Profa. Maria Fernanda - Química nandacampos.mendonc@gmail.com

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1 Profa. Maria Fernanda - Química nandacampos.mendonc@gmail.com

2 Testes para identificar a gravidez Como é possível identificar se uma mulher está grávida? Após os sintomas apresentados acima, normalmente as mulheres fazem testes para saber se realmente estão grávidas. Todos os testes de gravidez agem através da detecção de um hormônio chamado gonadotrofina coriônica humana (hcg), que só é produzido quando a mulher está grávida. São raras as situações em que há hcg circulante no organismo sem que haja uma gestação em curso.

3 Testes para identificar a gravidez Que tipos de testes podem ser realizados para se detectar o hormônio hch? Classificação Qualitativo Quantitativo Informação fornecida Tipo de teste Indica ou não a presença do hormônio hcg Farmácia realizado no sangue Beta hcg realizado no sangue Indica a quantidade de hormônio hcg presente Beta hcg realizado na urina Beta hch realizado no sangue Quais as diferenças entre os tipos de testes?

4 Testes para identificar a gravidez Como são feitos os testes de gravidez? Teste qualitativo O exame de gravidez beta hcg qualitativo é bem parecido com o teste de gravidez de farmácia, enquanto esse caseiro é feito com urina, o laboratório usa o soro (plasma) do sangue que é processado para detectar HCG no sangue. Separação de mistura

5 Testes para identificar a gravidez Como são feitos os testes de gravidez? Teste quantitativo Nesta forma, o resultado é fornecido em valores, geralmente em mili unidades internacionais por mililitro (mui/ml). Na maioria dos laboratórios, considera-se gravidez valores acima de 25 mui/ml. Isso permite determinar a idade gestacional

6 Testes para identificar a gravidez Mas o que é o hormônio beta hcg? O hcg é um hormônio composto por duas grandes moléculas, chamadas de subunidade alfa (ou fração alfa) e subunidade beta (ou fração beta). A fração alfa do hcg é estruturalmente semelhante a vários outros hormônios, como o hormônio folículo-estimulante (FSH) ou o hormônio luteinizante (LH). Já a fração beta do hcg é única, não existindo em mais nenhum outro hormônio. Portanto, para diminuir o risco de reação cruzada com outros hormônios e, consequentemente, a ocorrência de falso positivos, os laboratórios fazem a pesquisa apenas da fração beta. Hormônio hcg A hcg é um hormônio glicoprotéico secretado normalmente pelas células trofoblásticas da placenta.

7 Quando o hcg é produzido? Testes para identificar a gravidez O hormônio gonadotrofina coriônica humana começa a ser produzido quando o óvulo fertilizado por um espermatozoide se implanta no útero. Esta implantação habitualmente ocorre cerca de seis dias após o encontro do espermatozoide com o óvulo. Conforme a gravidez avança, mais hcg é produzido pelo feto. Nas primeiras semanas de gestação os níveis de hcg dobram a cada 2 ou 3 dias. Ovulação Fecundação - Nidação Vídeo: Zm-SqAfw

8 Testes para identificar a gravidez Quando o beta hcg pode ser detectado? Como qualquer hormônio, o hcg circulante no sangue é filtrado nos rins e acaba sendo eliminado em parte na urina. Os testes caseiros de gravidez se baseiam na detecção do hcg na urina. A lógica é simples, se há hcg na urina é porque a mulher está grávida. A maioria dos atuais testes caseiros de gravidez consegue detectar a presença do hcg na urina já no primeiro dia de atraso menstrual. Entretanto, a quantidade de hormônio na urina em uma fase tão precoce da gravidez pode ser pequena, gerando um resultado duvidoso (explico mais à frente). Por isso, o mais seguro é realizar o teste após uma semana de atraso da menstruação. Recomenda-se, de forma geral, esperar pelo menos 15 dias após a fecundação, ou seja, após o ato sexual, para fazer este tipo de teste.

9 Teste de farmácia (caseiro) Quais os tipos de testes de farmácia que existem? De tiras Modo de usar De janela Modo de usar

10 Teste de farmácia (caseiro) Quais os tipos de testes de farmácia que existem? Indicam o tempo de gestação Testa de tirinha Como fazer a leitura dos testes? Teste de janela Teste que indica o tempo gestacional

11 Teste de farmácia e a estequiometria Como funciona o teste de farmácia? 1. Quando a urina é absorvida pela tira, começa uma reação química. O teste é composto de anticorpos que ficam solúveis ao entrar em contato com o xixi. 2. Os anticorpos começam a procurar o hcg (gonadotrofina coriônica humana - hormônio que surge quando o óvulo é fecundado) na amostra de urina que foi absorvida pela tira. 3. Se o hcg for encontrado, os anticorpos grudam no hormônio. Juntos, eles se movem na tira até as linhas T (teste) e C (controle), onde ocorre outra reação química. 4. A reação libera uma pigmentação que colore a linha T, indicando gravidez. O risco na linha C aparece pelo simples contato com a urina, indicando que o teste foi feito corretamente.

12 Teste de farmácia e a estequiometria Como funciona o teste de farmácia? O que ocorre no teste de gravidez nas linhas de teste T e de controle C são reações químicas. Podemos identificar isso pela coloração das linhas. Linha de teste (Reação química 1) Moléculas de anticorpo Moléculas de hcg Moléculas anticorpo-hcg Cinco moléculas de anticorpo reagem com cinco moléculas de hcg formando cinco moléculas anticorpo-hcg. Qual é a proporção em termos de reagentes e produtos? 5 moléculas de anticorpo : 5 moléculas de hcg : 5 moléculas anticorpo-hcg 1 molécula de anticorpo : 1 molécula de hcg : 1 molécula anticorpo-hcg

13 Teste de farmácia e a estequiometria Como funciona o teste de farmácia? Linha de teste (Reação química 1) Podemos representar a reação da seguinte forma: 1 molécula de anticorpo reage com uma molécula de hcg formando uma molécula de anticorpo-hcg Podemos ainda indicar assim: Balanceada Índice estequiométrico 1 Mol de anticorpos reage com 1 Mol de hcg formando 1 Mol de anticorpohcg

14 Teste de farmácia e a estequiometria Como funciona o teste de farmácia? Linha de teste (Reação química 2) Moléculas de anticorpohcg Moléculas de enzima Moléculas de anticorpohcg-enzima Cinco moléculas de anticorpo-hcg reagem com 5 moléculas de enzima formando cinco moléculas de anticorpo-hcg-enzima Qual é a proporção em termos de reagentes e produtos? 5 moléculas de anticorpo-hcg : 5 moléculas de enzima : 5 moléculas de anticorpo-hcg-enzima 1 molécula de anticorpo-hcg : 1 molécula de enzima : 1 molécula de anticorpo-hcg-enzima

15 Teste de farmácia e a estequiometria Como funciona o teste de farmácia? Linha de teste (Reação química 2) Podemos representar a reação da seguinte forma: 1 molécula de anticorpo-hcg reage com 1 molécula de enzima formando 1 molécula de anticorpo-hcg-enzima Podemos ainda indicar assim: Índice estequiométrico Balanceada 1 Mol de anticorpos-hcg reage com 1 Mol de enzima formando 1 Mol de anticorpo-hcg-enzima

16 Teste de farmácia e a estequiometria Como funciona o teste de farmácia? Linha de controle (Reação química 1) Moléculas de anticorpo Moléculas de enzima Moléculas de anticorpo-enzima Cinco moléculas de anticorpo reagem com 5 moléculas de enzima formando cinco moléculas de anticorpo-enzima Qual é a proporção em termos de reagentes e produtos? 5 moléculas de anticorpo : 5 moléculas de enzima : 5 moléculas de anticorpo-enzima 1 molécula de anticorpo : 1 molécula de enzima : 1 molécula de anticorpoenzima

17 Teste de farmácia e a estequiometria Como funciona o teste de farmácia? Linha de controle (Reação química 1) Podemos representar a reação da seguinte forma: 1 molécula de anticorpo reage com 1 molécula de enzima formando 1 molécula de anticorpo-enzima Balanceada Índice estequiométrico 1 Mol de anticorpos reage com 1 Mol de enzima formando 1 Mol de anticorpo-enzima

18 Teste de farmácia e a estequiometria Como funciona o teste de farmácia? Interpretando as reações químicas do teste de farmácia Como vimos, as reações químicas que ocorrem nos testes de gravidez também seguem a Lei de Lavoisier, pois há uma relação de proporcionalidade entre as espécies reagentes e os produtos. Logo, é possível detectar a presença do hormônio hcg, na urina. As relações de proporcionalidade decorrentes da Lei de Lavoisier, permitem aos químicos determinar a quantidade de reagentes e produtos envolvidos em uma reação química. Isso se dá por meio dos cálculos estequiométricos. Cálculo estequiométrico ou estequiometria é o cálculo das quantidades de reagentes e/ou produtos das reações químicas feito com base nas leis das reações e executando, em geral, com auxílio das equações químicas correspondentes.

19 Como efetuar os cálculos estequiométricos O calculo estequiométrico é uma decorrência das leis das reações químicas e da teoria atômica. Nesse cálculo, são utilizados, normalmente, as informações quantitativas existentes na própria equação que representa a reação química. Para reações em que a proporção entre os reagentes e os produtos é diferente de 1 teremos: N 2(g) + 3 H 2(g) 2 NH 3(g) 1 mol de N mols de H 2 2 mol de NH 3 Vimos nas aulas sobre o mol que: 1 mol de N 2 pesa (14+14= 28) 28g 1 mol de H 2 pesa (1+1=2) g 3 mol de H 2 pesam 6g 1 mol de NH 3 pesa (14+(3x1)=17) 17g 2 mol de NH 3 pesam 34g Podemos estabelecer as seguintes relações:

20 Como efetuar os cálculos estequiométricos N 2(g) + 3 H 2(g) 2 NH 3(g) 1 mol de N mols de H 2 2 mol de NH 3 28g de N 2 + 6g de H 2 34g de NH 3 Vimos na aula sobre o mol que: Obedece a Lei de Lavoisier 28+6=34 1 mol de N 2 possui 6,02x10 23 moléculas de N 2 1 mol de H 2 possui 6,02x10 23 moléculas de H 2 3 mol de H 2 possuem (3x6,02x10 23 ) moléculas de H 2 1 mol de NH 3 possui 6,02x10 23 moléculas de NH 3 2 mol de NH 3 possuem (2x6,02x10 23 ) moléculas de NH 3 Podemos estabelecer as seguintes relações

21 Como efetuar os cálculos estequiométricos N 2(g) + 3 H 2(g) 2 NH 3(g) 1 mol de N mols de H 2 2 mol de NH 3 28g de N 2 + 6g de H 2 34g de NH 3 6,02x10 23 moléculas de N 2 + 1,80x10 24 moléculas de H 2 1,20x10 24 moléculas de NH 3 As relações expressas acima são de proporção, logo é possível transformálas em regra de três. Vejamos alguns exemplos 1º) 1 N 2(g) + 3 H 2(g) 2 NH 3(g) 1 mol de N 2 2 mol de NH 3 10 mol de N 2 X mol de NH 3 1 X = 10 2 X= 20 mol de NH 3

22 Como efetuar os cálculos estequiométricos 2º) 1 N 2(g) + 3 H 2(g) 2 NH 3(g) 28g de N 2 34g de NH 3 10g de N 2 Xg de NH 3 28 X = X= 12,14g de NH 3 3º) 1 N 2(g) + 3 H 2(g) 2 NH 3(g) 6,02x10 23 moléculas de N 2 1,20x10 24 moléculas de NH 3 4,2x10 15 moléculas de N 2 X moléculas de NH 3 (6,02x10 23 ) X = (4,2x10 15 ) (1,20x10 24 ) X= 8,34x10 15 moléculas de NH 3

23 Como efetuar os cálculos estequiométricos Regras para resolução de problemas envolvendo estequiometria 1ª) Escrever a equação química mencionada no problema. 2ª) Balancear ou acertar os coeficientes dessa equação (lembre-se que os coeficientes indicam a proporção em mols existentes entre os participantes. 3ª) Estabelecer uma regra de três entre o dado e a pergunta do problema, obedecendo aos coeficientes da equação, que poderá ser escrita em, massa, ou em volume, ou em mol, ou em número de espécies químicas.

24 Como efetuar os cálculos estequiométricos Casos Gerais Quando o dado e a pergunta são expressos em massa Exemplo: Calcular a massa de óxido cúprico obtida a partir de 2,54 g de cobre metálico (massas atômicas: O=16u; Cu=63,5u). Eq. Química Balanceada Informações da eq. 2 Cu + O 2 2 CuO 2 mol de Cu 2 mol de CuO produzem 1mol de Cu pesa 63,5g 2 mol de Cu pesam 127g 1 mol de CuO pesa (16+63,5) 79,7 g 2 mol de CuO pesam 159g 127g (Cu) 159 g (CuO) 2,54g (Cu) Xg (CuO) 159x2,54=127X X=3,18g de CuO

25 Como efetuar os cálculos estequiométricos Casos Gerais Quando o dado é expresso em massa e a pergunta em volume Exemplo: Calcular o volume de gás carbônico, nas condições normais de pressão e temperatura (CNTP), por calcinação de 200g de carbonato de cálcio (massas atômicas: C=12u; O=16u; Ca=40u). Eq. Química Balanceada CaCO 3 CaO + CO 2 Informações da eq. 1 mol de CaO 1 mol de CO 2 produz Lembrar que um mol de qualquer gás na CNTP ocupa um volume de 22,4 L 1mol de CaCO 3 pesa (40+12+(3 16)) 100g 1 mol de CO 2 ocupa um volume de 22,4L 100g (CaCO 3 ) 22,4L (CO 2 ) 200g (CaCO 3 ) XL (CO 2 ) 200x22,4= 100X X=44,8g de CO 2

26 Como efetuar os cálculos estequiométricos Casos Gerais Quando o dado e a pergunta são expressos em volume Exemplo: Um volume de 15L de hidrogênio, medido nas CNTP, reage completamente com o cloro. Qual é o volume de gás clorídrico produzido nas mesmas condições? Eq. Química Balanceada Informações da eq. H 2(g) + Cl 2(g) 2 HCl (g) 1 mol de H 2 produz 2 mol de HCl Lembrar que um mol de qualquer gás na CNTP ocupa um volume de 22,4 L 1mol de H 2 ocupa um volume de22,4l 1 mol de HCl ocupa um volume de 22,4L 2 mol de HCl ocupam um volume de 44,8L 22,4L (H 2 ) 44,8L (HCl) 15L (H 2 ) XL (HCl) 44,8x15= 22,4X X=30L de HCl

27 Como efetuar os cálculos estequiométricos Casos Gerais Quando o dado é expresso em massa e a pergunta em mols (ou viceversa) Exemplo: Quantos mols de ácido clorídrico são necessários para produzir 23,4 gramas de cloreto de sódio? (massas atômicas: Na=23u; Cl=35,5u; O=16u; H=1u) Eq. Química Balanceada Informações da eq. HCl + NaOH NaCl + H 2 O 1 mol de HCl produz 1 mol de NaCl 1mol de NaCl pesa (23+35,5) 58,5g 1 mol (HCl) 58,5g (NaCl) XL (HCl) 23,4g (NaCl) 23,4x1= 58,5X X=0,4L de HCl

28 Como efetuar os cálculos estequiométricos Casos Gerais Havendo duas ou mais perguntas Neste caso, teremos uma resolução para cada uma das perguntas feitas Exemplo: Quais são as massas de ácido sulfúrico e hidróxido de sódio necessárias para preparar 28,4g de sulfato de sódio? (Massa atômicas: H=1u; O=16u; Na=23u; S=32u) H 2 SO NaOH Na 2 SO H 2 O reage produz 1 mol de H 2 SO 4 2 mol de NaOH 1 mol de Na 2 SO 4 1 mol de H 2 SO 4 pesa ((2x1)+32+(4x16)) 98g 1 mol de NaOH pesa ( ) 40g 2 mol de NaOH pesam 80g 1 mol de Na 2 SO 4 pesa ((2x23)+32+(4x16)) 142g

29 Como efetuar os cálculos estequiométricos Casos Gerais Havendo duas ou mais perguntas Para obter a massa de ácido sulfúrico 98g (H 2 SO 4 ) 142g (Na 2 SO 4 ) Xg (H 2 SO 4 ) 28,4g (Na 2 SO 4 ) 98x28,4=142X X=19,6g de H 2 SO 4 Para obter a massa de hidróxido de sódio 80g (NaOH) 142g (Na 2 SO 4 ) Yg (NaOH) 28,4g (Na 2 SO 4 80x28,4=142Y Y=16,0g

30 Como efetuar os cálculos estequiométricos Casos Específicos Reagente em excesso Quando o problema dá as quantidades de dois reagentes, provavelmente um deles está em excesso, pois, em outro caso, bastaria a quantidade de um deles para se calcular a quantidade do outro. Para fazer o cálculo estequiométrico usamos o reagente que não está em excesso (reagente limitante). Para isso, a primeira coisa é se determinar o reagente em excesso. Na reação 2H 2 (g) + O 2 (g) 2H 2 O(g) colocando-se em presença 3g de hidrogênio e 30g de oxigênio, qual a massa de água formada?

31 Como efetuar os cálculos estequiométricos Casos Específicos Reagente em excesso a) Verificar qual substancia está em excesso 2 mol de H 2 1 mol de O 2 4g de H 2 32g de O 2 3g de H 2 x gramas de O 2 x = 24g Como 3g de H 2 reagem com 24g de O 2, se no recipiente existem 30g de O 2, conclui se que sobram = 6g de O 2 em excesso (sem reagir). O reagente limitante é o H 2 b) Cálculo da quantidade de água 2 mol de H 2 2 mol de H 2 O 4g 36g 3g y y = 24,5 g

32 Como efetuar os cálculos estequiométricos Casos Específicos Preza Muitas vezes, a substância está acompanhada de impurezas. Por exemplo, CaCO 3 de 80% de pureza significa que, em 100g de CaCO 3 impuro (CaCO 3 + areia + carvão etc.), exitem 80g de CaCO 3 puro e 20g de impurezas. Assim, se numa reação estamos usando 150g de CaCO 3 com 80% de pureza, significa que a massa real de CaCO 3 é 120g, ou seja, ,8 = 120g. Considerando a reação FeS + 2HCl FeCl 2 + H 2 S qual é a massa de FeCl 2 obtida quando 1100g de FeS de 80% de pureza reagem com excesso de ácido clorídrico? Dados: FeCl 2 127g/mol; FeS 88g/mol.

33 Como efetuar os cálculos estequiométricos Casos Específicos Preza Quando o problema não faz referência, consideramos a pureza de 100%. Quando ela é dada, é necessário converter a quantidade de substância impura na quantidade correspondente da substância pura. 1100g 100% x 80% x = 880g a) Proporção em mol 1 mol de FeS 1 mol de FeCl2 b) Regra de três 88g 127g 880g y y = 1270g

34 Rendimento Como efetuar os cálculos estequiométricos Casos Específicos Devido a vários motivos, a quantidade de produto obtida, realmente, é menor do que a calculada de acordo com os coeficientes das substâncias. Assim, rendimento de 90% significa que, na prática, obtém-se 90% da quantidade calculada de acordo com os coeficientes. A 0ºC e 1 atm, 11,2 litros de CO 2 reagem com hidróxido de sódio. Qual a massa de carbonato de sódio (106g/mol) obtida, sabendo-se que o rendimento da reação foi de 90%?

35 Como efetuar os cálculos estequiométricos Casos Específicos Rendimento a) Proporção em mol 1 mol de CO 2 1 mol de Na 2 CO 3 b) Regra de três 22,4L de CO 2 106g de Na 2 CO 3 11,2L de CO 2 x x = 53g c) Massa de Na 2 CO 3 com rendimento de 90% 53g 100% y 90% y = 47,7g O rendimento de uma reação pode ser calculado teoricamente dividindo-se a quantidade realmente obtida na prática pela quantidade calculada teoricamente pelos coeficientes, neste caso, temos: R = 47,7/53 = 90%