Iniciante
A cinética de reações químicas é um tópico de importância primeira para as atividades industriais: além de altos rendimentos, são visados processos que apresentem possibilidade de grande produção em pequeno intervalo de tempo. Nesse aspecto, são cada vez mais importantes os catalisadores, sejam eles homogêneos (como complexos de metais de transição) ou heterogêneos (como superfícies metálicas).
Uma das principais classes de catalisadores são os catalisadores biológicos ou enzimas, que são proteínas (polipeptídeos) que apresentam função catalítica específica no organismo. Como polipeptídeos, as enzimas são polímeros compostos por aminoácidos, os quais apresentam pelo menos um centro quiral cada (exceto a glicina, em que o grupo radical é um átomo de hidrogênio) – as proteínas naturais são formadas apenas por aminoácidos homoquirais, isto é, apenas um enantiômero está presente na proteína.
a) A glicina é o aminoácido mais simples que existe. Sabendo que a combustão completa de 0,1200g de glicina levou à formação de 0,1337g de gás carbônico, 0,02127g de gás nitrogênio e 0,06835g de água, determine a fórmula mínima da glicina.
b) Determine a fórmula centesimal da glicina.
c) Escreva a equação balanceada de formação do tripeptídeo da glicina. Qual o nome dado à ligação formada nesse processo?
Intermediário
A cinética de reações químicas é um tópico de importância primeira para as atividades industriais: além de altos rendimentos, são visados processos que apresentem possibilidade de grande produção em pequeno intervalo de tempo. Nesse aspecto, são cada vez mais importantes os catalisadores, sejam eles homogêneos (como complexos de metais de transição) ou heterogêneos (como superfícies metálicas).
Uma das principais classes de catalisadores são os catalisadores biológicos ou enzimas, que são proteínas (polipeptídeos) que apresentam função catalítica específica no organismo. Como polipeptídeos, as enzimas são polímeros compostos por aminoácidos, os quais apresentam pelo menos um centro quiral cada (exceto a glicina, em que o grupo radical é um átomo de hidrogênio) – as proteínas naturais são formadas apenas por aminoácidos homoquirais, isto é, apenas um enantiômero está presente na proteína.
a) A lisozima, uma enzima presente em lágrimas, por exemplo, é constituída por 129 aminoácidos, 12 dos quais são glicinas. Considerando que cada um dos outros aminoácidos apresenta apenas um centro quiral que deve ser considerado, qual seria o rendimento se tentássemos produzir a proteína funcional a partir de quantidades iguais de ambos os enantiômeros de cada aminoácido com reagentes não quirais?
b) Quanta proteína (em kg) deve ser sintetizada segundo o rendimento obtido acima para produzir 120mg de lisozima funcional? Compare sua resposta com a massa do planeta Terra, que é de 5,97.1024 kg.
c) Uma determinada enzima, ao catalisar um passo importante do ciclo de respiração celular, no qual a etapa lenta é de primeira ordem, acelera uma reação de oxidação em 10000 vezes. Julgue os seguintes itens como verdadeiros ou falsos. Justifique sua escolha.
I) A energia de ativação reduziu a um décimo de milésimo (0,0001) de seu valor original;
II) O tempo de meia-vida caiu por um fator de 10000 vezes.
III) Se a temperatura fosse aumentada de 10°C, a velocidade aproximadamente dobraria, segundo a relação de Van’t Hoff.
IV) Se fosse aumentada gradualmente a concentração de substrato, a velocidade de reação também aumentaria indefinidamente, isto é, aumentaria enquanto se aumentasse a concentração de substrato.
Avançado
A cinética de reações químicas é um tópico de importância primeira para as atividades industriais: além de altos rendimentos, são visados processos que apresentem possibilidade de grande produção em pequeno intervalo de tempo. Nesse aspecto, são cada vez mais importantes os catalisadores, sejam eles homogêneos (como complexos de metais de transição) ou heterogêneos (como superfícies metálicas).
a) Dê um catalisador adequado para os processos abaixo:
a1) Hidrogenação catalítica do ácido maleico;
a2) Hidrólise do butanoato de etila (aromatizante industrial com cheiro de abacaxi);
a3) Desidratação do etanol;
a4) isomerização de cis-but-2-eno a trans-but-2-eno.
b) Dê o nome dos produtos formados nos processos a1-a3 acima (assuma que tanto o processo intramolecular quanto o intermolecular ocorrem no item a3).
Uma das principais classes de catalisadores são os catalisadores biológicos ou enzimas, que são proteínas (polipeptídeos) que apresentam função catalítica específica no organismo. Como polipeptídeos, as enzimas são polímeros compostos por aminoácidos, os quais apresentam pelo menos um centro quiral cada (exceto a glicina, em que o grupo radical é um átomo de hidrogênio) – as proteínas naturais são formadas apenas por aminoácidos homoquirais, isto é, apenas um enantiômero está presente na proteína.
c) Enzimas são extremamente específicas a seus substratos, como definido pelo modelo geral de chave e fechadura. Tendo isso em mente, explique por que enzimas são extremamente sensíveis a variações das condições, como temperatura e pH.