Água, Soluções e Suspensões.
A água é a molécula mais abundante nos seres vivos.
Cerca de 75% de um adulto.
No planeta não existem seres vivos sem água.
Fases da água:
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Sólida
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Líquida
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Gasosa
Na dependência de:
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Pressão
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Temperatura
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Oferta ambiental
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Presença de seres vivos
Molécula mista (60% covalente e 40% iônica), assimétrica, caráter
polar e volume diminuto e com duas pontes de H por molécula.
Propriedades Macroscópicas da água:
a) Densidade: a fase sólida tem menor densidade que a líquida (gelo
flutua nos oceanos e lagos).
b) Calor específico: muito alto.
Calor específico é a quantidade de energia que deve ser fornecida
para elevar a temperatura de uma substância. 1 Kcal eleva a 1ºC a
temperatura de 1l. de água.
Isso protege os sistemas biológicos de mudanças bruscas de
temperatura, já que ¾ deles é formado por água.
c) Calor de vaporização: alto.
Energia necessária para passar isotermicamente da fase líquida para
vapor.
Vantagens:
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para desidratar um sistema é necessário o gasto de muita
energia.
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Os animais podem se valer de pequenas quantidades de água
evaporada para dissipar o excesso de calor corporal (sudorese e
perspiração imperceptível pulmonar).
d) Tensão superficial: alta
Moléculas tendem a se manter coesas na forma líquida.
e) Viscosidade: muito baixa
A viscosidade baixa é neessária às trocas hídricas dos organismos e
necessária à hemodinâmica.
Propriedades Microscópicas da água:
Solvente universal!
a) Substâncias iônicas: são facilmente dissolvidas pela água
devido ao caráter polar da molécula de água. A atração de um
ânion por um cátion na água diminui 80%, formando soluções.
b) Substâncias covalentes: são dissolvidas pelas formações de
pontes de H.
c) Substâncias anfipáticas (parte polar e parte apolar): a parte
polar das moléculas anfipáticas fica envolvida pelas moléculas
de água e a parte apolar fica para dentro (micelas).
Soluções Líquidas
Solução líquida é a mistura unifásica (líquida) de mais de um
componente.
As soluções são formadas por:
Solvente: componente dispersor.
Soluto: componente disperso.
A solução aquosa é aquela que possui água como solvente.
Os seres vivos são soluções aquosas tendo como solutos peculiares
as biomoléculas.
Concentração de soluções:
A concentração (C) de uma solução é:
C = Quantidade do soluto/ Quantidade de solução em mol/l
Soluções percentuais
Percentual (g% ou %): Gramas de soluto por 100 ml da solução.
Exemplo 1: Preparar 200 ml de NaCl a 5%.
5g de NaCl – 100 ml de solução
x g de NaCl – 200 ml de solução
Logo, x = 10 g de NaCl.
Exemplo 2: Preparar 250 ml de glicose a 8%.
8g de glicose – 100 ml de solução
x g de glicose – 250 ml de solução
Logo, x = 20 g de glicose.
OU aplicar a fórmula:
Q = (g% . Vml)/100, onde Q é a quantidade de soluto.
Soluções Molares
Molar (mol/l ou M): Moles do soluto por litro da solução.
Preparar 500 ml de glicose (C6H12O6) a 0,15M.
0,15 moles de glicose – 1 litro
x moles de glicose – 0,5 l
Logo x = 0,075 moles de glicose.
1 mol de glicose – 180 g
0,075 mol de glicose – y
Logo, y = 13,5g
OU aplicar a fórmula:
Q = P.M.Vl,,onde Q = quantidade de soluto, P é a massa molecular,
M é a molaridade e V o volume em litros.
Exemplo: Preparar 1 litro de uma solução contendo KCl a 1%,
NaCl a 5% e glicose a 10%
1 g KCl – 100 ml da solução
x g – 1000 ml
x = 10 g de KCl
5 g de NaCl – 100 ml de solução
y g – 1000 ml de solução
y = 50 g de NaCl
10 g de glicose – 100 ml de solução
z g – 1000 ml de solução
z = 100 g de glicose
Soluções Molais
Molal (m): moles do soluto por Kg de solvente.
Exemplo: Preparar 500 ml de KCl a 0,1m.
0,5 Kg de água  0,5 l de água.
0,1 moles de KCl – 1 Kg de água
x moles de KCl – 0,5 Kg de água
Logo, x = 0,05 moles de KCl
1 mole de KCl – 74,5g
0,05 moles de KCl – y g
Logo, y = 3,725 g de KCl
Outras formas usuais de concentração:
Miligramas por mililitro (mg/ml ou mg/cm3)
Partes por milhão (1mg/l)
Miligramas por metro quadrado (mg/m2)
Soluções saturadas e não-saturadas:
Quando o soluto está dissolvido até o limite de sua solubilidade, a
solução é dita saturada; quando a solução possui o soluto em um
limite abaixo do seu limite de solubilidade é dita não-saturada.
A solução se satura porque as moléculas disponíveis do solvente
para envolver o soluto já foram utilizadas ao máximo.
Suspensões
São misturas bifásicas.
Dispersão: Sólido em líquido.
Emulsão: Líquido em Líquido
Aerossol: Sólido em gás
Espuma: gás em líquido.
Há uma fase dispersa (interna) e uma dispersora (externa).
As fases se separam, pois as partículas são atraídas pelo campo
gravitacional e sobem ou descem conforme a densidade da fase
dispersora em relação à dispersa.
A mistura de uma suspensão no início pode ser homogênea, mas
com o tempo as fases se separam.
Os estabilizantes são usados para ajudar a manter a mistura
homogênea (costumam ser solúveis na fase dispersa).
Dispersões: tendem a flocular ou se agregar. Dispersões para uso
injetável devem ser bem homogêneas e estáveis. Costumam possuir
estabilizantes.
Emulsão: óleo disperso em água ou vice-versa. A absorção de
substâncias pela mucosa intestinal e pele é facilitada pela
emulsificação por lipídeos.
Aerossol: dispersão de sólido ou líquido em gás. Usado em
medicamentos para inalação.
Espuma: gás em líquido.
Agentes Interfásicos
Umectantes: agem diminuindo o ângulo de molhadura de superfícies
e tamponando a pressão de vapor do meio, dificultando a perda de
água pelo sistema.
Surfactantes: diminuem a tensão superficial entre líquidos e gases.
Se localizam na superfície entre as moléculas do líquido e diminuem
a atração entre elas. Facilitam as trocas gasosas entre o sangue e o ar
atmosférico nos alvéolos pulmonares.
Detergentes: diminuem o tamanho das partículas de óleo e
solubilizar proteínas e outros compostos biológicos, facilitando sua
remoção. Removem lipídeos das membranas de microorganimos,
que morrem imediatamente pela falta dessa barreira seletiva.