OsmoseExercicios2003 2, Teses (TCC) de Fisioterapia

Baixe OsmoseExercicios2003 2 e outras Teses (TCC) em PDF para Fisioterapia, somente na Docsity! - Problemas para a seção de osmose Professor responsável: David Mitchell Questão 1 (a) Um frasco aberto contém uma solução aquosa de NaCl 0,05 M a 25 F 0 B 0C, no nível de mar. Qual é a pressão osmótica da soluçãoF 0 3 F (b) Qual é a pressão física (na superfície) da solução de parte (a)F 0 3 F (c) A solução está colocada num lado de uma membrana semipermeável, permeável a água mas impermeável a NaCl. No outro lado da membrana está águal pura. Os dois lados são abertos a atmosfera. Qual é a pressão osmótica da solução agoraF 0 3 F (no tempo zero). (d) Qual é a pressão física (na superfície) da solução de parte (c)F 0 3 F (e) Uma pistão está colocado em cima da solução e pressionado suficientemente para manter o volume igual ao volume inicial da solução. Qual é a pressão física (na superfície) da solução agoraF 0 3 F Questão 2 A pressão osmótica de uma solução contendo 4,044 g de uma açúcar em 1 litro de solução é 0,543 atm, a 25 ºC. Calcule o peso molecular da açúcar. Questão 3 Um eritrócito pode ser pressuposto de conter uma solução de 300 mosM a uma pressão de 1 atm. Quando um eritrócito de “resistência máxima” está colocado numa solução de 100 mosM NaCl, o eritrócito incha até o dobro do volume inicial, mas não estoura. Pressupondo que só água atravessa a membrana para estabelecer o novo equilíbrio, calcule a "pressão de tensão" exercida pela membrana neste novo estado de equilíbrio. O volume da solução de sal é suficientemente grande para não mudar de concentração durante o processo. A temperatura fica a 37 F 0 B 0C. Questão 4 Uma suspensão de eritrócitos foi colocada em soluções progressivamente concentradas de um soluto. Duas observações experimentais interessantes foram: (a) Na solução isoosmótica ([soluto] = 300 mmol/L), os eritrócitos inicialmente não mudaram de volume, mas em seguida, incharam e estouram. (b) Na solução hiperosmótica ([soluto] = 900 mmol/L) os eritrócitos inicialmente murcharam, mas, em seguida, retornaram ao volume inicial, e prosseguiram aumentando de volume até eles estouram. Explique estes resultados. O que você pode deduzir sobre as propriedades do soluto? Questão 5 A condutividade hidráulica do capilar glomerular do rato está estimada em 29 nL s-1 mm Hg-1 cm-2 enquanto a área disponível para transferência de líquido está estimada em 0,2 mm2 por glomérulo. Qual vai ser o fluxo do líquido (em nL por minuto por glomérulo) através da capilar glomerular num experimento onde as seguintes pressões médias são medidas? • pressão física no capilar glomerular = 45 mm Hg; no espaço de Bowman = 10 mmHg • pressão oncótica no capilar glomerular = 25 mm Hg; no espaço de Bowman = 0 mm Hg Questão 6 Qual é o trabalho necessário para dessalinizar água do mar pelo processo de osmose reversa à temperatura de 20 ºC? Água do mar tem uma osmolaridade de 1,08. Dê sua resposta nas unidades de Joules por metro cúbico. Questão 7 Uma membrana, permeável ao NaCl, mas impermeável a proteína e impermeável à água, separa dois compartimentos. No início, cada compartimento contém volumes iguais da mesma solução de NaCl, em que [Na+] = [Cl-] = 100 mM. Uma proteína, com valência de menos 17 no pH 7 da solução, está adicionada (na forma de proteinato de sódio) num lado da membrana, para dar uma concentração naquele lado de 1 mM proteína. O sistema está deixado alcançar equilíbrio. (a) Quais são as concentrações de equilíbrio de Na+ e Cl- nos dois lados? (b) Qual é a diferença na pressão e na potencial elétrica através da membrana no estado de equilíbrio? A temperatura fica constante a 25 ºC durante os experimentos. RESPOSTAS Questão 1 (a) F 0 7 0 = CRT = 0,1 mol L-1 * 0,0821 L atm mol-1 K * 298 K = 2,45 atm (pressupondo 100% dissociação) (b) 1 atm - a solução está aberta para a atmosfera (c) 2,45 atm (d) 1 atm (e) 3,45 atm (tem que balancear a pressão osmótica de 2,45 atm e a pressão de 1 atm no outro lado) Questão 2 F 0 7 0 = CmolarRT = (n/V)RT = (massa/Pmolecular)*RT/V Pmolecular = massa*RT/(F 0 7 0*V) = 4,044 g * 0,0821 L atm mol-1 K-1 * 298 K / (0,543 atm * 1 L) = 182 g mol-1 Questão 3 Temos Phidrostática básica de 1 atm dentro e fora da célula No equilíbrio o volume é o dobro devido a entrada de água, então agora tem uma solução de 150 mosM dentro e 100 mosM fora, ou seja, uma diferença de 50 mosM. Sabemos que o equilíbrio ocorre quando Phidrostática extra = Posmótica. Também para o eritrócito para de encher, deve ter P tensão = Phidrostática extra. Então, a pressão de tensão = Posmótica. F 0 7 0 = CRT = 0,05 mol L-1 * 0,0821 L atm mol-1 K-1 * 310 K = 1,27 atm Questão 4 O soluto entra lentamente nos eritrócitos. Então, na solução isoosmótica, inicialmente a solução tem o balanço osmótico certo. Mas se o soluto entra e nada sai, a osmolaridade dentro do eritrócito aumenta. A osmolaridade dentro do eritrócito vai na direção de 600 mosmolar (300 original, que pode ser tratado como KCl, e 300 de soluto, em equilíbrio com a solução da fora). Os eritrócitos vão estourar antes de chegar lá. Na solução hiperosmótica, inicialmente a água sai mais rapidamente que o soluto entra. Mas, no fim, o soluto entra suficientemente para fazer uma situação isoosmótica (900 mosM soluto fora, 300 KCl + 600 soluto dentro), mas isso não é equilíbrio. A situação está indo para (900 mosM soluto fora, 300 KCl + 900 soluto dentro), mas os eritrócitos vão estourar antes de chegar lá. O soluto deve ser solúvel na membrana, então pode atravessar. Mas deve atravessar mais lentamente que o água. Questão 5 JAF 0 A EB = +L.A{(PC-F 0 7 0C) – (PB-F 0 7 0B)} (C=capilar glomerular B = espaço de Bowman) Questão 6 Nós queremos pressionar suficientemente para ter água pura no outro lado. Então, a pressão hidrostática deve vencer a pressão osmótica. F 0 7 0 = CRT = 1080 mol m3 * 8,314 Pa m3 mol-1 K-1 * 293 K = 2630882 Pa (2630882 Pa * 1 atm/101325 Pa = 26 atm) Trabalho = Pressão*Volume então 2630882 Pa * 1 m3 = 2630882 Pa m3 = 2630882 J = 2,6 MJ Então o trabalho necessário é 2,6 MJ/m3 (anote – isso é para um processo de fluxo contínuo, em que a osmolaridade da água do mar que sai do processo é ligeiramente maior que 1,08. Para pegar um metro cúbico e o pressionar, o calculo teria que ser diferente, porque durante o processo a osmolaridade no lado do água do mar subirá bastante. Veja os desenhos em baixo)