquida uma molécula de acetona faz qual tipo de ligação com outra molécula de acetona 11 Quais os tipos de ligações ocorrem entre duas moléculas de hexadecano C16H34 12 Quais os tipo de interações que ocorrem entre íons Na e a água 13 Qual dos álcoois é o mais solúvel em água etanol butanol ou pentanol 14 Cite cinco de moléculas insolúveis em água 15 O que são substâncias anfipáticas e como se comportam em água Cite duas destas 16 Cite quatro moléculas polares e quatro apolares 17 O que é uma interação intermolecular hidrofóbica 18 Quais os tipos de interações intermoleculares ocorrem entre as moléculas de fosfolipídeos que formam as bicamadas das membranas celulares 19 Exemplifique quatro moléculas quirais e quatro moléculas aquirais 20 Descreva a equação do produto iônico da água Kw II Questionário Bioquímica Sobre a água e as ligações intermoleculares 1 A água é uma molécula polar Qual a localização do polo negativo da molécula Na água o átomo mais eletronegativo é o oxigênio então em uma ligação covalente feita por oxigênio e hidrogênio a carga negativa fica localizada sobre o mais eletronegativo 2 A molécula da água tem um dipolo elétrico Explique Sim a molécula de água tem vetores de dipolo para cada ligação feita por oxigênio e hidrogênio por conta da diferença de eletronegativa e tem uma resultante de momento dipolar diferente de zero por conta de sua geometria angular fazendo com que ela seja uma molécula polar 3 Cite quatro moléculas polares e quatro moléculas apolares Moléculas polares são aquelas nas quais a soma vetorial dos momentos de dipolo é diferente de zero Para isso além de ter ligações polarizadas com átomos com diferença de eletronegatividade a molécula deve ter uma geometria tal que a soma desses vetores seja diferente de zero Podemos citar HCl NH3 HCN e Metanol Abaixo seguem suas estruturas Por outro lado moléculas apolares são aquelas cuja soma vetorial de dipolos é igual a zero Isso pode ocorrer caso suas ligações sejam apolares mas também ocorre quando a molécula tem ligações polares mas sua geometria cancela os vetores Podemos citar Cl2 CO2 BF3 e CH4 Abaixo seguem suas estruturas 4 Cite quatro moléculas que fazem pontes de hidrogênio com a água Moléculas que podem fazer ponte de hidrogênio com a água tem em sua estrutura átomos de flúor oxigênio ou nitrogênio polos negativos que interagem com o hidrogênio da água polo positivo Caso elas tenham também hidrogênio ligado a F N ou O como polo positivo podem interagir com o oxigênio negativo da água Alguns exemplos são HF NH3 Etanol e acetona Suas estruturas seguem abaixo imagem 1 5 Cite quatro características físicas ou químicas da água Como características da água podemos citar 1 Ponto de fusão e ebulição A água congela a 0 C e ferve a 100 C ao nível do mar 2 Polaridade A molécula de água é polar o que a torna um excelente solvente para solutos polares No entanto ela também consegue dissolver solutos menos polares em algum grau fazendo dela o solvente universal 3 Densidade máxima A 25C a água liquida tem densidade 1 gmL a 1atm A água atinge sua maior densidade a 4 C o que faz com que o gelo flutue pois é menos denso que a água líquida 4 Tensão superficial elevada A água tem alta tensão superficial devido às ligações de hidrogênio entre suas moléculas o que explica porque alguns insetos e outros animais mais leves consegues caminhar sobre ela sem afundar 6 Exemplifique quatro substâncias iônicas Substâncias iônicas são aquelas nas quais a diferença de eletronegatividade entre os átomos é maior que 21 Podemos aproximar essa definição para ligações entre metais e ametais Os metais perdem elétrons e formam cations e os ametais ganham os elétrons e formam anions Os cations se ligam com os anions por uma intensa força eletrostática Alguns exemplos são NaCl KNO3 CaCO3 Fe2O3 7 Descreva a ressurgência dos oceanos ou lagos decorrentes da movimentação da água A ressurgência é um fenômeno no qual águas profundas frias e ricas em nutrientes sobem à superfície devido à ação de correntes ou ventos Esse movimento é essencial para a produtividade biológica pois traz para a superfície nutrientes como nitrato e fosfato para as algas e fitoplânctons que formam a base da cadeia alimentar aquática Em regiões costeiras a ressurgência é comum quando os ventos afastam a água superficial permitindo que a água profunda ocupe esse espaço 8 O gelo é menos denso do que a água líquida Que implicação biológica tem para a vida O gelo é menos denso que a água líquida devido a formação de fortes ligações de hidrogênio que deixam espaços entre as moléculas assim ele flutua na superfície da água liquida Quando um lago congela na verdade apenas foi formada uma camada de gelo por cima do mesmo Essa camada é isolante térmica e protege a água abaixo do congelamento extremo Isso cria um ambiente estável e habitável para muitos organismos aquáticos durante o inverno garantindo a sobrevivência da vida mesmo em temperaturas muito baixas Sem essa propriedade os corpos dágua poderiam congelar totalmente tornando a vida aquática impossível em regiões frias 9 A água é compressível em qual estado físico E é incompressível em quais estados físicos A água é compressível no estado gasoso vapor Já no estado líquido e sólido gelo a água é praticamente incompressível No estado gasoso as moléculas de água estão muito afastadas umas das outras o que permite que elas se aproximem quando a pressão aumenta Por isso o vapor dágua é bastante compressível Na fase líquida as moléculas estão bem mais próximas e interagem fortemente devido à formação de ligações de hidrogênio mas ainda têm certa liberdade para se mover A água líquida é muito pouco compressível No gelo as moléculas estão fixas em uma estrutura cristalina que é rígida e organizada Embora o gelo seja ligeiramente mais compressível que a água líquida devido a sua estrutura cristalina ainda assim é basicamente incompressível em condições normais 10 Na acetona líquida uma molécula de acetona faz qual tipo de ligação com outra molécula de acetona A molécula de acetona tem a estrutura a seguir Com sua geometria trigonal ao redor do carbono funcional e momento de dipolo resultante em direção ao oxigênio tratase de uma molécula polar portanto vai interagir por interações do tipo Dipolo Dipolo ou Dipolo permanente Ela não é capaz de firmar ligações de hidrogênio entre si pois não tem hidrogênio ligado a FON 11 Quais os tipos de ligações ocorrem entre duas moléculas de hexadecano C16H34 Hidrocarbonetos são formados por carbonos e hidrogênios cuja diferença de eletronegatividade é praticamente desprezível A geometria dessas moléculas da conta de cancelar ainda todos os dipolos fracos formados assim todas elas são apolares Assim sendo a interação que ocorre entre duas dessas moléculas é a do tipo Dipolo induzido ou forças de london 12 Quais os tipo de interações que ocorrem entre íons Na e a água A espécie Na é um íon com carga positiva efetiva e pode interagir com os polos elétricos da molécula de água especificamente com o polo negativo oxigênio Esse tipo de interação é conhecida como Íon Dipolo 13 Qual dos álcoois é o mais solúvel em água etanol butanol ou pentanol As moléculas de álcool podem ser separadas em duas partes A Cabeça hidrofílica composta pelo grupo funcional hidroxila e a cadeia carbônica que é hidrofóbica Todas as moléculas de álcool tem o grupo funcional OH e podem firmar ligações de hidrogênio com a água No entanto o caráter apolar da molécula aumenta conforme aumenta a cadeia de carbonos hidrofóbica Quanto maior a cadeia menos solúvel em água a molécula será Assim dos álcoois citados o mais solúvel é o de menor cadeia ou seja o etanol 14 Cite cinco moléculas insolúveis em água Moléculas insolúveis em água devem ser apolares ou terem o caráter apolar predominante ou seja com uma longa cadeia carbônica Podemos citar 1 Octano C₈H₁₈ hidrocarboneto linear com solubilidade 000056 gL 2Benzeno C₆H₆ Hidrocarboneto aromático com solubilidade 018 gL 3Tetracloreto de carbono CCl₄ haleto de carbono similar ao metano usado como solvente orgânico solubilidade 008 gL 4Ácido palmítico C₁₆H₃₂O₂ ácido graxo saturado de solubilidade 00006 gL 51Octanol C₈H₁₈O álcool de cadeia longa de solubilidade 054 gL 15 O que são substâncias anfipáticas e como se comportam em água Cite duas destas Substâncias anfipáticas são aquelas que possuem uma parte hidrofílica afinidade com água e uma parte hidrofóbica repulsão à água em sua estrutura molecular A parte hidrofílica é a função orgânica composta por átomos eletronegativos e a parte hidrofóbica é a cadeia carbônica Em água essas moléculas tendem a se organizar de forma a minimizar o contato da parte hidrofóbica com a água formando estruturas como micelas ou bicamadas lipídicas Na micela a parte hidrofílica fica para fora interagindo com a água e a hidrofóbica para dentro minimizando o contato com a água e maximizando a interação apolar entre elas Exemplos de substâncias anfipáticas 1 Fosfolipídios principais componentes das membranas celulares 2 Ácidos graxos quando ionizados têm uma extremidade polar carboxila e uma longa cadeia hidrocarbonada apolar 16 Cite quatro moléculas polares e quatro apolares Moléculas orgânicas polares Metanol Etanol Acetona Acido Acético Moléculas orgânicas apolares Propano Etino Benzeno Decano 17 O que é uma interação intermolecular hidrofóbica Como a água é uma molécula bastante polar moléculas ditas hidrofóbicas são apolares pois tendem a não interagir com a água pois não tem um tipo de interação similar A interação intermolecular hidrofóbica é uma associação entre moléculas ou partes de moléculas que são apolares e irão interagir por dipolo induzido ou forças de london Essas moléculas tendem a se agrupar para minimizar seu contato com a água o que reduz a energia do sistema Esse fenômeno é fundamental para a formação de estruturas biológicas como as membranas celulares e as micelas 18 Quais os tipos de interações intermoleculares ocorrem entre as moléculas de fosfolipídeos que formam as bicamadas das membranas celulares Os fosfolipídeos são moléculas anfipáticas ou seja tem uma cabeça polar hidrofílica e uma calda apolar hidrofóbica Podemos analisar a estrutura da bicamada As cabeças hidrofílicas polares fazer interações do tipo dipolo permanente e ligação de hidrogênio Já a cauda apolar faz interações do tipo dipolo induzido ou forças de london 19 Exemplifique quatro moléculas quirais e quatro moléculas aquirais A quiralidade de uma molécula tem a ver com a presença de um centro quiral assimétrico normalmente localizado por um carbono sp³ realizando 4 ligações com 4 grupos distintos um do outro Essa conformação faz com que a molécula que é o objeto não seja transponível com sua imagem especular surgindo assim dois isômeros ópticos Dizse portanto que uma molécula com um centro quiral tem atividade óptica Quatro moléculas quirais Ácido láctico Butan2ol ácido 2amino3carbamoilpropanoico asparagina 23456pentahidroxihexanal glicose cujas estruturas são mostradas a seguir Quatro moléculas aquirais ou seja sem assimetria são 2 cloro propano acido amino etanoico glicina butano e 2 metil propano isobutano 20 Descreva a equação do produto iônico da água Kw A água sofre autoionização em água de acordo com a equação simplificada H₂Ol H aq OH aq A equação do produto iônico da água Kw representa o equilíbrio da autoionização da água O produto iônico da água é expresso pela constante de equilíbrio KwH OH Lembrando que nesse caso o reagente não entra na expressão pois é liquido A 25C o valor de Kw é aproximadamente Kw101014 Esse valor varia levemente com a temperatura Em pH neutro 25C isso significa que H OH 10107 molL