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: Sólida Líquida Gasosa Na dependência de: Pressão Temperatura Oferta ambiental 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: para desidratar um sistema é necessário o gasto de muita energia.
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%. V ml )/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 (C 6 H 12 O 6 ) 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.V l,, 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/cm 3 ) Partes por milhão (1mg/l)
Miligramas por metro quadrado (mg/m 2 ) 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. Dispersão: Sólido em líquido. Emulsão: Líquido em Líquido Aerossol: Sólido em gás Espuma: gás em líquido. Suspensões São misturas bifásicas. 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.