Nível 1

Em uma célula de um organismo a síntese da ureia é feita a partir de amônia e do dióxido de carbono: $\ce{ 2 NH3(g) + CO2(g) -> (NH2)2CO(s) + H2O(l) } \quad \Delta G = \pu{+48 kJ//mol}$ A energia necessária para a reação é obtida da oxidação da glicose: $\ce{ C6H12O6(s) + O2(g) -> CO2(g) + H2O(l) } \quad \Delta G = \pu{-480 kJ//mol}$ Assinale a alternativa que mais se aproxima da quantidade de máxima de ureia que pode ser formada pela oxidação de $\pu{10,8 ug.L-1.min-1}$ de glicose.

\pu{24 ug.L-1.min-1}

\pu{36 ug.L-1.min-1}

\pu{54 ug.L-1.min-1}

\pu{82 ug.L-1.min-1}

\pu{124 ug.L-1.min-1}

Gabarito

A quantidade máxima de ureia que pode ser formada é obtida igualando a energia livre consumida na síntese da ureia à energia livre liberada na oxidação da glicose. Assim, primeiro converte-se a massa de glicose oxidada em quantidade de matéria, depois calcula-se a energia disponível e, por fim, determina-se a massa máxima de ureia correspondente.

Etapa 1.Base de cálculo:

\pu{1 L}

\pu{1 min}

. Calcule a quantidade de glicose oxidada.

$n_{\ce{C6H12O6}} = \dfrac{m_{\ce{C6H12O6}}}{M_{\ce{C6H12O6}}} = \dfrac{\pu{10,8 μg}}{\pu{180 g//mol}} = \pu{0,06 μmol}$

Etapa 2.Calcule a energia livre fornecida pela oxidação da glicose.

$\Delta G = n \Delta G_\mathrm{m} = (\pu{0,06 μmol})(\pu{-480 kJ//mol}) = \pu{-28,8 μkJ}$ Portanto, a oxidação da glicose fornece $\pu{28,8 μkJ}$ de energia livre por litro e por minuto.

Etapa 3.Calcule a quantidade máxima de ureia que pode ser formada.

Como a síntese da ureia consome $\pu{48 kJ//mol}$ , $\pu{28,8 μkJ} = n_{\ce{ureia}}(\pu{48 kJ//mol})$ Logo, $n_{\ce{ureia}} = \pu{0,60 μmol}$

Etapa 4.Converta a quantidade de ureia em massa.

$m_{\ce{ureia}} = n_{\ce{ureia}} M_{\ce{ureia}} = (\pu{0,60 μmol})(\pu{60 g//mol}) = \boxed{\pu{36 μg.L-1.min-1}}$