FPP Verão Medicina 2017
No cotidiano, existem vários exemplos de reações químicas, as quais dependendo de alguns fatores, podem ter sua velocidade aumentada ou diminuída. Um exemplo é a reação de decomposição da água oxigenada, utilizada por exemplo, em machucaduras envolvendo sangramentos. Neste caso, por exemplo, a reação ocorre com maior velocidade, o que pode ser notado por meio de formação de bolhas.
Fonte: www.r7.com/lumis/portal/file/fileDownload.jsp?fileId.
Abaixo é dada a reação não balanceada de decomposição da água oxigenada. Analisando o exposto, assinale a alternativa CORRETA.
H2O2(ℓ) → H2O(ℓ) + O2(g) + 98,2 Kj
A velocidade de decomposição da água oxigenada é maior, quando em contato com o sangue de um machucado, pois no sangue há uma enzima chamada catalase, a qual funciona como catalisadora da reação de decomposição da água oxigenada.
A reação de decomposição da água oxigenada, descrita anteriormente é endotérmica, ou seja, mantém o ambiente com o qual está em contato gelado.
A formação de bolhas é explicada pelo contato do oxigênio com o machucado, oxigênio este que possui força intermolecular Dipolo Permanente, a qual possui baixo ponto de ebulição.
Os catalisadores aumentam a velocidade da presente reação química, pois modificam seu mecanismo, diminuindo a energia de ativação; dificultam, então, a ação das partículas reagentes de atingirem a energia necessária para completar a reação química.
Uma maneira de produzir maior quantidade de gás oxigênio é aumentar a temperatura do sistema.
Resolução
Para analisar as alternativas basta aplicar dois conceitos centrais da cinética química:
- catalisadores aumentam a velocidade porque oferecem um mecanismo alternativo com menor energia de ativação (Ea);
- a presença de + 98,2 kJ no lado dos produtos indica que a decomposição do \(\text{H}_2\text{O}_2\) é exotérmica.
Outra informação importante: o sangue contém a enzima catalase, capaz de decompor água oxigenada muito rapidamente, libertando \(\text{O}_2\) gasoso (bolhas).
Verificando cada alternativa
A – Correta. A catalase é de fato um catalisador biológico que diminui a Ea da reação, acelerando a decomposição e gerando bolhas de \(\text{O}_2\).
B – Incorreta. A reação é exotérmica (libera 98,2 kJ); logo, não absorve calor nem “esfria” o meio.
C – Incorreta. As bolhas visíveis não provêm de “contato do oxigênio com o machucado”, mas do \(\text{O}_2\) gerado. Além disso, \(\text{O}_2\) é apolar (forças de London, não dipolo permanente).
D – Incorreta. Começa correto (catalisador diminui Ea), mas conclui que isso “dificulta” a colisão das partículas, o que é o oposto do efeito desejado.
E – Incorreta. Aumentar a temperatura acelera a velocidade, mas não altera a quantidade final de \(\text{O}_2\) (estequiometricamente já determinada) em um sistema fechado; em reações exotérmicas, temperatura maior tenderia, por equilíbrio, a reduzir o rendimento.
Portanto, a alternativa correta é a letra A.
Dicas
Erros Comuns
Conceitos-chave
- Catalisador: substância que participa do mecanismo da reação, abaixa a energia de ativação (Ea) e aumenta a velocidade de reação sem alterar o \(\Delta H\).
- Enzima catalase: proteína presente em tecidos animais que catalisa a decomposição de água oxigenada.
- Reação exotérmica: libera calor; a energia aparece no lado dos produtos (\(+\,Q\)).
- Efeito da temperatura: eleva a energia cinética e, portanto, a frequência de colisões eficazes (velocidade ↑), mas em reações exotérmicas pode diminuir o rendimento em equilíbrio.
- Forças intermoleculares: \(\text{O}_2\) é apolar, mantido apenas por forças de London (dipolo instantâneo-induzido).
