Questão de Química - UNICAMP 2021 - A Farmacocinética estuda a absorção de um fármaco, sua distribuição nos líquidos

A Farmacocinética estuda a absorção de um fármaco, sua distribuição nos líquidos corporais e tecidos, sua metabolização e eliminação. Saber o que acontece com um fármaco no interior de um organismo vivo é crucial para garantir sua biodisponibilidade e, consequentemente, sua eficácia e segurança, considerando possíveis efeitos tóxicos. Para que um fármaco seja eficaz, ou seja, exerça a ação desejada, sua concentração no sangue deve estar dentro da “janela terapêutica". Assim, conhecendo-se o perfil de absorção e de metabolização de um fármaco, essa faixa de concentração pode ser assegurada levando-se em consideração a concentração da dose aplicada, bem como a frequência de administração do fármaco, indicada pelas setas na figura abaixo. A figura apresenta as curvas de concentração-tempo de certo fármaco no sangue.

a) Considerando o enunciado, complete a tabela no espaço de resposta, associando as curvas do gráfico com os tipos de metabolismos: normal, lento e acelerado. Justifique. 

b) Considerando o perfil apresentado pelo fármaco, como os parâmetros poderiam ser alterados para garantir segurança e eficácia na administração do fármaco em duas situações: (S1) indivíduo com metabolismo lento e (S2) indivíduo com metabolismo acelerado. Explique.

RESPOSTA:

a) As setas no gráfico indicam a administração do fármaco, em seguida, o fármaco é absorvido, fazendo a sua concentração no sangue aumentar e, durante a metabolização, a sua concentração diminuiu. Na curva 1, observamos que a concentração aumenta e logo em seguida diminui até o valor zero; podemos concluir que a metabolização do fármaco é acelerada. Na curva 2, por estar na janela terapêutica, corresponde ao metabolismo normal. Para finalizar, na curva 3, observamos um aumento na concentração do fármaco, e o metabolismo dela é lento, pois a curva decresce muito pouco até a próxima administração. Abaixo temos a tabela preenchida: 

b) Para manter a segurança e a eficácia na administração do fármaco, será necessário aumentar o intervalo de tempo entre as administrações e/ou diminuir a quantidade administrada para o indivíduo S1; e aumentar a quantidade de fármaco administrado e/ou diminuir o intervalo das administrações para o indivíduo S2.

Questão de Química - UNICAMP 2021 - Métricas simples, como o Fator-E e a Eficiência Mássica Reacional (EMR)

Métricas simples, como o Fator-E e a Eficiência Mássica Reacional (EMR), são úteis para avaliar o impacto ambiental e econômico de um dado processo químico. 

Fator-E = massa de resíduos / massa de produto 

EMR = massa de produto / massa de reagentes 

Uma indústria pretende produzir um dos sais imidazólicos (sal 1 ou sal 2) sintetizados em seu laboratório de desenvolvimento. Ambos os sais teriam a mesma finalidade e serviriam para os mesmos propósitos. Considere os dados para a reação de produção dos sais citados empregando-se dois haletos de alquila distintos, conforme a equação abaixo. 

a) Considerando as métricas Fator-E e EMR, indique qual desses sais (1 ou 2) você recomendaria para a produção. Justifique considerando valores e definições. 

b) Considerando os efeitos tóxico-ambientais apresentados no quadro, indique qual desses sais (1 ou 2) você recomendaria para a produção. Explique.

RESPOSTA:

a) É recomendado o sal 2. Esse sal apresenta um menor Fator – E, indicando uma menor massa de resíduos em relação à massa dos produtos, e maior fator EMR, indicando uma maior massa dos produtos em relação à massa dos reagentes, ou seja, resultando em maior rendimento. 

b) É recomendado o sal 1, pois, de acordo com a simbologia apresentada na tabela, esse sal apresenta efeitos toxicológicos e ambientais menores.

Questão de Química - UNICAMP 2021 - Pesquisadores da Universidade de Nevada estudaram a utilização de pó de café e farinha

Pesquisadores da Universidade de Nevada estudaram a utilização de pó de café e farinha de penas de galinha, fontes baratas de matéria prima, abundantes e ambientalmente amigáveis, na produção de biodiesel. Num dos estudos, os cientistas coletaram o pó de café e separaram o óleo nele contido. No processo de extração do óleo, o pó passou por um processo de secagem por 12 horas. Em seguida, foi aquecido por 1 hora com um solvente orgânico em ebulição e então filtrado para remover o sólido. O solvente foi separado do óleo por destilação. Em seguida, os cientistas usaram um processo barato de transesterificação para converter 100% do óleo em biodiesel.

a) Considerando o estudo e os dados que constam nos gráficos acima, qual seria o material disponível em maior quantidade no mundo para a produção de biodiesel: pó de café ou farinha de penas? Justifique. 

b) Considerando o texto apresentado, aponte e comente, nos espaços indicados, um aspecto positivo e um aspecto negativo da proposta dos autores da pesquisa.

RESPOSTA:

a) A farinha de penas. Essa conclusão pode ser realizada a partir dos gráficos apresentados, uma vez que, apesar da fração percentual em massa do óleo no resíduo de farinha de penas ser menor do que no pó de café, sua maior produção mundial levará uma maior quantidade de óleo para a produção de biodiesel. 

b) Aspectos Positivos: 

- Fontes baratas de matéria-prima, abundante e ambientalmente amigáveis: Possibilitam a produção de biodiesel, um combustível renovável de forma segura e com mínimo impacto ambiental. - Processo barato de transesterificação e rendimento do processo de 100% para converter o óleo em biodiesel: Possibilita a ampliação da utilização dessa fonte de combustível, devido à sua facilidade de obtenção e baixos custos. 

Aspectos Negativos: 

- Utilização de solventes orgânicos: Os solventes orgânicos em geral não são ambientalmente amigáveis e, caso não sejam acondicionados ou descartados corretamente, podem causar um grande prejuízo ambiental. - O sólido separado no processo de filtração: Esse material pode ser considerado um resíduo no processo e, no texto apresentado, não é indicado um destino para esse material, que inclusive pode apresentar traços de contaminação pelo solvente orgânico.

Questão de Química - UNICAMP 2021 - O gás natural (GN) é uma fonte de energia eficiente e limpa, considerando-se uma queima

O gás natural (GN) é uma fonte de energia eficiente e limpa, considerando-se uma queima completa desse gás na sua forma purificada. No entanto, o metano, na origem, vem misturado com muitas outras substâncias que precisam ser retiradas no processo de purificação, pois, na queima, teriam baixa ou nenhuma eficiência energética, ou então gerariam produtos com características indesejáveis. A tabela abaixo mostra a composição aproximada (V/V %) de algumas fontes de gás natural, o que pode ilustrar as afirmações anteriores.

Considere a queima de gases naturais (GN) na composição em que se apresentam nas fontes, em condições idênticas de temperatura e pressão e considerando tais gases como ideais.

a) Do ponto de vista energético, qual seria a melhor e a pior fonte, por volume de gás queimado? Justifique sua resposta. 

b) Do ponto de vista ambiental, qual seria a melhor e a pior fonte, por volume de gás queimado? Justifique sua resposta

RESPOSTA:

a) A energia total por volume de gás queimado pode ser calculada a partir de uma média ponderada volumétrica dos componentes dessas três fontes de GN apresentadas na tabela.

Laeq: (69% ∙ 37) + (3% ∙ 65) + (0,9% ∙ 92) + (0,5% ∙ 120) + (0,5% ∙ 147) + (15,3% ∙ 22) ≅ 33 MJ/m3

Uch: (27,3% ∙ 37) + (0,7% ∙ 65) + (0,3% ∙ 92) + (0,3% ∙ 120) ≅ 11 MJ/m3

Uthmaniyah: (55,5% ∙ 37) + (18% ∙ 65) + (9,8% ∙ 92) + (4,5% ∙ 120) + (1,6% ∙ 147) + (1,5% ∙ 22) = 49 MJ/m3

Melhor fonte do ponto de vista energético: Uthmaniyah

Pior fonte do ponto de vista energético: Uch

b) Do ponto de vista ambiental, a melhor fonte é a Uch, pois não contém H2S, que gera óxidos de enxofre após a queima. A pior fonte é o Laeq, justamente por conter maior porcentagem desse gás em sua composição.

Questão de Química - UNICAMP 2021 - A hemoglobina é uma proteína composta por quatro cadeias polipeptídicas.

A hemoglobina é uma proteína composta por quatro cadeias polipeptídicas. Cada cadeia está associada a um grupo heme que contém ferro, capaz de se ligar reversivelmente ao oxigênio, permitindo assim sua função primária, que é a do transporte de oxigênio dos pulmões aos tecidos periféricos. 

a) A Figura 1 apresenta a curva de dissociação para duas hemoglobinas humanas: em adultos (linha tracejada) e fetais (linha sólida). Considerando elementos de equilíbrio químico e esse gráfico, indique qual hemoglobina tem maior afinidade com o oxigênio: a do adulto ou a fetal? Justifique sua resposta. 

b) O efeito Bohr, representado na Figura 2, ocorre quando células com metabolismo aumentado liberam maiores quantidades de CO2 no sangue. Entre as curvas do gráfico (linhas sólida ou tracejada), identifique aquela que representa o resultado final do efeito Bohr. Explique, do ponto de vista químico, como você chegou a esta conclusão.

RESPOSTA:

a) Para uma mesma pressão parcial de oxigênio (40 mmHg), a porcentagem de saturação da fetal (80%) é maior que a do adulto (60%). 

b) Quanto maior o pH, maior é a porcentagem de saturação, portanto, em menor pH teremos menor porcentagem de saturação (curva tracejada). Do ponto de vista químico, teremos em menor pH alta concentração de íons H⁺, o que irá facilitar a liberação de CO2 (g), de acordo com o equilíbrio:

O equilíbrio é deslocado para a formação de CO2 (g), quando o pH diminui e a [H⁺] aumenta.