Terapêutica biológica nas artrites inflamatórias

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Tutorial de Toxicologia

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Toxicologia e Farmacologia

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Farmacodinâmica e Farmacocinética

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Farmacologia Básica

SIdney (UNIRIO, Enfermagem)

45
Farmacologia I – UNIRIO

MÓDULO

I

CAPÍTULO 1

Introdução

INTRODUÇÃO
A farmacologia pode ser definida como o estudo das substâncias que interagem com sistemas vivos por meio de processos químicos, particularmente mediante sua ligação a moléculas reguladoras e ativação ou inibição dos processos orgânicos normais. Essas substâncias podem ser compostos químicos administrados com a finalidade de obter um efeito terapêutico benéfico sobre algum processo no paciente, ou pelos seus efeitos tóxicos sobre processos reguladores em parasitas que infectam o paciente. Essas aplicações terapêuticas deliberadas podem ser consideradas como o papel fundamental da farmacologia médica, que é freqüentemente definida como a ciência das substâncias utilizadas na profilaxia, diagnóstico e tratamento das doenças.
INTERAÇÕES ENTRE DROGAS E CORPO
As interações entre uma droga e o corpo são convenientemente divididas em duas classes. As ações da droga sobre o organismo são conhecidas como processos farmacodinâmicos, cujos princípios são apresentados no Cap. 2. Essas propriedades determinam o grupo em que a droga é classificada e, com freqüência, desempenham o principal papel na decisão de qual dos grupos constitui a forma apropriada de terapia para determinado sintoma ou doença. As ações do corpo sobre a droga são denominadas processos farmacocinéticos, que são descritos nos Caps. 3 a 7. os processos farmacocinéticos controlam a absorção, distribuição e eliminação de drogas e são de grande importância prática na escolha e administração de uma droga específica a determinado paciente, como, por exemplo, um paciente com comprometimento da função renal.
Quadro 1.1 Farmacodinâmica

Quadro 1.2 Farmacocinética

*A permeação consiste na passagem da droga através das membranas biológicas. Ocorre segundo: (1) difusão aquosa; (2) difusão lipídica; (3) transportadores especiais e (4) endocitose e exocitose.

Referências 

Katzung, Bertram G. et al: Basic and Clinical Pharmacology. 9ª ed., The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 (trad. pt. Rio de Janeiro, Editora Guanabara Koogan S.A., 2006).

CAPÍTULO 2

Farmacodinâmica

INTRODUÇÃO
A farmacodinâmica pode ser definida como o estudo dos efeitos bioquímicos e fisiológicos das drogas e de seus mecanismos de ação. Como mencionado, são, grosso modo, as ações da droga sobre o organismo. Neste capítulo, trataremos dos receptores, das interações das drogas com os receptores e da interpretação dessa interação por meio das curvas dose-resposta.
RECEPTORES
Um conceito fundamental em farmacologia é que, para se iniciar um efeito em qualquer célula, a maioria dos fármacos combina-se com alguma estrutura molecular na superfície ou no interior da célula. Esta estrutura molecular é denominada receptor. A combinação do fármaco com o receptor resulta em modificações moleculares no receptor que desencadeiam uma série de eventos que levam a uma resposta. Isso também é válido para substâncias endógenas como hormônios e neurotransmissores. Assume-se que todos os receptores aos quais as drogas se combinam existam para atuar como receptores para substâncias endógenas. É por isso que a descoberta de um receptor para determinado fármaco leva à busca da substância endógena que utiliza estes receptores.
Em 1973, descobriu-se que drogas opióides como a morfina atuavam sobre um receptor específico. Essa descoberta levou à busca da substância endógena, cuja função fisiológica dependesse da interação com tais receptores. Em 1975, identificaram-se peptídeos endógenos com atividade semelhante à da morfina. Hoje, sabe-se de uma família de peptídeos que são denominados encefalinas ou endorfinas. A morfina, simplesmente, simula a ação dessas substâncias.
FISIOLOGIA DA PLACA TERMINAL
Receptores são macromoléculas (proteínas, em sua maioria) presentes nos tecidos e que se combinam quimicamente com os fármacos de maneira relativamente específica. Isto é, fármacos interagem apenas com alguns receptores e vice-versa. A placa terminal de uma fibra muscular esquelética, por exemplo, contém uma grande quantidade de receptores com afinidade para o neurotransmissor acetilcolina.
Cada um desses receptores, que são chamados nicotínicos, é parte de um canal na membrana pós-sináptica que controla o movimento intracelular de íons Na⁺. Em repouso, esta membrana pós-sináptica é relativamente impermeável ao Na⁺. Contudo, quando o nervo é estimulado, ele libera, na placa terminal, acetilcolina que combina-se com os receptores nicotínicos e modifica-os de tal forma que os canais se abrem e o Na⁺ flui para o interior da célula muscular. Quanto mais acetilcolina existir na região da placa terminal, mais receptores serão ativados e mais canais se abrirão. Quando o número de canais abertos atinge um nível crítico e o Na⁺ entra com rapidez suficiente para perturbar o equilíbrio iônico da membrana, ocorre uma despolarização localizada. Essa despolarização localizada dispara a ativação de grande número de canais de Na⁺ dependentes de voltagem e gera a despolarização conduzida, conhecida como potencial de ação. O potencial de ação provoca a liberação – para o citosol – de Ca⁺² a partir de seus locais de ligação intracelular (particularmente, retículos endoplasmáticos e mitocôndrias). Este Ca⁺² interage com proteínas contráteis, gerando um encurtamento da célula muscular.

Figura 2.1 Receptor Nicotínico
O receptor nicotínico, por exemplo, é composto de 5 subunidades (duas α, uma β, uma γ e uma δ) que circundam uma depressão central, que corresponde ao canal transmembranoso de Na⁺. Quando a acetilcolina se liga ao receptor (na subunidades α), o canal central é aberto, permitindo a passagem de Na⁺.
Outros receptores – que não são canais iônicos – desencadeiam uma cascata de eventos graças à ação de segundos mensageiros. Os fatores chave em muitos desses sistemas de segundos mensageiros são as proteínas G (há vários tipos). Essas proteínas hidrolizam o trifosfato de guanosina (GTP) a difosfato de guanosina (GDP). As proteínas G transmitem a ativação de vários receptores a uma etapa seguinte em uma série de reações. Em muitos casos, a etapa seguinte envolve a enzima adenilciclase. Vários hormônios, fármacos etc. estimulam ou inibem a adenilciclase em vários tipos de receptores através das proteínas G diversas (inibitória ou estimulatória). A adenilciclase catalisa a transformação de ATP em AMPc.
O AMPc ativa enzimas chamadas quinases que irão fosforilar diversas proteínas, resultando na resposta celular como abertura de canais Ca⁺² e ativação de outras enzimas. As proteínas G podem, também, ativar outras enzimas ou agir diretamente em canais iônicos. Os receptores para adrenalina e noradrenalina são acoplados à proteína G.
LIGAÇÕES QUÍMICAS
Os fármacos combinam-se com os receptores de várias formas e diversos tipos de ligações químicas participam na formação inicial do complexo fármaco-receptor. Entre elas, ligações covalentes, iônicas, de pontes de hidrogênio e van der Waals.
A ligação covalente é forte e estável. É responsável pela estabilidade na maioria das moléculas orgânicas. É irreversível à temperatura corporal e só pode ser desfeita com muita energia ou na presença de um agente catalítico, como uma enzima. Estão presentes em ligações de certos fármacos anticancerígenos e quelantes.
A ligação iônica resulta da atração eletrostática que ocorre entre íons de cargas opostas. A força dessa ligação é bem menor que a da ligação covalente. A maioria dos receptores macromoleculares apresenta vários grupamentos que se ionizam e interagem com fármacos ionizados.
A ligação de pontes de hidrogênio é muito positiva, podendo se ligar a um átomo fortemente negativo e, ainda assim, aceitar mais um elétron de outro átomo doador eletronegativo como o nitrogênio ou oxigênio. Forma-se, assim, uma ponte com esses átomos doadores. São forças fracas mas, se muitas, podem estabelecer uma reação estável – embora reversível – entre o fármaco e o receptor. Parece desempenhar um papel importante na definição da seletividade e especificidade das ligações fármaco-receptor.
As forças de van der Waals são muito fracas, mas parecem ser importantes na determinação da especificidade fármaco-receptor.
Inicialmente, o fármaco forma ligações iônicas com o receptor que conferem certa estabilidade ao complexo. Essa ligação é reforçada por ligações do tipo van der Waals e pontes de hidrogênio antes que ocorra uma ativação significativa do receptor. A não ser que tenham sido formadas ligações covalentes, o complexo fármaco-receptor dissocia-se. Neste momento, a ação do fármaco cessa.
INTERAÇÕES FÁRMACO-RECEPTOR
Uma substância química semelhante à acetilcolina pode ser quimicamente atraída ao receptor da mesma forma que a acetilcolina e, desta forma, levar à contração muscular. A nicotina, por exemplo, age desta forma. As substâncias que interagem com um receptor e, com isso, desencadeiam uma resposta celular, são chamadas agonistas. Assim, a acetilcolina e a nicotina são agonistas dos receptores da placa terminal muscular esquelética (receptores nicotínicos). Por outro lado, há substâncias que, apesar de serem semelhantes à acetilcolina, o são em menor grau. Essas substâncias interagem com o receptor, mas não são capazes de induzir uma alteração no receptor necessária para provocar a entrada de Na⁺ na célula. Com isso, a contração da fibra não é desencadeada. Mas, por ocupar o sítio ativo do receptor, a substância inibe a interação da acetilcolina com o mesmo. Este tipo de fármaco é chamado de antagonista.
VARIÁVEIS DA FARMACODINÂMICA
Afinidade. Mede a força de ligação entre droga e receptor e é determinada pelos tipos e número de ligações químicas. Reflete a tendência de um fármaco se ligar ao receptor.
Eficácia. Ou “efeito máximo”, é a resposta máxima produzida pelo fármaco. Depende de quantos complexos fármaco-receptor são formados e da eficiência com que o receptor ativado produz a ação celular. Ou seja, enquanto a afinidade é a tendência de um fármaco se ligar ao receptor, a eficácia é a tendência de, uma vez ligado, esse fármaco modificar a função do receptor desencadeando uma resposta. Independentemente da concentração do fármaco, atinge-se um ponto além do qual não ocorre mais nenhum incremento na resposta. Tem-se, aí, resposta ou efeito máximo.
Potência. Ou sensibilidade, é a medida de quanto fármaco é necessário para desencadear uma determinada resposta. Quanto menor a dose necessária para gerar tal resposta, mais potente é o fármaco. É calculada pela dose de fármaco que desencadeia 50% da resposta máxima (EC₅₀ [effective concentration 50%] ou DE₅₀). Em geral, os fármacos de alta potência apresentam alta afinidade pelos receptores, ocupando uma proporção significativa destes, mesmo em baixas concentrações.
AGONISMO
Com base na resposta farmacológica máxima (eficácia) que ocorre quando todos os receptores estão ocupados, os agonistas podem ser divididos em três classes:
Agonistas integrais. Ou agonistas plenos, constituem os agonistas clássicos que, quando em concentrações suficientes, provocam a resposta máxima desencadeada pelo receptor.
Agonistas parciais. Mesmo com uma ocupação total dos receptores, produzem uma resposta menor do que os agonistas integrais. Além disso, por competirem com os agonistas integrais, desviam a curva para a direita.

agonista parcial
Figura 2.2 Agonista Parcial
Agonistas inversos. A princípio paradoxalmente, há exemplos em que pode-se verificar um nível de ativação de receptores mesmo na ausência de ligantes (p. ex., receptores canabinóides e de dopamina). Uma explicação para tal, é que mutações podem ocorrer – espontaneamente ou em processos patológicos – e resultar nessa ativação. Temos, nesses casos, uma ativação constitutiva. Os agonistas inversos podem ser considerados como drogas de eficácia negativa para diferenciá-los dos agonistas (eficácia positiva) e dos antagonistas (eficácia nula).

Figura 2.3 Agonista Inverso
ANTAGONISMO
O antagonismo entre fármacos mais encontrado na prática clínica é o competitivo. Esses antagonistas se ligam aos receptores, mas, ao contrário dos agonistas, não os ativam. Ou seja, apresentam eficácia pequena ou nula. Exercem seus efeitos ao impedir a ligação do agonista ao receptor. Pode ser de dois tipos:
Antagonismo competitivo reversível. Se a ligação é frouxa, denomina-se “competitivo de equilíbrio” ou “competitivo reversível”. O antagonismo aumenta à medida que a concentração do antagonista aumenta. Contudo, a ação deste antagonista pode ser superada aumentando-se a concentração do agonista na biofase (região onde se encontram os receptores). A melhor forma de avaliar esta relação é por meio do exame de curvas dose-resposta (ver Fig. 2.4).
Se tivermos várias curvas – a primeira sem antagonista e as outras com concentrações crescentes de antagonista – paralelas e cujo efeito máximo se iguala, temos um antagonismo reversível. Ou seja, o antagonista desvia a curva para a direita, mas o efeito máximo continua a ser possível. Contudo, é necessária uma concentração maior de agonista para alcançá-lo. A atropina (ver Cap. 12) é um exemplo de antagonista reversível da acetilcolina.

Figura 2.4 Antagonista Reversível
A: agonista isolado;
B: agonista em presença de antagonista reversível;
C: agonista em presença de mais antagonista irreversível.
Antagonismo competitivo irreversível*. Se a ligação é covalente (firme), a combinação do antagonista com o receptor não é desfeita com facilidade e o antagonista é denominado “competitivo de não equilíbrio” ou “irreversível”. Nas curvas dose-resposta, mesmo aumentando a concentração do agonista, doses crescentes deste antagonista diminuem a resposta máxima. Chega-se, então, a uma concentração de antagonista na qual não existe quantidade de agonista capaz de desencadear qualquer resposta. Inibidores da colinesterase (ver Cap. 11) são exemplos desse tipo de antagonismo.
* Esse tipo de antagonismo é, por alguns autores, denominado não-competitivo. Todavia, nesta apostila, consoante Rang et al., o termo “não-competitivo” se reserva para o antagonismo que não envolve a ocupação do sítio receptor. Ou seja, o antagonista não-competitivo não compete pelo sítio de ligação do agonista (comparar Figs. 2.5 e 2.6).

Figura 2.5 Antagonista Irreversível
Antagonismo não-competitivo. Ocorre quando o antagonista bloqueia, em algum ponto, a cadeia de eventos da resposta desencadeada pelo agonista. Dessa forma, o antagonista não compete com o agonista pelo sítio de ligação no receptor, mas bloqueia o sinal que o agonista desencadeia. Contudo, a curva dose-resposta não é desviada para a direita com esse tipo de antagonista e a concentração para se atingir metade da resposta máxima (potência) mantém-se a mesma.

Figura 2.6 Antagonista Não-Competitivo
Quadro 2.1 Variáveis Quanto À Competição

Nem todos os mecanismos de antagonismo envolvem interações de drogas – ou ligantes endógenos – a receptores, ou a um único tipo de receptor. Temos, dessa forma, duas outras formas importantes de antagonismo:
Antagonismo químico. Envolve uma interação química direta entre o antagonista e o agonista de forma a tornar o agonista farmacologicamente inativo. Um bom exemplo está no emprego de agentes quelantes que se ligam a metais pesados e, assim, reduzem sua toxicidade. Por exemplo, o dimercaprol se liga ao mercúrio e o composto inativo é excretado na urina.
Antagonismo fisiológico. Ou funcional, é usado para indicar a interação entre dois fármacos agonistas que atuam de forma independente, mas que geram efeitos opostos. Cada um tende a cancelar ou reduzir o efeito do outro. O exemplo clássico é representado por acetilcolina e adrenalina que apresentam efeitos opostos em várias funções corporais. A acetilcolina desacelera o coração, enquanto a adrenalina o acelera. A acetilcolina estimula os movimentos intestinais e a adrenalina os inibe. A acetilcolina gera constrição pupilar e a adrenalina dilatação etc.
FARMACODINÂMICA CLÍNICA
Índice terapêutico. É a razão entre a dose que produz toxicidade e a dose que produz a resposta clinicamente desejada. É uma medida de segurança do fármaco, calculada em termos da relação enter a média das doses mínimas eficazes e a média das doses máximas toleradas em determinado grupo de indivíduos.
Quadro 2.2 Fórmula do Índice Terapêutico

A Varfarina é um anticoagulante (duplica o tempo de protrombina – uma medida da coagulação sangüínea) que apresenta baixo índice terapêutico. Aumentando-se a dose de Varfarina, mais pacientes respondem, até que mesmo os que não respondiam, começam a produzir a anticoagulação esperada. O problema é que, em doses elevadas, a Varfarina provoca muita anticoagulação e, portanto, hemorragia.
Quando o índice terapêutico é baixo, há sobreposição de efeitos terapêuticos e tóxicos (ver Quadro 2.2). A mesma dose de Varfarina que leva pacientes a duplicarem seu tempo de protrombina, faz com que outros pacientes entrem em hemorragia.
A penicilina, por outro lado, possui um elevado índice terapêutico. Com isso, pode-se administrar doses em excesso sem maiores preocupações com efeitos adversos. Até mesmo, doses dez vezes maiores do que a necessária para obtenção da resposta esperada.

Referências 

Rang, H. P. et al.: Pharmacology. 5^th ed., Churchill Livingstone, 2004 (trad. pt. São Paulo, Elsevier Editora Ltda., 2004).
Katzung, Bertram G. et al: Basic and Clinical Pharmacology. 9th ed., The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 (trad. pt. Rio de Janeiro, Editora Guanabara Koogan S.A., 2006).

Hardman, Joel G. & Limbird, Lee E.: Goodman & Gilman’s The Basic Pharmacological Basis Of Therapeutics. 9^th ed., The McGraw-Hill Companies, Inc, 1996.
CAPÍTULO 3

Absorção

INTRODUÇÃO
Neste capítulo, trataremos da absorção e dos fatores que a afetam. Os demais princípios da farmacocinética serão tratados nos capítulos seguintes. Vale lembrar que a farmacocinética descreve as relações entre a administração de um fármaco, o tempo de distribuição, sua concentração obtida nas diferentes regiões do corpo e sua posterior eliminação.
Esses princípios básicos da farmacocinética – absorção, distribuição, metabolismo e excreção – envolvem a passagem do fármaco através de membranas. Os mecanismos envolvidos na passagem do fármaco e as características físico-químicas das moléculas e membranas irão influenciar todos esses processos. A membrana plasmática representa a barreira comum entre todos os tipos de difusão e transporte de fármacos.
ABSORÇÃO
Absorção é a ida de um fármaco desde seu local de administração até a corrente sangüínea. Portanto, é importante para todas as vias de administração (menos a venosa e a arterial). Há casos, como na inalação de um broncodilatador, em que a absorção, como foi definida, não é necessária para a ação do fármaco. Na maioria dos casos, no entanto, o fármaco necessita penetrar no plasma para alcançar o seu local de ação. A velocidade e a eficiência da absorção dependem da via de administração. Na via intravenosa, por exemplo, a absorção “já ocorreu”. Ou seja, a dose total do fármaco alcança a circulação sistêmica. Por outras vias, pode ocorrer absorção apenas parcial, o que diminui sua biodisponibilidade (fração do fármaco que atinge a circulação).
FATORES QUE ALTERAM A ABSORÇÃO
Polaridade do fármaco e pH do meio. A maior parte dos fármacos são bases ou ácidos fracos presentes em solução na forma ionizada e não-ionizada. Geralmente, a forma não-ionizada é lipossolúvel e pode atravessar a membrana, o que não acontece com a forma ionizada.
Os fármacos ácidos HA liberam H⁺, levando à formação de um ânion A^- (forma ionizada):
HA H⁺ + A^-
As bases fracas também podem liberar H⁺. A diferença é que, com isso, liberam uma base neutra B, não uma ionizada:
BH⁺ H⁺ + B
Dessa forma, HA e B atravessam a membrana. Portanto, a distribuição de um eletrólito fraco através da membrana é determinada pelo gradiente de pH através da membrana e por seu pK_a (uma força de interação do composto com um próton). Quanto mais baixo for o pK_a, mais forte é o ácido, e quanto mais alto, mais forte é a base. Isso pois o pK_a é o pH em que as concentrações das formas ionizada e não-ionizada são iguais.
Assim, um fármaco ácido irá, em equilíbrio, se acumular no lado mais básico da membrana. O oposto serve para as bases. Esse fenômeno é chamado “aprisionamento iônico”.
Solubilidade. Para que um fármaco possa ser absorvido com facilidade, é necessário que ele seja lipossolúvel. Porém, com alguma hidrossolubilidade para que possa ser dissolvido em soluções aquosas.
Estabilidade química. Certos fármacos, como as penicilinas, são instáveis no pH gástrico. Outros, como a insulina, são destruídos por enzimas digestivas.
Tipos de formulação do medicamento. O tamanho das partículas e a forma farmacêutica em que a droga é administrada influem na facilidade da dissolução. Portanto, na velocidade de absorção.
Concentração. Os fármacos administrados em soluções altamente concentradas são absorvidos mais rapidamente do que aqueles em soluções de baixa concentração.
Circulação no local da administração. O aumento do fluxo sangüíneo potencializa a velocidade de absorção.
MODALIDADES DE ABSORÇÃO
Nos processos passivos, não há interferência ativa das membranas e nem gasto de energia. São exemplos:
Difusão lipídica. É o processo mais freqüente de absorção. As moléculas do soluto se distribuem a partir de qualquer região em que estejam mais concentradas para as regiões em que estejam menos concentradas segundo um gradiente de concentração. As moléculas do soluto, para atravessarem as membranas biológicas por difusão simples, precisam apresentar as seguintes características: serem apolares, lipossolúveis e possuir peso molecular pequeno o suficiente para ser compatível com a membrana lipídica.
Difusão aquosa. Ocorre através de poros aquosos formados por proteínas da membrana chamados aquaporinas. Nela, tanto o solvente quanto os solutos se difundem. O solvente, geralmente a água, transporta consigo moléculas hidrossolúveis de pequeno tamanho, moléculas polares e certas apolares. As forças responsáveis pelo transporte são a pressão hidrostática e a pressão osmótica.
Nos processos ativos, há interferência das membranas e gasto de energia. São exemplos:
Transporte ativo. O soluto combina-se com a proteína transportadora presente na membrana celular e move-se contra seu gradiente de concentração. Para isso, existe a necessidade de energia, que é fornecida pela célula. É um processo seletivo e pode haver inibição seletiva.
Transporte vesicular (pinocitose e fagocitose). São os processos de absorção nos quais a membrana celular se invagina e evagina, respectivamente, em torno de uma ou mais pequenas moléculas do meio extracelular e as engloba. Em seguida, formam-se vesículas intracelulares que se destacam da membrana. Por esse modo, fagócitos alveolares removem partículas que atingem os alvéolos.
BIODISPONIBILIDADE
Biodisponibilidade é a fração do fármaco administrado que alcança a circulação sistêmica quimicamente inalterada. Em outras palavras, é a fração de fármaco que atinge o seu local de ação ou fluido biológico, a partir do qual o fármaco tem acesso ao seu local de ação. Assim, se 100 mg de um certo fármaco são administrados por via oral e 70 mg chegam inalterados ao sangue, sua biodisponibilidade é de 70%. A biodisponibilidade é determinada comparando-se os níveis plasmáticos do fármaco após determinada via de administração (no exemplo supracitado, a via oral) com os níveis plasmáticos após administração intravenosa. Isso pois, na administração intravenosa, 100% do fármaco administrado atinge o plasma. Analisando-se as concentrações plasmáticas contra o tempo em um gráfico, pode-se calcular a área sob a curva (ASC), que reflete a extensão da absorção do fármaco. Por definição, esta é de 100% para fármacos dados por via intravenosa.
FATORES QUE ALTERAM A BIODISPONIBILIDADE
O percentual de biodisponibilidade depende da taxa de absorção do fármaco e quanto do mesmo é metabolizado antes de chegar à circulação sistêmica. Dessa forma, a biodisponibilidade leva em consideração fatores de absorção e metabolização. Para penetrar da luz do intestino delgado para a circulação, o fármaco deve passar não só pela mucosa intestinal, mas por várias enzimas que podem inativá-lo ainda na parede intestinal e no fígado. Fatores que limitam a absorção irão limitar a biodisponibilidade.
Metabolismo hepático de primeira passagem. Os fármacos, após serem absorvidos pelo trato gastrintestinal, passam pela circulação porta antes de atingir a circulação sistêmica. β-bloqueadores como propranolol, por exemplo, sofrem extensa biotransformação durante uma única passagem pelo fígado, o que limita consideravelmente sua biodisponibilidade. Chamamos isso de efeito de primeira passagem. Outros exemplos de fármacos com efeito hepático de primeira passagem muito importante são as catecolaminas, morfina, verapamil, isoniazida e aspirina. Fármacos como o clonazepam também podem ser metabolizados pela flora intestinal, contribuindo para seu efeito de primeira passagem.
Contudo, há casos em que a capacidade metabólica do fígado pode sofrer alterações (para cima ou para baixo), gerando variações na biodisponibilidade. Isso ocorre:

1. Quando há uma redução no fluxo sangüíneo hepático, como na cirrose hepática ou no uso de beta-bloqueadores. Neste caso, há aumento da biodisponibilidade.
   
2. Quando há diminuição na atividade metabólica das enzimas hepáticas, como na insuficiência hepática ou com o uso de fármacos inibidores das enzimas do metabolismo hepático. Neste caso, também há um aumento da biodisponibilidade.
   
3. Quando há fármacos, como os barbitúricos, que aumentam a atividade de enzimas metabólicas do fígado. Com isso, há diminuição da biodisponibilidade.
   

BIOEQUIVALÊNCIA
Biodisponibilidade é um conceito conveniente para fazer generalizações. Porém, falha quando se tenta utilizá-lo com uma precisão numérica. A razão desta falha é que trata-se de um conceito que não depende só do fármaco. É um valor que será afetado por variações no pH estomacal, nas atividades da parede intestinal e do fígado etc. Ou seja, varia de indivíduo para indivíduo. Dessa forma, não podemos simplesmente falar da biodisponibilidade de um fármaco, mas sim de um fármaco em determinado indivíduo em determinadas circunstâncias.
Além disso, biodisponibilidade é um conceito falho por não levar em conta a velocidade de absorção. Portanto, a não ser que a metabolização e excreção de determinada droga aumentem na proporção necessária, se essa droga for absorvida rapidamente, ela atingirá uma concentração plasmática mais elevada e, portanto, causará um efeito maior do que se fosse absorvida lentamente. Por essas razões, quando se quer, por exemplo, licenciar produtos genéricos a produtos já comercializados, usa-se a bioequivalência. Para que produtos sejam bioequivalentes, devem apresentar as seguintes características:

1. Mesmas áreas sob a curva (concentração x tempo) após a administração de formulações diferentes;
   
2. Concentração plasmática máxima equivalentes;
   
3. Tempo para atingir essas concentrações plasmáticas máximas semelhantes.
   

VIAS DE ADMINISTRAÇÃO
Oral
A absorção de fármacos dados via oral é regulada por fatores do paciente como superfície de absorção e fluxo sangüíneo no local de absorção e por características da droga como estado físico, solubilidade e concentração no local de absorção.
Fármacos que são ácidos fracos são mais bem absorvidos a partir do estômago (pH 1-2) que do intestino alto (pH 3-6) e vice-versa para fármacos que são bases fracas. No entanto, independentemente do pK_a do fármaco, ele será sempre melhor absorvido a partir do intestino delgado devido à sua grande superfície de absorção ( 200 m²). Assim, qualquer fator que facilitar o esvaziamento gástrico, aumentará a absorção, e vice-versa.
As formas farmacêuticas orais encontradas incluem soluções, suspensões, cápsulas, comprimidos e drágeas. O fornecimento dos fármacos costuma ser mais rápido no caso de soluções e mais lento no caso de drágeas.
Soluções. As fórmulas líquidas, como soluções e suspensões, são úteis na administração de fármacos a crianças ou outros pacientes que não queiram ou não possam ingerir drágeas ou cápsulas. É a forma mais rápida de fornecimento de fármacos via oral porque as etapas iniciais de liberação do fármaco (desintegração e dissolução) são desnecessárias. A absorção de um fármaco é mais rápida no intestino proximal, e a etapa que limita a velocidade de absorção global de um fármaco em solução é o esvaziamento gástrico. Nem todos os fármacos são solúveis em água, devendo, pois, ser convertidos em uma forma solúvel (como um sal) ou acrescidos de um co-solvente como álcool. Um inconveniente é que alguns fármacos possuem sabor desagradável quando em solução.
Suspensões. São dispersões de partículas relativamente grosseiras geralmente em veículo aquoso. Também são úteis em pacientes incapazes de tolerar apresentações sólidas. Possuem uma vantagem em relação às soluções por poderem conter a dose de uma substância em um volume menor. Os agentes de suspensão evitam a sedimentação seja por aumento na viscosidade do meio, ou por redução das forças de atração entre as partículas. As suspensões apresentam uma disponibilidade imediata para absorção. Além disso, como tornam desnecessária a desintegração, a etapa limitante em sua velocidade de absorção é a dissolução.
Cápsulas. Uma cápsula é um invólucro duro de gelatina e, para garantir a estabilidade física, usam-se compactantes como a lactose para preencher a cápsula. Usam-se, também, desintegrantes como o amido que, após o início da dissolução da cápsula e em contato com o meio aquoso, intumescem e causam a ruptura da cápsula.
As cápsulas de invólucro mole podem conter líquidos. Com isso, fármacos de baixa solubilidade podem ser solubilizados, aumentando sua absorção. A absorção é igual ou maior do que a obtida pela administração de uma solução de fármaco.
Comprimidos. É o meio mais usado para administração de fármacos. A compressão do fármaco e excipientes faz dele uma apresentação conveniente e eficaz. A dissolução e, conseqüentemente, a solubilidade poderiam limitar a velocidade do fornecimento de um fármaco para a circulação sistêmica.
Drágeas. Pode-se, ainda, acrescentar um revestimento adicional para melhorar o gosto, aspecto ou estabilidade físico-química. Contudo, a destruição de tal revestimento pode limitar a velocidade global de absorção. O revestimento entérico é projetado para retardar a desintegração até que a formulação atinja o intestino delgado. Isso pode ser feito seja para proteger o fármaco do meio ácido do estômago, seja para proteger o estômago do fármaco.
Sublingual
Os fármacos que são destruídos pelos líquidos gastrintestinais ou os que ficam sujeitos a uma degradação pré-sistêmica importante, podem ser administrados sob a forma de comprimidos a serem colocados na cavidade bucal sob a língua. Os comprimidos orais são projetados para se dissolver lentamente. Os comprimidos sublinguais são pequenos e se dissolvem rapidamente. Essas formulações permitem ao fármaco difundir-se para a trama capilar mucosa e, daí, para a circulação sistêmica. Há a vantagem de se evitar o intestino e o fígado. Logo, o fármaco foge a seus metabolismos. A absorção da nitroglicerina (trinitrato de glicerila) é eficaz via sublingual porque ela é lipossolúvel e não-iônica. Assim, sua absorção é muito rápida. Como a drenagem venosa da boca se faz para a veia cava superior, o fármaco fica protegido do metabolismo hepático, que é suficiente para inativá-lo totalmente quando este fármaco é dado via oral.
Retal
Aproximadamente 50% da drenagem da região retal contorna a circulação porta, minimizando, assim, a biotransformação hepática. A via retal também evita que o fármaco seja destruído por enzimas digestivas ou pelo pH baixo do estômago. Fármacos são administrados via retal para tratamento de afecções locais como hemorróidas ou para atingir absorção sistêmica.
É, também, útil quando se deseja evitar o vômito, sendo usada para antieméticos (gr. emeo, vômito). Os fármacos costumam ser administrados por via retal sob a forma de supositórios com bases que variam de manteiga de cacau a derivados de polietileno. O principal fator determinante da extensão de absorção por esta via é o intervalo entre a aplicação e a evacuação. A administração prévia de um clister (injeção de água ou líquido medicamentoso no reto) pode melhorar a absorção.
Adequa-se a pacientes que não são capazes ou não querem tolerar a medicação oral, tratando-se de uma alternativa à administração parenteral ([gr. para, ao lado + enteron, intestinal], que se efetua por uma via que não a digestiva; também chamada injetável – embora muitos considerem apenas as intravenosa e intra-arterial).
Intravenosa
É a via parenteral mais comum, sendo usada para fármacos de difícil absorção por via oral ou que são destruídos pelo trato gastrintestinal (p. ex., insulina). O fármaco não sofre o metabolismo de primeira passagem no fígado, permitindo, portanto, um grau máximo de controle quanto aos níveis circulantes do fármaco. A administração via intravenosa do fármaco é, dessa forma, indicada quando há a necessidade de um controle cuidadoso da concentração do fármaco no sangue. Uma administração intravenosa lenta do fármaco evita concentrações transitórias excessivamente elevadas e minimiza uma precipitação súbita de fármacos insolúveis, reduzindo a formação de êmbolos. É útil em casos de fármacos com estreito índice terapêutico (ver Quadro 2.2) pois uma infusão venosa lenta e contínua propicia concentrações sangüíneas controladas e persistentes. É especialmente adequada para fármacos de meia-vida curta (ver Cap. 7).
Certas soluções irritantes só podem ser administradas desta maneira porque as paredes dos vasos são relativamente insensíveis. Além disso, a injeção lenta do fármaco faz com que ele seja bastante difundido pelo sangue.
Assim como existem vantagens no uso desta via, há, também, inconvenientes. Os fármacos não podem ser removidos por manobras como provocação de vômitos ou ligação a carvão ativado. Também pode introduzir bactérias por contaminação ou causar hemólise ou outras reações devido à alta velocidade de chegada do fármaco no plasma e tecidos. Dessa forma, a velocidade de infusão deve ser cuidadosamente controlada. Podem ser atingidas altas concentrações de fármacos nos tecidos, resultando em reações desfavoráveis pois não existe recuperação depois que o fármaco é injetado.
As injeções intravenosas repetidas dependem da capacidade de se manter uma veia pérvia. Fármacos presentes em veículo oleoso e aqueles que precipitam os componentes do sangue ou lisam os eritrócitos não devem ser administrados intravenosamente. De maneira geral, a injeção intravenosa deve ser feita lentamente e com monitorização constante das respostas do paciente.
Intra-arterial
É usada especialmente na administração de agentes antineoplásicos. O local de injeção costuma ser uma pequena arteríola com fluxo sangüíneo relativamente lento e situada próxima ao tumor. É possível atingir concentrações elevadas do fármaco no órgão alvo, minimizando a exposição corporal total. A injeção intra-arterial requer grande cuidado e deve ser reservada para os especialistas.
Intramuscular
O músculo estriado é dotado de elevada vascularização, sendo, em contrapartida, não muito inervado por fibras sensitivas. Estas duas características conferem-lhe facilidade na absorção medicamentosa e, simultaneamente, uma possibilidade de administração menos dolorosa para fármacos irritantes. Contudo, algumas injeções intramusculares são dolorosas, pelo que é freqüente incluir na sua fórmula anestésicos locais que sejam conservantes ao mesmo tempo (p. ex., álcool benzílico). Além disso, a dor concomitante ou subseqüente à injeção não depende exclusivamente das características físico-químicas da fórmula, mas pode estar ligada à ação do próprio fármaco. A penicilina, por exemplo, é dolorosa, ao contrário da estreptomicina, embora o pH e tonicidade da solução sejam muito próximos dos valores ideais.
Pelo fato de possuir uma ação rápida, esta via é utilizada em quadros de reação anafilática, mediante administração intramuscular de betametazona ou dexametasona, como conduta emergencial.
As injeções intramusculares são contra-indicadas em pacientes com mecanismo de coagulação prejudicados, doença vascular periférica oclusiva, edema e choque. Além de não serem administrado em locais inflamados, edemaciados, irritados ou ainda em locais com manchas de nascença, tecido cicatrizado ou outras lesões.
As preparações para administração intramuscular podem apresentar-se sob a forma de soluções aquosas, oleosas ou suspensões.
Soluções aquosas. São, em geral, isotônicas ao soro sangüíneo. Contudo, pequenos desvios são permitidos no sentido da hipotonia e, em alguns casos, é até aconselhável uma ligeira hipertonicidade, uma vez que provoca um leve derrame local dos fluídos tissulares, o que pode originar uma absorção uniforme.
Soluções “oleosas”. Soluções cujo veículo não é a água – embora não seja necessariamente um óleo. Trata-se de compostos que, embora anidros, conseguem se misturar à água. São exemplos, alguns álcoois como os glicóis (p. ex., etileno glicol) que, de um modo geral, apresentam elevada viscosidade (podem ser dolorosos).
A absorção do fármaco é mais rápida se o solvente escolhido for miscível com a água. É com base neste princípio que se fundamenta o emprego de formas medicamentosas de ação prolongada destinadas à via intramuscular. Com efeito, se um fármaco insolúvel em água se dissolver num veículo hidromiscível, ele precipitará no seio do músculo ao proceder-se a injeção. Essa precipitação in situ ocorre pois a água do tecido muscular mistura-se com o solvente injetado, diminuindo o coeficiente de solubilidade do fármaco (visto que este tem baixa ou nula solubilidade em água). Este tipo de injetáveis proporcionará a obtenção de um verdadeiro depósito do fármaco no seio da massa muscular, de onde irá ser absorvido muito lentamente. Exemplo característico são os hormônios sexuais; fármacos insolúveis na água, mas miscíveis com o trietilenoglicol (hidrossolúvel).
Suspensões. A absorção do fármaco em suspensão processa-se lentamente. A penicilina procaínica, por exemplo, é solúvel na proporção de 800 U/ml de água, enquanto que a penicilina benzatínica dissolve-se no mesmo volume, mas apenas numa quantidade correspondente a 200 U. O coeficiente de solubilidade dos dois antibióticos ocasiona o diferente comportamento dos dois injetáveis. Embora aplicando-se ambos em suspensão intramuscular aquosa, a penicilina procaínica é mensurável no sangue apenas até cerca de 24 horas após a injeção, enquanto que a penicilina benzatínica ainda é evidenciável mesmo decorridos 10 a 15 dias. Vê-se, pois, que a velocidade de absorção do fármaco suspenso depende, fundamentalmente, de suas características de solubilidade na água.
Subcutânea (ou hipodérmica)
Depois de injetada por baixo da pele, a droga alcança os pequenos vasos e é transportada pela corrente sangüínea. É uma via mais lenta que a intravenosa e seus riscos são menores. Costuma ser usada para medicamentos protéicos que poderiam ser digeridas pelo trato gastrintestinal. Cápsulas sólidas de contraceptivos e bombas mecânicas programáveis de insulina são exemplos de fármacos utilizados dessa forma. É importante lembrar que os locais de injeção devem ser alternados para se evitar reações.
A adrenalina, por seus efeitos vasoconstritores, pode ser administrada pela via subcutânea para limitar a área de atuação de outro fármaco, como o anestésico local lidocaína (ver Cap. 14).
Tópica
Pele. A medicação administrada por via transdérmica entra no organismo através da pele, podendo ser administrada sob a forma de cremes ou pomadas. É utilizada quando se quer uma liberação lenta e constante do fármaco pois é limitada pela velocidade com que a substância atravessa a pele,. Apenas medicamentos que devem ser administrados em doses diárias relativamente pequenas podem ser dados por essa via. Alguns exemplos são: nitroglicerina (para angina), escopolamina (contra o enjôo de viagem – ver Cap. 12), nicotina (para a cessação do fumo), clonidina (contra a hipertensão) e fentanil (para o alívio da dor).
Não obstante, poucos fármacos penetram de forma rápida a pele íntegra. A absorção daqueles que o fazem é proporcional à área de superfície aplicada e à sua lipossolubilidade, uma vez que a pele comporta-se como uma barreira lipídica. No entanto, a derme é livremente permeável a muitos solutos, o que faz com que a absorção sistêmica de fármacos seja muito maior quando a pele está escoriada, queimada etc. Além disso, a inflamação, por aumentar o fluxo sangüíneo cutâneo, também potencializa a absorção. Algumas vezes, a absorção de substâncias altamente lipossolúveis pela pele, como inseticidas dissolvidos em solventes orgânicos, causa efeitos tóxicos. A absorção pela pele pode ser potencializada suspendendo-se o fármaco em um veículo oleoso e friccionando-se a suspensão na pele.
Mucosas. Os fármacos são aplicados nas mucosas da conjuntiva, nasofaringe, orofaringe, vagina, cólon, uretra e bexiga para efeitos principalmente locais. Algumas vezes, o objetivo é a absorção sistêmica, como na aplicação de hormônio antidiurético na mucosa nasal. A absorção pelas mucosas é rápida e, algumas vezes, anestésicos locais causam efeitos sistêmicos.
Olho. Utilizada quando se quer um efeito local (p. ex., creme ou atropina no globo ocular). A absorção sistêmica pelo canal nasolacrimal é, geralmente, um efeito indesejado e o fármaco absorvido dessa forma não sofrerá o efeito de primeira passagem. Assim, colírios que contêm fármacos -adrenérgicos podem causar efeitos sistêmicos indesejáveis (ver Cap. 9). Os efeitos locais, em geral, precisam da absorção pela córnea. Quando esta estiver danificada, a absorção será maior. A descoberta recente de implantes oculares permitiu a liberação contínua de pequenas quantidades de fármaco com pouca perda pela drenagem nasolacrimal e, conseqüentemente, poucos efeitos sistêmicos.
Intratecal
A barreira hematoencefálica – formada por uma camada contínua de células endoteliais unidas por junções firmes (tight junctions) – geralmente impede ou retarda a entrada de fármacos no sistema nervoso central (SNC). Apenas os fármacos com alta lipossolubilidade conseguem transpor essa barreira íntegra (inflamações, p. ex., podem rompê-la). Essa barreira faz com que, algumas vezes, se injetem fármacos diretamente no espaço subaracnóideo vertebral quando se desejam efeitos locais e rápidos nas meninges ou no eixo cerebromedular, como na raquianestesia ou em infecções agudas do SNC.
Intraperitoneal
A cavidade peritoneal oferece uma grande superfície de absorção a partir da qual os fármacos entram rapidamente na circulação, em especial, através da veia porta. Dessa forma, ocorrem perdas pelo efeito de primeira passagem no fígado. A injeção intraperitoneal é um procedimento laboratorial comum, mas raramente empregado na clínica por perigo de infecção.
Pulmonar
Os fármacos gasosos e voláteis podem ser inalados e absorvidos pelo epitélio pulmonar e pelas mucosas do trato respiratório. O acesso à circulação é rápido por essa via porque a área de superfície é muito grande. Além disso, soluções de fármacos podem ser atomizadas e as finas gotículas suspensas no aerossol, inaladas. As vantagens são a absorção quase instantânea do fármaco para o sangue, a eliminação da perda pela primeira passagem hepática e, no caso de enfermidades como a asma, a aplicação do fármaco no local desejado. As principais desvantagens são a pequena capacidade de ajustar a dose, métodos de administração trabalhosos e a irritação do epitélio pulmonar.
REABSORÇÃO ÊNTERO-HEPÁTICA
Refere-se à reabsorção de um fármaco ou metabólito ativo a partir do intestino após ser excretado pelo fígado. Fármacos podem ser excretados inalterados pelo fígado ou este pode gerar metabólitos ativos que são, então, excretados na bile. Como a bile é reabsorvida durante a digestão, o fármaco ou metabólito ativo é reabsorvido também, o que resulta num aumento em sua duração de ação.

Referências 

Rang, H. P. et al.: Pharmacology. 5^th ed., Churchill Livingstone, 2004 (trad. pt. São Paulo, Elsevier Editora Ltda., 2004).
Katzung, Bertram G. et al: Basic and Clinical Pharmacology. 9ª ed., The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 (trad. pt. Rio de Janeiro, Editora Guanabara Koogan S.A., 2006).

CAPÍTULO 4

Distribuição

INTRODUÇÃO

A distribuição é o processo pelo qual um fármaco abandona – reversivelmente – a corrente circulatória, passando para o interstício e/ou interior das células. Depende do fluxo sangüíneo, da permeabilidade capilar, das características químicas (polaridade/hidrofobicidade) do composto e do grau de ligação do fármaco a proteínas plasmáticas e teciduais.
Fluxo sangüíneo. Varia de órgão para órgão. É maior, por exemplo, no cérebro, fígado e rins, e menor no tecido adiposo.
Permeabilidade capilar. No cérebro, a estrutura do capilar é contínua, não havendo fendas. Portanto, para ultrapassar a barreira hematoencefálica, os fármacos precisam transpor as células endoteliais dos capilares do sistema nervoso central (SNC), ou serem transportados de modo ativo. Por exemplo, um carregador de aminoácidos neutros transporta levodopa para o cérebro.
Já fármacos lipossolúveis penetram facilmente no SNC, mesmo na ausência de fendas entre as células endoteliais adjacentes. Isso ocorre devido ao caráter lipofílico da membrana celular.
Ligação de fármacos a proteínas. No plasma, em concentrações terapêuticas, muitos fármacos encontram-se, principalmente, na forma ligada a proteínas. A fração não-ligada constitui a forma farmacologicamente ativa. A ligação reversível a proteínas plasmáticas seqüestra fármacos do plasma. Com isso, são mantidos na forma de compostos não difusíveis, retardando sua transferência para fora do compartimento vascular. A ligação é relativamente não-seletiva quanto à estrutura química, ocorrendo em sítios da molécula protéica aos quais se ligam compostos endógenos, como a bilirrubina. À medida que a concentração do fármaco livre decai por eliminação devida ao metabolismo ou excreção, o fármaco ligado se dissocia da proteína. Isso mantém a concentração do fármaco livre como fração constante do fármaco total do plasma. A maior parte dos fármacos ácidos se liga à albumina e a maior parte dos fármacos básicos à -1-glicoproteína.
Dessa forma, uma albuminemia devido a desnutrição ou doenças hepáticas aumentará a concentração plasmática de fármacos ácidos livres. Por outro lado, câncer, artrite e infarto agudo do miocárdio aumentam a concentração plasmática de -1-glicoproteína, resultando em efeito oposto em fármacos básicos.
Muitos fármacos acumulam-se em tecidos em concentrações mais altas que aquelas dos fluidos extracelulares e sangue. Essa acumulação pode ser resultado de transporte ativo ou ligação tecidual a proteínas (citoplasmáticas ou nucleares) ou fosfolipídeos e, geralmente, é reversível. Uma grande parte do fármaco no corpo pode ser ligada deste modo e este mecanismo cria um reservatório que prolonga a ação do fármaco, seja no próprio tecido, seja nos demais tecidos que possam ser atingidos pela circulação.

Referências 

Rang, H. P. et al.: Pharmacology. 5^th ed., Churchill Livingstone, 2004 (trad. pt. São Paulo, Elsevier Editora Ltda., 2004).

CAPÍTULO 5

Biotransformação

INTRODUÇÃO

Fármacos pequenos ou que apresentam características polares, são facilmente eliminados pelos rins (ver Cap. 6). Entretanto, os fármacos em sua forma ativa tendem a ser lipofílicos, a permanecerem não ionizados e, com freqüência, ligados a proteínas. Substâncias com essas características são dificilmente excretadas na urina. Dessa forma, um processo alternativo que pode levar ao término da atividade da droga é o metabolismo. Por exemplo, barbitúricos lipofílicos, como o tiopental, teriam uma meia-vida muito longa, não fosse sua conversão metabólica em compostos hidrossolúveis. Assim, muitos fármacos, para serem excretados, necessitam sofrer transformações químicas.
METABOLISMO
As biotransformações dos fármacos constituem processos complexos de interação entre fármaco e organismo que ocorrem em algum ponto entre a absorção e a eliminação renal. Embora todos os tecidos tenham capacidade de metabolizar fármacos, o fígado é o principal órgão envolvido no metabolismo. Outros tecidos que apresentam atividade metabólica importante incluem o trato gastrintestinal, pele, rins e plasma sangüíneo. O metabolismo envolve, basicamente, dois tipos de reações bioquímicas conhecidas como reações de fase I e fase II.
Essas reações ocorrem principalmente por meio de enzimas localizadas no retículo endoplasmático (R.E.) agranular hepático. Como os fármacos hidrossolúveis demoram a chegar no R.E. – a não ser que disponham de sistemas de transporte específicos – o metabolismo hepático é mais importante para fármacos lipossolúveis. Até porque, como dito, fármacos hidrossolúveis são facilmente excretados pelos rins.
As enzimas encerradas nos R.E.s também são chamadas enzimas “microssômicas”. Durante centrifugações, os R.E.s se rompem e, como suas membranas tendem a se soldar, durante a homogeneização, formam-se vesículas chamadas microssomos. O grupo de enzimas microssômicas mais importante no metabolismo de fármacos faz parte do sistema citocromo P450. Uma família de enzimas que possuem um grupamento heme (como os citocromos da cadeia respiratória) e, por isso, se ligam ao oxigênio. São, dessa forma, enzimas envolvidas em reações de oxidação. O sistema oxidativo microssomal também metaboliza ácidos graxos exógenos e esteróides.
Em alguns casos, o fármaco só se torna farmacologicamente ativo após ter sofrido metabolização. Por exemplo, o enalapril é hidrolisado em sua forma ativa enaprilat.
Reações de fase I. Consistem em oxidação, redução ou hidrólise, e convertem o fármaco original num metabólito mais polar. Os produtos destas reações são, freqüentemente, mais reativos quimicamente. Portanto, algumas vezes, os metabólitos da fase I são mais tóxicos ou carcinogênicos que o fármaco original. São reações, por assim dizer, preparatórias para as sínteses de fase II.
As reações de fase I mais freqüentes são reações de oxidação catalisadas pelo sistema citocromo P450 (ver Quadro 5.1).
Contudo, nem todas as reações de oxidação envolvem o sistema citocromo P450. Há enzimas nas mitocôndrias ou solúveis no citosol que são responsáveis pela metabolização de um pequeno número de compostos. O etanol, por exemplo, é metabolizado por uma enzima citoplasmática solúvel, a álcool desidrogenase. Outras exceções são a tirosina hidroxilase que hidroxila a tirosina em DOPA (ver Fig. 9.2) e a monoamina oxidase – MAO (ver Cap. 9), importante no metabolismo das aminas simpaticomiméticas.
As reduções de fase I também ocorrem tanto no sistema microssomal quanto não microssomal do metabolismo, sendo de ocorrência menos freqüente que as reações de oxidação. Um fármaco metabolizado por redução microssomal é o cloranfenicol, e por não microssomal, hidrato de cloral.
O metabolismo por hidrólise também ocorre em ambos os sistemas microssomal e não microssomal. Como exemplo, temos as reações com esterases inespecíficas de fármacos como a acetilcolina (ver Cap. 11).
Reações de fase II. Envolvem a conjugação, resultando, geralmente, em compostos inativos. Com freqüência, as reações de fase I introduzem um grupo relativamente reativo, como uma hidroxila, na molécula (funcionalização), que servirá como ponto de ataque para o sistema de conjugação fixar um substrato endógeno como, por exemplo, glicuronídio. Como outros exemplos de grupos funcionais de substâncias endógenas, temos metila, ácido acético, ácido sulfúrico e aminoácidos. Em geral, ambas as etapas diminuem a lipossolubilidade, aumentando, assim, a eliminação renal do fármaco que, caso contrário, poderia ficar indefinidamente no organismo.
Se o metabólito oriundo da fase I for suficientemente polar, será eliminado pelos rins. Entretanto, muitos metabólitos são lipofílicos demais para ficarem retidos nos túbulos renais. Uma reação de conjugação subseqüente com um substrato endógeno resulta no aparecimento de compostos mais polares. Em geral, mais hidrossolúveis e terapeuticamente inativos. A glicuronidação é a reação mais comum e mais importante de conjugação. Os recém-nascidos são deficientes deste sistema de conjugação, o que os torna particularmente vulneráveis a fármacos como o cloranfenicol. Fármacos que já possuem um grupamento OH, HN ou COOH podem passar diretamente ao metabolismo de fase II. Os conjugados de fármacos, altamente polares, podem, então, ser eliminados pelos rins.
A isoniazida (ácido isonicotínico) é uma exceção e sofre uma reação de fase II (acetilação) antes de passar por uma reação de fase I, sendo, então, hidrolizada a ácido nicotínico.
INTERAÇÃO FARMACOLÓGICA
Alguns fármacos agem nas enzimas que os metabolizam, aumentando a atividade ou o número de moléculas de enzimas presentes. Isto é denominado “indução metabólica de enzimas” e uma droga que apresenta este efeito é o etanol.
Há fármacos, por exemplo, capazes de induzir aumento nos níveis de citocromo P450, o que provoca aumento da velocidade de metabolização do fármaco indutor, bem como de outros fármacos biotransformados pelo sistema P450. Por outro lado, muitos fármacos podem inibir o sistema P450 e, assim, potencializar as ações de outros fármacos que são metabolizados pelas enzimas do citocromo (p. ex., quinidina).
FATORES QUE AFETAM O METABOLISMO

1. Genéticos;
   
2. Idade (efeitos tóxicos mais comuns em muito jovens e idosos);
   
3. Diferenças individuais (há variações de até 30 vezes no metabolismo de uma droga);
   
4. Fatores ambientais (p. ex., fumo);
   
5. Propriedades químicas dos fármacos;
   
6. Via de administração;
   
7. Dosagem;
   
8. Sexo;
   
9. Doença (p. ex., hepatite crônica, cirrose, câncer hepático);
   
10. Interações entre fármacos durante o metabolismo (barbitúricos podem ocasionar a necessidade de doses maiores de cumarínicos para manter o tempo de protrombina elevado).
    

Quadro 5.1 Apêndice

O Ciclo da Monooxigenase P450
A oxidação microssômica de fármacos necessita do citocromo P450, da enzima NADPH-citocromo P450 redutase e do oxigênio molecular (O2). O P450, que contém ferro na forma férrica (Fe3+) em seu heme, combina-se com uma molécula da droga (DH). Então, recebe um elétron da NADPH-P450 redutase, que reduz o ferro a (Fe2+). Depois, combina-se com o oxigênio molecular,	um próton e outro elétron da NADPH-P450 redutase para formar um complexo Fe2+OOH·DH. Esse complexo combina-se com outro próton, produzindo água e um complexo oxeno férrico (FeO)3+·DH. O (FeO)3+ extrai um átomo de hidrogênio da DH, com formação de um par de radicais livres de vida curta, liberação da droga oxidada (DOH) do complexo e regeneração da enzima P450.

Referências 

Rang, H. P. et al.: Pharmacology. 5^th ed., Churchill Livingstone, 2004 (trad. pt. São Paulo, Elsevier Editora Ltda., 2004).
Junqueira L. C. e Carneiro J.: Biologia Celular e Molecular. 7ª ed., Rio de Janeiro, RJ, Guanabara Koogan, 2000.
CAPÍTULO 6

Excreção

INTRODUÇÃO

Os fármacos podem ser eliminados inalterados ou, como visto no capítulo 5, convertidos em metabólitos. Os órgãos excretórios (com exceção dos pulmões) eliminam substâncias polares com mais facilidade.
A via excretória mais importante é a renal, por meio da urina. Outras vias excretórias incluem a bile, o intestino, os pulmões, o leite etc.
ELIMINAÇÃO RENAL DE FÁRMACOS
Filtração glomerular. Os fármacos penetram nos rins pelas artérias renais, as quais se dividem para formar o plexo capilar glomerular. Os fármacos livres (não ligados a proteínas) atravessam a rede capilar para o espaço de Bowman como parte do filtrado glomerular.
Os capilares glomerulares permitem a difusão de moléculas de fármacos com peso molecular inferior a 20.000 (moléculas pequenas) no filtrado glomerular. Raros fármacos, como a heparina, são retidos. Como a albumina não atravessa livremente a barreira, quando um fármaco se liga consideravelmente à albumina plasmática, sua concentração no filtrado é menor que a concentração plasmática. Um fármaco como a Varfarina liga-se em 98% à albumina e só 2% permanecem no filtrado. Portanto, a depuração por filtração será muito reduzida.
Secreção e reabsorção tubulares. Até 20% do fluxo plasmático renal são filtrados através do glomérulo, de modo que, pelo menos 80% do fármaco podem passar para os capilares peritubulares do túbulo proximal. Neste local, os fármacos são transferidos para a luz tubular mediante dois sistemas transportadores independentes e relativamente não seletivos. Um deles transporta ácidos e, o outro, bases orgânicas. Esses sistemas podem reduzir a concentração plasmática do fármaco a quase zero, transportando-o contra um gradiente químico. Como, pelo menos, 80% do fármaco que chega ao rim é apresentado ao transportador, a secreção tubular representa o mecanismo mais eficaz para eliminação de fármacos pelos rins.
A probenecida compete pelo mesmo sistema de transporte que a penicilina, diminuindo, dessa forma, sua eliminação.
Difusão pelo filtrado. À medida que o filtrado glomerular atravessa o túbulo, a água é reabsorvida, sendo que o volume que emerge como urina é apenas 1% daquele filtrado. Se o túbulo fosse livremente permeável a moléculas de fármacos, 99% do fármaco seriam reabsorvidos passivamente. De forma que fármacos com alta lipossolubilidade e, portanto, elevada permeabilidade tubular, são excretados lentamente. Ou seja, fármacos lipossolúveis são mais reabsorvidos por atravessarem mais facilmente as membranas das células tubulares.
Se, por outro lado, o fármaco for polar, o mesmo permanecerá no túbulo e sua concentração aumentará até ficar cerca de 100 vezes mais alta na urina que no plasma (p. ex., digoxina e antibióticos aminoglicosídeos). Muitos fármacos, por serem ácidos fracos ou bases fracas, alteram sua ionização com o pH, o que afeta sua excreção renal. O efeito de aprisionamento de íons, significa que um fármaco básico é mais rapidamente excretado na urina ácida, visto que o pH baixo no interior do túbulo favorece sua ionização e, portanto, inibe sua reabsorção. Por outro lado, os fármacos ácidos são mais facilmente excretados se a urina for alcalina. A alcalinização da urina, por exemplo, é usada para acelerar a excreção da aspirina em casos de superdosagem.

Referências 

Rang, H. P. et al.: Pharmacology. 5^th ed., Churchill Livingstone, 2004 (trad. pt. São Paulo, Elsevier Editora Ltda., 2004).
CAPÍTULO 7

Farmacocinética Clínica

INTRODUÇÃO

Uma hipótese fundamental da farmacocinética clínica é que existe uma relação entre os efeitos farmacológicos de um fármaco e a concentração acessível desse fármaco (no sangue ou plasma). As diferentes variáveis fisiológicas e fisiopatológicas que determinam o ajuste de dosagem em pacientes individuais muitas vezes acontecem em função de parâmetros farmacocinéticos.
Os quatro parâmetros farmacocinéticos mais importantes são: depuração (uma medida de eficiência do organismo em eliminar um fármaco); volume de distribuição (uma medida do espaço aparente para conter o fármaco do corpo); biodisponibilidade (fração do fármaco inalterado a atingir a circulação sistêmica. Ver Cap. 3) e meia-vida de eliminação (uma medida da velocidade de remoção do fármaco do organismo).
DEPURAÇÃO (ou clearance)
Assumindo uma biodisponibilidade completa, o estado de equilíbrio será atingido quando a velocidade de eliminação do fármaco igualar sua velocidade de administração.
Assim, se um desejado estado de equilíbrio dinâmico é conhecido, a velocidade de depuração do fármaco pelo paciente determinará a velocidade com que o fármaco deve ser administrado. É um conceito muito útil porque seu valor para um determinado fármaco é usualmente constante nos limites de concentração utilizados clinicamente. Isto é, a eliminação não é, normalmente, passível de saturação e a taxa de eliminação de uma droga é diretamente proporcional à sua concentração.
Esse tipo de eliminação é denominado eliminação de primeira ordem. Isso acontece porque os mecanismos de eliminação do fármaco não estão saturados. Quando os mecanismos de eliminação saturam (p. ex., etanol e aspirina), a cinética torna-se uma cinética de saturação (também chamada de ordem zero). Ou seja, a droga é removida numa velocidade constante, que independe da concentração plasmática. Com isso, se a dose administrada superar a capacidade de eliminação, não será possível alcançar um estado de equilíbrio dinâmico: a concentração continuará aumentando enquanto continuar a administração da droga. Clearance (CL) de um fármaco, de modo simples, é a velocidade de eliminação por todas as vias, normalizada em relação à concentração do fármaco (C) em algum fluido biológico.
Quadro 7.1 Equação de Depuração

VOLUME DE DISTRIBUIÇÃO
Volume é o outro parâmetro fundamental quando se considera processos de distribuição de fármacos. O volume de distribuição (V_d) relaciona a quantidade total de fármaco no corpo (Q) com a concentração do fármaco (C_p) no plasma (ou no fluido medido). Esse volume não se refere a um volume fisiológico identificado, mas meramente ao volume de fluido que seria necessário para armazenar todo o fármaco contido no corpo na mesma concentração presente no plasma.
Quadro 7.2 Equação de Volume de Distribuição

Nessa equação, estamos considerando o corpo como um compartimento homogêneo. Nesse modelo de um só compartimento, todo o fármaco administrado o é diretamente no compartimento central e a distribuição do fármaco é instantânea pelo volume. A depuração do fármaco desse compartimento ocorre segundo cinética de primeira ordem. Quer dizer, a quantidade de fármaco eliminada por unidade de tempo depende da quantidade (concentração) de fármaco no compartimento do corpo.
O volume de distribuição varia de acordo com sexo, idade, doenças etc. Os benzodiazepínicos como o diazepam, por exemplo, devido à sua alta lipossolubilidade, acumulam-se gradualmente na gordura corporal. Com isso, pacientes idosos tendem a acumular drogas lipossolúveis em maior quantidade.
MEIA-VIDA
É o tempo necessário para a concentração de determinado fármaco no corpo ser reduzida pela metade. Meia-vida (t_½) é um parâmetro derivado da depuração e do volume de distribuição e varia em função deles, como na equação:
Quadro 7.3 Equação de Meia-Vida

* A constante 0,7 é uma aproximação do logaritmo natural de 2. Como a eliminação de drogas pode ser descrita por um processo exponencial, o tempo necessário para uma redução de duas vezes pode ser demonstrado como proporcional a ln (2).
A meia-vida do diazepam, por exemplo, aumenta com a idade não porque a depuração diminui, mas porque o volume de distribuição aumenta.
A meia-vida propicia uma boa indicação do tempo requerido para se atingir um estado de equilíbrio. Depois que um regime terapêutico é iniciado ou alterado, são necessárias quatro meias-vidas para atingir aproximadamente 94% de um novo estado de equilíbrio (ver Quadro 7.4).
Ou seja, após a primeira meia-vida, a concentração da primeira dose do fármaco cairá para 50%, quando, então, ministra-se a segunda dose. Passando uma segunda meia-vida, esses 50% cairão para 25%, mas, como foi ministrada uma segunda dose, a concentração total subirá para 75% (25 + 50). Na terceira, atinge-se 87,5% (12,5 + 25 + 50). Já na quarta dose, finalmente, 93,75% (6,25 + 12,5 + 25 + 50) da dosagem ministrada, um percentual considerável. Concluímos, então, que o tempo para um fármaco ser removido do corpo é um meio de estimar um intervalo de dosagem apropriado.

Quadro 7.4 Evolução para um Estado de Equilíbrio (baseado em doses de 100 mg)

Referências 

Rang, H. P. et al.: Pharmacology. 5^th ed., Churchill Livingstone, 2004 (trad. pt. São Paulo, Elsevier Editora Ltda., 2004).
Katzung, Bertram G. et al: Basic and Clinical Pharmacology. 9ª ed., The McGraw-Hill Companies, Inc., 2004 (trad. pt. Rio de Janeiro, Editora Guanabara Koogan S.A., 2006).

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SUMÁRIOSUMÁRIOSUMÁRIOSUMÁRIOSUMÁRIO 06

Reações Fundamentais 29 Reações de Complexação e Precipitação27
FUNÇÕES DA QUÍMICA INORGÂNICA Ligações Intra e Intermoleculares18
Reações com Transferência de Elétrons32 25Funções Inorgânicas
Propriedades dos Átomos e Moléculas13
29Reações Químicas

QUÍMICA ORGÂNICA E BIOLÓGICA: A VIDA E SUAS POSSIBILIDADES QUÍMICAS 36
O Átomo de Carbono e a Química Orgânica36

Funções OxigenadasFunções Nitrogenadas

41Isomeria44

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Carboidratos e Lipídios47 Aminoácidos e Proteínas

Apresentação da disciplina
Caro(a) aluno(a),
Ao iniciarmos o estudo de Química, temos como objetivo principal o amadurecimento das idéias relativas a essa ciência e sua importância na sociedade, tendo em vista o fato de que, a partir desse conhecimento, sua atitude como cidadão seja contemplada. Hoje, sobretudo na contemporaneidade, um entendimento do mundo por meio dos diversos saberes é condição fundamental para que tenhamos uma percepção do real e do futuro, a fim de compreendermos o entorno. Nesse sentido, átomos, moléculas e íons podem ser conceitos de extrema importância para que você exerça o papel de sujeito historico a partir desta ciência na evolução material e, porque não, da vida. Portanto, os conceitos desenvolvidos pela ciência Química e Bioquímia estão diretamente relacionados a uma concepção que permeia os signos e significados presentes na evolução tecnológica e científica, principalmente da sociedade mundial.
Conceitos como: polímeros, hidrocarbonetos, energia, transgênicos, etc, são hoje tão cotidianamente exigidos que, para nós, a não compreensão desses termos nos tornam menos cidadãos e mais consumidores, no sentido de que, um menor entendimento de nossa parte, que fazemos a roda da história girar, nos torna reféns de opiniões e modelos que, ao invés de esclarecer, confunde os espíritos mais alheios.
A Química, caro aluno(a), possui uma visão de mundo que está presente em nossa roupa, em nossa casa, ou seja, em tudo que, de uma forma ou de outra, é material e ideológico. Por isso, tenho esperanças de que a partir dos nossos encontros, as discussões construtivas possibilitarão um aprendizado técnico-reflexivo desse universo fantástico que está presente na ciência Química. Mas, além disso, temos que transpor as fórmulas e equações juntos, a fim de que sejamos mais cidadãos.
O material didático, que é o início de uma jornada maior, foi estruturado para fundamentar seus conhecimentos, sendo aconselhado, portanto, a leitura e interpretação dos textos bem como a realização das atividades, a fim de que se desenvolva uma reflexão orientada e crítica da sua realidade.
Enfim, o trabalho é ingrediente mágico para construirmos o que hoje se tem por sonho.
Desejamos dedicação e reflexão. Estamos juntos nessa nossa caminhada.
Prof. Eduardo Benes da Silva

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A Tabela Periódica

A Ciência Química tem suas origens tão antigas, que o seu aparecimento está relacionado a algumas atividades desenvolvidas pelo homem. Atividades químicas sem um maior controle científico já eram desenvolvidas, consistindo em algumas poucas observações causais. Se voltarmos no tempo e observarmos que na idade da pedra as criaturas ali presentes já se maravilhavam com fenômenos tão fantásticos como: um pedaço de madeira transformado quando consumido pelo fogo, o cozimento da argila ao ser colocada próxima do fogo. Temos que a simples observação foram os primeiros passos no desenvolvimento das ciências, de uma forma geral; e, em especial, o dá Ciência Química.

Já nos anos de 300 a.C a 1500 d.C. floresce a alquimia, na qual a colaboração dos árabes durante os intervalos de tempo compreendidos entre 600 d.C a 10 d.C foi de extrema relevância para a mesma. Dentre os alquimistas da referida época, destaca-se o nome de “Geber”, que viveu por volta do ano 800 d.C e tinha exercido enorme esforço para produzir ouro; sendo por fim, convencido de que uma mistura adequadamente preparada de mercúrio e enxofre poderia resultar no bendito ouro. Imagine, caro aluno, se pudéssemos fabricar ouro em casa, que maravilha? Pena que não serviria para nada, pois, segundo as leis da economia, uma oferta tão grande de ouro abaixaria extremamente o seu preço. Mas não é preciso desanimar, tudo bem que fabricar ouro em casa é algo impossível na realidade de hoje, mas entender sua estrutura a partir dos seus átomos constituintes pode fornecer informações tão importantes que poderemos fazer não só ouro, mas prata, cobre, etc.Estamos falando, portanto, de elementos químicos. Elementos químicos são substâncias fundamentais, enquanto compostos são constituídos por um conjunto de

elementos, sendo, portanto, substâncias mais complexas. Observe uma diferença fundamental entre elemento químico e compostos. Em um composto, pode-se, ainda, separá-lo em seus elementos constituintes, enquanto que nos elementos químicos essa possibilidade não existe, daí se dizer que o elemento químico é a estrutura fundamental da matéria, ou seja, ele é o próprio átomo. Mas esse átomo que agora começaremos a chamar de elemento químico possui características individuais que o torna único, ou seja, um elemento químico é um átomo que na natureza, não existe outro igual a ele. Por exemplo, para que um átomo receba o nome químico de átomo de hidrogênio, ele deve possuir certas características que o identifique como átomo de hidrogênio. Essa característica fundamental que o caracteriza é o número atômico (Z) e está associado à quantidade de prótons presentes no núcleo de um átomo. Outra característica importante entre átomos de diferentes elementos químicos é a massa atômica, que é a massa média de um átomo de determinado elemento químico quando considerado seus isótopos. A comparação que se estabelece para determinação da massa atômica é a de 1/12 ávos do átomo isótopo do carbono 12. Entenda-se que um átomo é tantas vezes mais pesado quanto maior for o número de unidades de 1/12 ávos de carbono 12 necessárias para medi-lo. Só que surge uma primeira complicação: como é possível pesar um átomo? Daí o número “mágico” de Avogadro (6,02 X 1023), que nos permite considerar as massas atômicas macroscopicamente. A unidade de medida da massa atômica é “u.m.a” (unidade de massa atômica); o termo massa é comumente considerado por peso, o que causa um certo incômodo aos físicos. Foi dito que para se ter a massa atômica de determinado elemento químico deve-se ter a média dos seus isótopos. Isso se deve ao fato de que mesmo os átomos que representam um mesmo elemento químico não apresentam a mesma massa; fenômeno esse conhecido por “isotopia”

Os átomos, porém, podem se combinar formando estruturas mais complexas, sofrendo aumento de sua massa, que não deve ser mais chamada de massa atômica, pois agora há uma estrutura única, formada por um grupo de átomos ligados entre si, formando uma partícula discreta e independente, com características próprias chamadas de “molécula”. Uma molécula pode ser representada pela fórmula molecular, diferentemente dos elementos, que são representados por símbolos químicos devido a sua singularidade. Por exemplo, enquanto o átomo do elemento químico oxigênio é representado simbolicamente pela letra “O”, uma molécula do oxigênio deve ser representado pela fórmula molecular, que é capaz de revelar os elementos e suas respectivas quantidades de átomos formadores da estrutura da molécula, no caso, O2. As formações de estruturas mais complexas por meio de ligações químicas não formam apenas moléculas, mas também compostos cujas fórmulas representativas são as fórmulas empíricas ou fórmulas mínimas, já que para esses compostos não há uma determinação exata das quantidades dos elementos químicos que compõem o composto. Desta forma, substâncias que não são moléculas podem ser representadas pela fórmula mínima, já que sua estrutura química não tem natureza molecular.
Nos anos de 1800, uma grande quantidade de elementos já tinha sido descoberta, sendo que suas propriedades e as de seus respectivos compostos já tinham sido razoavelmente conhecidas e dentre elas muitas semelhanças nas propriedades químicas e físicas se tornaram aparentes. Isso fez com que químicos daquele tempo tentassem encontrar um exemplo de isotopia

Fundamentos da Química e Bioquímica Básica correlações numéricas entre os elementos; atente-se para o fato de que naquela época já se conhecia os pesos atômicos. Hoje, a periodicidade é melhor caracterizada quando se considera o número atômico, ao invés dos pesos atômicos, como na época citada.
O conceito de periodicidade química está associado aos nomes de dois químicos: Lothar Mayer e Dmitri Mendeleev. Com trabalhos independentes, um em relação ao outro, eles descobriram a lei da periódica e publicaram tabelas periódicas dos elementos. A lei periódica estabelece que: “sendo os elementos ordenados de acordo com o crescimento do número atômico, pode ser observado uma repetição periódica de suas propriedades. Ou seja, se ao fazermos uma lista com todos os elementos químicos seguindo uma arrumação baseada no número atômico, perceberíamos que haveria uma repetição de suas propriedades. Outro aspecto importante é que cada elemento imediatamente posterior a um gás nobre é um metal.

A tabela periódica moderna é formada por uma seqüência horizontal de elementos químicos chamados de período. Elas são numeradas de 1 a 7, usando números arábicos. Nota-se que há uma variação na largura do primeiro período até o sexto e sétimo períodos. As colunas verticais na tabela periódica são chamadas grupos ou famílias. Alguns consistem de cinco ou seis elementos. Os quais são chamados de principais, representativos ou grupos “A”. Os menores grupos da tabela periódica são chamados grupos “B” ou elementos de transição.
Algumas características especiais da tabela periódica podem ser relacionadas abaixo:
9O hidrogênio é colocado isoladamente, pois suas propriedades são diferentes de todos os outros elementos químicos.
TABELA PERIÓDICA 3

Periodicidade nas Configurações Eletrônicas
Das configurações eletrônicas comparadas com a tabela periódica percebe-se que cada novo período começa pela adição de um elétron a uma nova camada. Elementos como o hidrogênio e os do grupo IA têm configuração ns1, onde “n” é o número quântico principal da ultima camada de valência. Essa camada geralmente é a responsável pelas ligações químicas que se estabelecem na eletrosfera de um átomo.
Os elementos do grupo principal têm camada de valência povoada com um a oito elétrons, sendo que estes elementos são chamados de elementos representativos. A configuração da camada de valência ns2 np6 é especialmente estável e pode ser vista pela baixa reatividade dos gases nobres. Esta configuração é freqüentemente chamada de octeto e a generalização de que é especialmente estável é conhecida como regra do octeto.
Os elementos do grupo “B” da tabela periódica são mais comumente chamados de elementos de transição. O preenchimento do sub-nível “d” da camada (n-1) destes átomos corresponde às séries horizontais dos elementos de transição. Sendo que a subcamada “d” pode acomodar um total de 10 elétrons, o que resulta em 10 elementos de transição no 4º e 5º períodos. Na subcamada “f” por ter uma população máxima de 14 elétrons, resulta no aparecimento de 14 lantanóides e 14 actinóides.
Alguns átomos têm configurações irregulares, sendo que estas irregularidades são resultantes de pequenas diferenças entre as energias nos orbitais em certos átomos, sendo que o efeito nas propriedades químicas é mínimo. Mesmo assim, a tabela periódica possibilita prever a configuração eletrônica da maioria dos átomos por meio de sua localização.
1.Faça um comentário sobre a química, seu desenvolvimento e a produção de soluções na sociedade atual indicando porque suas soluções não atingem a todos os cidadãos de forma homogênea, tendo em vista a dificuldade de acesso pelas populações mais carentes.
#[]Agora é hora de TRABALHAR
9O grupo VIIIB contém um total de nove elementos. 9O sexto período inclui 14 elementos de Z=58, cério; até Z=71, lutécio.Estes elementos que seguem o lantânio (Z=57) são chamados lantanóides. 9O sétimo período inclui os 14 actinóides que seguem o actínio (Z=89). Ambos, lantanóides e actinóides, são considerados como parte do grupo IIIB, o subgrupo do escândio.
Na tabela periódica, um novo período, ou ciclo, tem início quando há repetição das propriedades na nova seqüência de elementos.

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3. Explique a diferença existente entre os termos elementos representativos (grupo A) e elementos de transição (grupo B). há algo em comum entre esses termos e as propriedades periódicas e aperiódicas quando observamos variações?

Texto Complementar
A nanotecnologia é um conjunto de técnicas usadas para manipular a matéria na escala de átomos e moléculas. “Nano” é uma medida e não um objeto. Diferente da biotecnologia, onde se sabe que bios (vida) é manipulada, nanotecnologia refere-se somente a escala. Um “nanômetro” (nm) equivale a um bilionésimo do metro. Um fio de cabelo humano tem aproximadamente 80.0 nanômetros de espessura. São necessários 10 átomos de hidrogênio lado a lado para se ter um nanômetro. Uma molécula de DNA tem aproximadamente 2,5 nm de largura. Um glóbulo vermelho, em comparação, é imenso: aproximadamente 5.0 nm de diâmetro. Tudo em nanoescala é invisível a olho nu e até mesmo a todo resto, exceto os microscópios muito poderosos.
A chave para entender o poder e o potencial únicos da nanotecnologia é que, em nanoescala (menor do que aproximadamente 100 nanômetros) as propriedades da matéria podem mudar drasticamente - essas mudanças surpreendentes são chamadas modelos quânticos. Só reduzindo o tamanho e sem mudar a substância, os materiais podem exibir novas propriedades tais como condutividade elétrica, elasticidade, maior resistência, cor diferente e maior reatividade - características que essas mesmas substâncias não exibem, em escala micro ou macro. Por exemplo:
O carbono na forma de grafite (como o do lápis) é macio e maleável; em nanoescala pode ser mais resistente do que o aço e seis vezes mais leve.
O óxido de zinco é normalmente branco e opaco; em nanoescala ele se torna transparente.
O alumínio-material nas latinhas de refrigerante-em nanoescala pode entrar em combustão espontânea e poderia ser utilizado como combustível para foguetes.
2. Descreva em linha gerais o papel da tabela periódica na organização dos elementos químicos e sua relação com a distribuição eletrônica dos elementos. Será que o número atômico realmente é o melhor parâmetro de organização da tabela? Qual sua opinião?

Os cientistas estão se aproveitando das mudanças nas propriedades em nanoescala para criar novos materiais e modificar os existentes. Empresas estão atualmente fabricando nanopartículas (i.e, elementos químicos ou compostos com tamanho menor do que 100 nm) que são usadas em centenas de produtos comerciais. A matéria são os elementos químicos da tabela periódica - os blocos básicos de tudo quanto há de animado e inanimado.
Fonte: Trecho da entrevista de Rodney Brooks, diretor do laboratório de inteligência artificial do MIT. w.etcgroup.org
Fórum de Idéias

a) O que a onda da nanotecnologia significa para o hemisfério Sul (América Latina).
Estabeleça uma explicação coerente associando-a com a pesquisa em nanotecnologia no nosso país? b) Qual a importância do conceito de elemento químico para a nanotecnologia. Como você percebe a produção de novos materiais em sua comunidade. Essa produção de novos materiais irá melhorar ou piorar a realidade da sua comunidade? c) A manipulação dos átomos de carbono poderá levar a elaboração de uma grafite mais resistente que o aço, porém mais leve. Estabeleça uma relação a partir do texto, entre o tamanho e as propriedades da matéria.
O trabalhador que lida com mercúrio metálico é o mais exposto aos vapores invisíveis desprendidos pelo produto. Eles são aspirados sem que a pessoa perceba e entra no organismo através do sangue, instalando-se nos órgãos. Geralmente quem foi intoxicado dessa maneira pode apresentar sintomas como dor de estômago, diarréia, tremores, ansiedade, gosto de metal na boca, dentes moles com inflamação e sangramento nas gengivas, insônia,

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falhas de memória, etc

Mas também a contaminação por mercúrio pode

acontecer por ingestão. No sistema nervoso, o produto tem efeitos desastrosos, podendo dar causas a lesões leves e até á vida vegetativa ou à morte, conforme a concentração.
Neste nosso trabalho mostraremos como o mercúrio age no organismo, suas conseqüências na vida do contaminado e suas formas de tratamento.

O mercúrio é um metal com características sui generis. Ele é o único metal que é

líquido a temperatura ambiente tendo ponto de fusão de - 38,87 graus Celcius e ponto de ebulição de 356,58 graus Celcius. Este metal líquido prateado é muito denso, e ainda possui uma tensão superficial alta o bastante para fazer com que ele seja capaz de formar pequenas esferas perfeitas nas rochas e minerais onde é encontrado. Muitas características mineralógicas simplesmente não se aplicam ao mercúrio pelo fato dele ser líquido. Não se pode, por exemplo, definir um grau de dureza. O mercúrio não possui sequer estrutura cristalina nem plano de clivagem. Quando congelado e submetido a baixas pressões, o mercúrio forma cristais no sistema romboédrico e no sistema tetragonal se submetido a altas pressões.
Uma vez absorvido, o mercúrio é passado ao sangue, onde é oxidado formando compostos solúveis, os quais se combinam com proteínas, sais e álcalis dos tecidos. Os compostos solúveis são absorvidos pelas mucosas, os vapores por via inalatória e os insolúveis pela pele e pelas glândulas sebáceas.
O mercúrio forma ligações covalentes com o enxofre e quando entra na forma de radicais sulfidrilas, o mercúrio bivalente substitui o hidrogênio para formar mercaptides tipo X-Hg-SR e
Hg(SR)2 onde R é proteína e X radical eletronegativo. Os mercurais orgânicos formam mercaptides do tipo RHg-SR. Os mercurais interferem no metabolismo e função celular pela sua capacidade de inativar as sulfidrilas das enzimas, deprimindo o mecanismo enzimáticocelular.
A medida que o mercúrio passa ao sangue, liga-se as proteínas do plasma e nos eritrócitos distribuindo-se pelos tecidos concentrando-se nos rins, fígado e sangue, medula óssea, parede intestinal, parte superior do aparelhos respiratório mucosa bucal, glândulas salivares, cérebro, ossos e pulmões. É um tóxico celular geral provocando desintegração de tecidos com formação de proteínas mercurais solúveis e por bloqueio dos grupamentos –SH, inibe os sistemas enzimáticos fundamentais a oxidação celular. Em nível de via digestiva os mercurais exercem ação cáustica responsáveis pelos transtornos digestivos (forma aguda). No organismo todo, enfim, o mercúrio age como veneno protoplasmático.
w.areaseg.com/toxicos/mercurio.html

a)Agora que você conhece mais um pouco sobre o mercúrio. Desenvolva uma reflexão sobre qual seria os danos causados ao meio ambiente, caso o mercúrio fosse gasoso, nas condições ambientes. Como se daria a contaminação nas comunidades de clima mais quente em relação às comunidades de clima mais frio?
Fórum de Idéias b) Considere uma situação na qual você fosse distribuir termômetros com mercúrio para uma comunidade, tendo em vista a sua utilização por pais sem conhecimento sobre possíveis danos que o mercúrio pode causar. Como você interviria nessa comunidade. Trocando a substância termométrica ou ampliando a informação sobre o risco da sua manipulação? c) Justifique a posição do mercúrio na tabela periódica, leve em consideração a disitribuição eletrônica e o número de camadas na eletrosfera. Agora fale sobre a lógica que está envolvida na organização da tabela periódica. Invente uma maneira diferente de organiza - lá, e justifique os prós e os contra de sua organização.
Propriedades dos Átomos em Moléculas
As propriedades dos átomos podem ser medidas e mostram variações que dependem do número atômico, enquanto outras propriedades independem do número atômico. Propriedades como raio atômico, energia de ionização e afinidade eletrônica estão associadas com a posição ocupada pelo átomo na tabela, ou seja, o seu número atômico. Essas características dos átomos são muito diferentes quando comparadas às moléculas; aqui o comportamento dos elétrons determina as propriedades atômicas, enquanto numa molécula ou composto iônico as contribuições de todos os elétrons dos átomos que compõem a estrutura influenciam suas propriedades, sendo que, neste caso, os eletrons de valência têm importância fundamental.

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Os raios atômicos dos diversos átomos são valores aproximados derivados de medidas de distâncias interatômicas. Um comportamento interessante dos raios atômicos dos elementos da tabela periódica é o decréscimo do raio no mesmo período. Isso se deve a adição de elétrons na camada de valência na seqüência correspondente ao período, no sentido da esquerda para a direita (aumento da carga nuclear). Com o aumento da carga nuclear, todos os elétrons são mais fortemente atraídos pelo núcleo do átomo, reduzindo o raio atômico correspondente para os elementos de transição nos períodos 4, 5 e 6 tem o decréscimo que se espera do comportamento do raio atômico num período interrompido pelo fato de que a adição de elétrons não ser feita na camada de valência mas sim no subnível (n-1)d.
Outra característica periódica importante dos átomos é a eletronegatividade, que está definida quando um átomo no seu estado fundamental, quando da absorção de energia, o elétron pode ser transferido de um nível quantizado para outro. Ou seja, a energia mínima necessária para que esse fenômeno ocorra é conhecido como energia de ionização. Esse termo está associado ao átomo no estado gasoso.
Essas energias são expressas em elétrons-volts por átomos, quilocalorias por mol ou quilojoules por mol. A variação da energia de ionização é outra comprovação da lei periódica. Por exemplo, nos primeiros seis períodos da tabela periódica a energia começa baixa no início de cada período e aumenta através dele. Isso se deve ao aumento da carga nuclear através do período, mas a diminuição do raio atômico no período também é um fator que contribui para que esse compor-tamento ocorra.

Ainda no estudo sobre as propriedades dos átomos, um átomo pode receber um elétron, onde nesse processo a partícula resultante é um íon negativo. Temos, então, que a afinidade eletrônica de um átomo é definida pela quantidade de energia liberada quando um átomo no seu estado fundamental gasoso (isolado) recebe um elétron.
As afinidades eletrônicas são difíceis de serem medidas e valores precisos não são conhecidos para todos os elementos. Outro fator relevante para os valores de afinidade eletrônica e que nem todos os valores foram obtidos experimentalmente; sendo alguns calculado teoricamente. A periodicidade na afinidade eletrônica pode ser comprovada por valores que geralmente aumentam em função do aumento da carga nucelar.
Propriedades físicas dos elementos químicos como: ponto de fusão, ponto de ebulição, condutividade térmica mostram variações periódicas com o aumento dos números atômicos.
Outras propriedades existem, como a massa atômica por exemplo, cuja variação não depende do período ocupado pelo elemento, entenda-se aqui, variação da propriedade em função do número atômico, sendo por isso mesmo denominadas de aperiódicas. Propriedades essas que não estudaremos com profundidade nesse curso. Mesmo porque as mesmas não estabelecem relação com a periodicidade química.
As moléculas e os compostos iônicos, por outro lado, apresentam propriedades que não dependem apenas de um único átomo, mas da interação com todos os outros que constitui a molécula: massa molecular, polaridade, geometria, etc. São propriedades intramoleculares que nos revela diversas características desses compostos mais complexos.
Energia de ionização

A massa molecular, como o próprio nome indica, é o resultado das contribuições em massa de cada átomo formador da molécula, essa massa molecular está também associada com o número de Avogadro quando quisermos estabelecer uma relação macroscópica por meio desses valores. A unidade que expressa uma quantidade simples de molécula é a “u.m.a” que corresponde a mesma unidade relacionada com os átomos.
A geometria molecular é fator importante no entendimento da distribuição dos elétrons no espaço correspondente ao volume molecular, sendo também capaz de determinar as forças atrativas e repulsivas existentes, devido às interações elétrons-elétrons e elétrons-núcleos. A presença de pares de elétrons livres na estrutura molecular é um fator que influencia fortemente a disposição dos átomos terminais em relação ao átomo central do composto químico, diversas geometrias são possíveis onde o fator associado ao número de pares eletrônicos e o efeito estérico são considerados.

A polaridade molecular é outro fator muito importante na análise do comportamento molecular, assim como suas ligações. De uma forma geral, as moléculas podem ser polares ou apolares, nessa conceituação diversos fatores devem ser considerados. Um aspecto importante da polaridade de uma molécula é a formação de dipolos.Sendo que esses dipolos podem ser diferenciados experimentalmente de moléculas não polares por seu comportamento num campo elétrico. Observa-se que quando moléculas polares são colocadas entre placas eletricamente carregadas, elas tendem a girar e se alinhar com o campo. A polaridade de ma molécula é expressa por seu momento dipolar.polaridade das moleculas
1.Como você compreende a contribuição da eletronegatividade dos átomos e a geometria molecular para a polaridade de uma molécula? Com base nesta informação, analise se uma molécula que contém átomos de diferentes eletronegatividades é necessariamente polar. Justifique sua resposta.
#[]Agora é hora de TRABALHAR

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2.Observando as informações contidas no texto, elabore uma idéia sobre a seguinte questão: Caso o petróleo (hidrocarbonetos) fosse polar, o dano causado por derramamentos de petróleo no mar seria mais ou menos grave?
3.As propriedades aperiódicas poderiam ser utilizadas para classificar os elementos da tabela periódica? Justifique sua resposta.

O amianto ou asbesto é uma fibra mineral natural sedosa que, por suas propriedades físico-químicas (alta resistência mecânica e às altas temperaturas, incombustibilidade, boa qualidade isolante, durabilidade, flexibilidade, indestrutibilidade, resistente ao ataque de ácidos, álcalis e bactérias, facilidade de ser tecida etc.), abundância na natureza e, principalmente, baixo custo, tem sido largamente utilizado na indústria. É extraído fundamentalmente de rochas compostas de silicatos hidratados de magnésio, onde apenas de 5 a 10% se encontram em sua forma fibrosa de interesse comercial.
Os nomes latino e grego, respectivamente, amianto e asbesto, têm relação com suas principais características físicoquímicas, incorruptível e incombustível.

Está presente em abundância na natureza sob duas formas: serpentinas (amianto branco) e anfibólios (amiantos marrom, azul e outros), sendo que a primeira - serpentinascorrespondem a mais de 95% de todas as manifestações geológicas noplaneta.
Já foi considerado a seda natural ou o mineral mágico, já que vem sendo utilizado desde os primórdios da civilização, inicialmente para reforçar utensílios cerâmicos, conferindo-os propriedades refratárias.
Com o advento da Revolução Industrial no século XIX, o amianto foi à matéria-prima escolhida para isolar termicamente as máquinas e equipamentos e foi largamente empregado, atingindo seu apogeu nos esforços das primeiras e segundas guerras mundiais. Dali para frente, as epidemias de adoecimentos e vítimas levaram o mundo “moderno” ao
Para Refletir

conhecimento e reconhecimento de um dos males industriais do século X mais estudados em todo o mundo, passando a ser considerado daí em diante a “poeira assassina”.

O Brasil está entre os cinco maiores produtores de amianto do mundo e é também

Os grandes produtores mundiais tentaram por muito tempo atribuir toda a malignidade desta matéria-prima ao tipo dos anfibólios, menos de 5% de todo o amianto minerado no mundo, e salvar este negócio lucrativo, atribuindo à crisotila (amianto branco) propriedades benéficas, tanto do ponto de vista da saúde, como sua necessidade para as populações de baixa renda no uso de coberturas e abastecimento de água potável. Hoje a polêmica do bom e mau amianto já está praticamente superada em todo o mundo, tendo em vista a vasta literatura médica mundial existente e fruto da produção acadêmica de todo um século. um grande consumidor, havendo por isto um grande interesse científico a nível mundial sobre nossa situação, quando praticamente todos os países europeus já proibiram seu uso. A maior mina de amianto em exploração no Brasil situa-se no município de Minaçu, no Estado de Goiás e é atualmente administrada pela empresa brasileira Eternit S/A, mas que até recentemente era explorada por grupo franco-suíço(Brasilit e Eternit) em cujos países de origem o amianto está proibido desde o início da década de 90.
ABREA-Associação Brasileira dos expostos ao amianto - http://w.abrea.com.br/02amianto.htm

Fórum de Idéias a) Elabore um comentário a respeito das informações contidas no texto, relacionandoos com o fato de que, ainda hoje, os tanques de armazenamento de água serem produzidos a partir desse material. Em termos químicos, deveríamos utilizá-los? Então porque usamos? b) Pesquise e responda. Será o amianto uma substância polar? Então como fica a questão sobre a contaminação da água potável que nós bebemos. Nas comunidades do interior do país em geral, o uso de objetos a base de argila para armazenar água é bastante comum. A partir disso quem estaria quimicamente correto, o nosso costume citadino ou interiorano? c) Por ser o amianto uma fibra mineral e natural, sendo a sua extração feita a partir de jazidas. Qual a relação entre o uso das jazidas, meio ambiente e substituição desse material por materiais poliméricos (tanques plásticos)?

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Ligações Intra e Intermoleculares
As forças que se estabelecem entre os átomos de uma molécula ou entre moléculas vizinhas são denominadas de ligações químicas. Na ligação iônica as forças de natureza eletrostáticas atraem as partículas com cargas elétricas opostas; a essa atração denominamos também de ligação eletrovalente. A ligação iônica é geralmente encontrada em sólidos iônicos, sendo que em tais estruturas há enormes quantidades de íons positivos e negativos.No sólido NaCl, cada Na+ tem seis íons Cl- como vizinhos próximos. Da mesma forma, cada vizinhança de cada íon Clconsiste em seis íons Na+. Observe, caro aluno (a), que aqui não cabe o conceito de molécula, pois na estrutura do retículo formado as quantidades de átomos de cloro e de sódio tem determinação imprecisa.

Outra importante ligação química que se estabelece entre átomos é a ligação covalente, que ocorre quando dois átomos têm as mesmas tendências para ganhar e perder elétrons. Nessa situação, a transferência total de elétrons não acontece, o que se entende por um compartilhamento dos elétrons entre os átomos participantes da ligação. Em qualquer tipo de ligação covalente a distância entre os núcleos e os átomos ligados é chamada distância de ligação ou comprimento de ligação. Considere que em verdade essa distância se refere a uma média, pois os átomos ligados não permanecem estáticos um em relação ao outro; pelo contrário, eles estão freqüentemente vibrando para dentro e para fora, aproximando-se ou afastando-se um do outro.

Ligacao covalente

As ligações metálicas são forças que se estabelecem entre átomos com baixa eletronegatividade; característica essa presente nos elementos metálicos.Essa característica das ligações permite aos elétrons participantes um grau de liberdade em relação aos núcleos atômico bem superior, quando comparados com as outras ligações. Um fato interessante é que a regra do octeto não explica a ligação metálica, isso se deve ao fato de que as estruturas de Lewis serem insuficientes para explicar a distribuição dos elétrons nas respectivas camadas
Essas ligações estão presentes nas interações intramoleculares de uma molécula, quando se considera, a interações intermoleculares com outras forças, porém estão presentes mesmo que tenham o mesmo princípio físico, mas diferindo na natureza e magnitude da interação.

Forças dipolo-dipolo estão presentes nas

As interações de ordem intermolecular permitem a formação de diferentes fases da matéria. Por exemplo, nos sólidos moleculares as forças que existem são relativamente fracas e são chamadas de forças de Van der walls. Existem vários tipos de forças de Van der walls, sendo que as mais importantes são as dipolo-dipolo e as forças de London. interações entre moléculas polares. As forças de London, também chamadas forças de dispersão, geralmente são muito fracas, e são justificadas pelo fato de que até moléculas não-polares formam retículos cristalinos. As forças de London são fracas e de pequeno alcance, estando associadas, em parte, com a facilidade com que a nuvem eletrônica de uma molécula é distorcida. Enquanto as forças eletrostáticas comuns têm sua magnitude relacionada com o inverso do quadrado da distância entre as partículas, as forças de London variam na razão inversa da sétima potência da distância. Ou seja, um pequeno afastamento entre as partículas constituintes de um sistema afeta seriamente a magnitude das forças de London
Ligação metálica

Forças dipolo-dipolo e forças de London.#[]Agora é hora de TRABALHAR a) Faça um comentário sobre forças intra e intermoleculares citando exemplos que diferenciem uma da outra.

Fundamentos da Química e Bioquímica Básica b) É possível que entre moléculas apolares se estabeleçam interações do tipo dipolo-dipolo? Justifique sua opinião.
c) Estabeleça as diferenças entre ligações metálica, covalente, iônica, tipo Van der Walls e de London. Quais dentre elas são intra e intermoleculares? Com base na sua resposta como você entenderia a natureza da ligação que dá o aspecto físico numa barra de chocolate. E em relação à formação das moléculas de açúcar?

Para Refletir CHOCOLATE
O chocolate passou a se difundir pelo mundo a partir do século XVI, quando o conquistador espanhol Hernán Cortés conheceu-o na corte de Montezuma I no México e o levou para a Europa. Naquela época os astecas tomavam-no como uma bebida amarga e fria, preparada a partir da fruta do cacaueiro, árvore nativa das regiões tropicais da América, chamando-se xocolatl ou chocoatl (água amarga), e levava até pimenta e outras especiarias. Ao se difundir pela Europa, transformou-se e aprimorou-se. Na Espanha, perdeu a adição de pimenta e recebeu açúcar, canela e baunilha. No início do século XVII, viajantes e comerciantes introduziram-no na Alemanha, França e Itália. Em 1659, David Chaillou começou a vender em Paris as primeiras tortas de chocolate. Uma década depois o chef Lassagne, que trabalhava para o duque de Plessis-Praslin, criou o primeiro bombom, coberto de caramelo.Relatos do hábito de tomar essa bebida estimularam os europeus. O aventureiro e sedutor veneziano Casanova (1725-1798) qualificou o chocolate de “elixir do amor”. O Marquês de Sade (1740- 1814) introduziu-o em uma de suas novelas obscenas. Em 1828, o neerlandês Coenraad Van Houten desenvolveu uma máquina revolucionária que separava a pasta de cacau da manteiga. Em 1875, utilizando o leite em pó inventado por seu conterrâneo Henri Nestlé, o suíço Daniel Peter apresentou ao mundo o chocolate ao leite. Na primeira década do século X, surgiram as grifes internacionais: Neuhaus e Godiva, Callebaut e Cacao Barry, na Bélgica; Fauchon, La Maison du Chocolat e Menier, na França; Kohler e Lindt, Nestlé e Suchard, na Suíça; Van Houten’s, nos Países Baixos; Cadbury e Rowntree, na Inglaterra; Milton Hershey, nos Estados Unidos. O Brasil é o único país produtor de cacau que industrializa o próprio chocolate.
Em quantidades suficientes, a teobromina encontrada no chocolate é venenosa à animais como cães, gatos (especialmente filhotes), cavalos, papagaios e hamsters porque eles não conseguem metabolisar a substância química eficazmente. Se eles forem alimentados com chocolate, a teobromina irá ficar nas suas correntes sanguíneas por até 20 horas, e esses animais poderão ter convulsões, ataques cardíacos, hemorragia interna, e eventualmente a morte. O tratamento médico envolve indução de vômito dentro de duas horas de ingestão, ou contactar um veterinário.Um cão típico de 20 kg irá normalmente sentir-se ruim do estômago depois de ingerir menos que 240 g de chocolate ao leite, mas não irá necessariamente ter bradicardia ou taquicardia a não ser que ele coma pelo menos meio quilo de chocolate ao leite. Se ele não expelir o chocolate de seu sistema por causa do açúcar ou da gordura, então

a) Estabeleça uma relação entre ligações químicas e fases da matéria. Tome como modelo uma barra de chocolate sólida, em seguida a considere líquida e por fim gasosa. Qual a interpretação fundamental da sua análise? b) Observe a sentença: “A teobromina é uma substância encontrada no chocolate e é venenosa nos animais como; cães, gatos, cavalos, papagaios, etc, pois eles não conseguem metabolisar a substância química”. Faça um comentário sobre os tipos de ligação que estariam presentes na interação intramolecular dessa substância.

Teoria, Ácido, Bases e Sais
Em 1923, Bronsted e Lowry, sugerem uma definição ácido - base muito útil. Tem-se que a definição estabelecida por Bronsted e Lowry é uma definição protônica. Ou seja, ácido é toda espécie que tende a doar um próton e base toda espécie que tende a aceitar um próton. Observe que uma reação ácido - base é uma reação de transferência de prótons (fig. Sobre acido – base de Bronsted e Lowry).
Segundo Bronsted - Lowry uma reação ácido – base está ligada à competição por um próton entre duas bases. Tem-se, no exemplo, o cloreto de hidrogênio (Hcl) numa solução aquosa uma situação característica que se pode ser compreendida segundo a teoria de
Bronsted – Lowry. Nesse caso, uma molécula de Hcl (ácido) doa um próton a H2O (uma base) para formar a espécie H3O+ (ácido) e cl - (base). Temos, portanto:

HCl + H2O	H3O + + Cl –
Ácido A + Ácido B	Ácido A + Ácido B

Esta equação apresenta um próton sendo transferido por um ácido para uma base conjugada e um ácido, respectivamente. A partir disso, conclui-se que as espécies Hcl e cl – são consideradas um par ácido – base conjugados, sendo H2O e H3O+ o outro par conjugado formado.
Fórum de Idéias ele terá 50% de chance de sobreviver depois de comer 5 quilos. Chocolate negro tem aproximadamente 50% a mais de teobromina e por causa disso é mais perigoso aos cães. Fonte: http://pt.wikipedia.org/wiki/Chocolate

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É possível concluir que com o conceito de Bronsted – Lowry, a água pode reagir que como um ácido quer como base, sendo que esses processos estão associados a autodissociação da água.

H2O	+ H2O H3O+ + OH –
Ácido A	+ Base B Ácido B + Base A

A força de uma espécie ácida ou básica, segundo Bronsted – Lowry, está diretamente relacionada com a tendência de doar um próton, quando se considerar um ácido, enquanto para uma base a sua força está associada à tendência de aceitar (aceptor) de prótons. Na equação abaixo podemos ter um exemplo desse conceito.

HCl +

H2O H3O+ + Cl –

Nessa reação, podemos considerar que o HCl por ter uma tendência maior em doar prótons em relação ao H O é considerado a espécie mais ácida. Enquanto que para a água, seu caráter básico, é mais pronunciado que o do íon cloreto (Cl ) Daí conclui-se que quanto mais forte for o ácido, mas fraca será a sua base conjugada. Isso pode ser compreendido pelo exemplo anterior onde o HCl tem grande tendência a perder um próton, fazendo com que a espécie Cl – tenha pouca tendência em ganhá-lo.
Uma conceituação ainda mais complexa, sugerida por G. N. Lewis em 1923, torna a análise de espécies químicas para classificá-las como ácido ou como base ainda mais abrangente. Para Lewis, um ácido é toda espécie química com orbital vazio capaz de aceitar um par de elétrons, enquanto para uma base, a espécie química deve poder doar um par de elétrons para formar uma ligação covalente coordenada, esses conceitos podem ser resumidos da seguinte forma. Enquanto um ácido é receptor do par de elétrons, a base é um doador de par de elétrons. Para Lewis toda reação ácido – base consiste na formação de uma ligação covalente coordenada por exemplo: Fig.12 ácidos e bases de arrhenius
O par eletrônico proveniente do oxigênio forma uma ligação covalente com o próton. enquanto o íon (OH)- é uma base, pois ele doou um par eletrônico na formação da ligação. Porém, uma reação do tipo que está apresentada logo abaixo não poderia ser classificada como uma reação ácido – base segundo o conceito de Bronsted – Lowry (ou arrenhius).

É necessário compreender que dentre os três conceitos sobre teoria ácido – base a teoria de Lewis é a mais abrangente. Isso porque a generalidade da teoria de Lewis não está condicionada a soluções aquosas, como no caso da teoria de Arrenhius e Bronsted – Lowry.
Arrenhius propôs uma terceira classe de eletrólitos, conhecida como “sal”. Para Arrenhius um sal é toda espécie química as quais os íons subsistem após a neutralização de uma espécie ácida por uma outra espécie básica. Por esse conceito, o Nacl, por ter íons Na+aq + Cl-aq em solução, após as soluções de HCl e NaOH reagirem, em geral a característica de um sal é correspondente a sólido iônico no qual íons (H3O) + e (OH)- não estão presente. Logo, na ácidos de base arrhenius

	+
	3

Todo composto que, dissolvido em água, origina (H3O)+ag como único cátion.
Toda espécie química que tende a doar prótons.
Toda espécie química com orbital vazio que é capaz de aceitar um par de elétrons.
Todo composto que, dissolvido em água, origina (OH)-ag como único ânion.
Toda espécie química que tende a aceitar prótons.
Toda espécie química doadora de um par de elétrons para formar uma ligação covalente coordenada.
#[]Agora é hora de TRABALHAR a) Cite as diferenças conceituais entre as teorias de Arrhenius, Brosnsted-Lowry e G. N.
Lewis. Faça um comentário sobre a possibilidade de denominarmos “ácido” a toda e qualquer substância que tem sabor azedo. Esta é uma postura científica? Em termos de sobrevivência das populações, o fato de que uma quantidade de substâncias ácidas apresentarem sabor azedo desqualifica o saber popular? Dê a sua opinião.

Hcl	(H+)ag + (Cl –)ag
	H2O
NaOH	(Na+)ag + (OH) -

Quando da evaporação da água temos:

Na+ + Cl -

Nacl(s)

reação de neutralização, há formação de moléculas de H2O e os íons provenientes da neutralização permanecem em solução sendo que, caso a solubilidade do sal seja baixo, uma combinação entre os íons podem se combinar, precipitando o sal na solução.
Observe a tabela abaixo, na qual há uma relação entre a teoria ácido-base e o tipo de espécies químicas formadas.

Fundamentos da Química e Bioquímica Básica b) É possível considerar que um ácido de Arrenhius é também um ácido de G. N. Lewis? Justifique sua resposta.

Para Refletir
Material Cuba Lamparina de álcool Tripé e grelha Colher de cozinha Óculos de proteção Luvas de látex
Compostos Hidróxido de sódio (soda caústica) Cloreto de sódio (sal comum) Gordura Perfume Água destilada
Procedimento 1- Atenções, durante a execução desta experiência devem-se proteger as mãos com luvas e os olhos com óculos. 2- Preparo de uma solução de hidróxido de sódio (a preparação desta solução deve ser cuidadosa porque o hidróxido é muito alcalino. O hidróxido de sódio é normalmente fornecido no estado sólido, devendo este ser transferido para um globé já com água com a ajuda de uma colher de plástico. O hidróxido de sódio é adicionado na cuba após a adição da água, porque esta base ataca o vidro ficando com os grãos colados às paredes da cuba, sendo sua remoção bastante difícil). 3- Adicione um pouco de gordura à solução de hidróxido de sódio. (a gordura adicionada pode ser um pedaço pequeno de manteiga, também pode ser utilizado um pouco de óleo ou azeite). 4- Aqueça a solução e deixe ferver durante certo período de tempo. (com o calor fornecido pela chama da lamparina a fervura não será muito intensa, mas deve se ter cuidado, pois a solução que estamos a aquecer é muito alcalina. Se durante a fervura houver salpicos para fora da cuba, estes deverão ser imediatamente limpos com um pano úmido) 5- Transfira a solução tratada para outra cuba, acrescentando em seguida uma colher de cloreto de sódio (sal comum) e um pouco de perfume. Deixar arrefecer a solução. (Muito cuidado no manuseio da cuba quente, pois como é sabido, o vidro quente ou frio tem sempre o mesmo aspecto). 6- Na solução encontra-se, flutuando, um determinado sólido que pode ser designado de sabão perfumado. ( o sabão é um bom meio de limpeza porque é formado por uma parte apolar que corresponde à molécula de gordura, e outra parte polar que é fornecida pelo sal e hidróxido de sódio. Devido a estas características o sabão tanto atrai para si moléculas polares como apolares) c) A teoria de Arrenhius nos revela que para ser ácido, a substância deverá produzir um cátion de hidrogênio em solução aquosa. Sobre o termo “aquoso”, comente a limitação conceitual contida na teoria de Arrenhius.

a) Comente sobre a seguinte afirmação: “A mídia em geral anuncia cada vez mais uma quantidade enorme de produtos para a higiene pessoal. A partir do que foi dito sobre os sabões, quanto há de mito e de verdade sobre as fantásticas propriedades de limpeza desses novos produtos? Será que uma boa higiene pessoal depende de uma enorme quantidade desses novos produtos?”.
b) A reação de formação dos sabões se dá por meio de uma substância ácida e outra básica. A partir disso você concorda que a reação ocorrida forma um sal? Justifique sua resposta. Então podemos dizer que todos os sabões são sais?
Funções Inorgânicas
Podemos conceituar funções inorgânicas como o conjunto de substâncias inorgânicas que possuem propriedades químicas semelhantes. As funções inorgânicas que para nosso estudo apresentam um interesse imediato, são: ácidos, bases, sais e óxidos. Para esse primeiro contato com as funções inorgânicas iremos empregar a teoria da dissociação de arrhenius, para conceituar todas as funções aqui estudadas.
ÁCIDOS Os ácidos podem ser conceituados, segundo arrhenius, como compostos que em solução aquosa se ionizam, produzindo íons H3O+ (hidrônio ou hidroxônio). Logo, as características do comportamento ácido de uma substancia se deve à presença desse íon, tornando-o, portanto, o radical funcional dos ácidos .

HCl	H3O+ + Cl-
H3PO4	3 H3O+ + (PO4)3-

Os ácidos podem ser classificados pelos números de hidrogênios ionizáveis, pela presença de oxigênio na molécula e de acordo com o grau de ionização. Em relação aos números de hidrogênios ionizáveis, temos:

Quando se observa a presença ou não de oxigênio, temos:
Hidrácidos - quando não contêm oxigênio (HCl, HBr, etc).
Oxiácidos - quando contêm oxigênio (HNO3, H2SO4, etc). Considerando o grau de ionização podemos classificar da seguinte maneira:
Ácidos fortes - quando possui grau de ionização (a) superior a 50% Ácidos moderados – quando o grau de ionização está compreendido entre 5 a 50% Ácidos fracos - quando o grau de ionização é inferior a 5%
Fórum de Idéias

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Número total de moléculas

Esse cálculo é baseado na seguinte fórmula: a= Número de moléculas ionizadas
A nomenclatura dos ácidos é feita em função da presença ou não de oxigênio. E dentro dos oxiácidos, o numero de oxidação do elemento central, isto é a carga teórica que o átomo teria caso houvesse quebra da ligação.
A presença de moléculas de água na estrutura da molécula, grau de hidratação, é um parâmetro útil para nomear ácidos oxigenados que apresentam mesmo numero de oxidação, mas diferentes graus de hidratação (nesse caso, quantidade de moléculas de água na estrutura do ácido).
BASES OU HIDRÓXIDOS As bases ou hidróxidos são substâncias que se apresentam por dissociação iônica e liberam o íon hidroxila ou oxidrila (OH)-. Logo o (OH)- é o radical funcional das bases, ou seja, as características básicas de um composto químico. Fazendo uma analogia com os ácidos, a nomenclatura das bases é função do número de hidroxilas: Monobases, Dibases, Tribases, Tetrabases. Enquanto o grau de dissociação é a classificação correspondente ao dos ácidos, respeitando seus respectivos grupos funcionais.
Algumas bases características: NaOH, Zn(OH)2, Al(OH)3, etc.
A nomenclatura das bases é feita em função do número de oxidação(Nox), levando em consideração o elemento químico ligado à hidroxila.
Ex: KOH hidróxido de sódio, LiOH hidróxido de Lítio
O número de hidroxilas é um fator que também contribui para a classificação das bases. Observe os exemplos.
Li(OH)- devido a presença de uma hidroxila, essa base é uma monobase. Mg(OH)2- devido a presença de duas hidroxilas, é uma dibase.

hidróxilas, a saber: tri, tetra, penta, etc

Percebe-se que a nomenclatura está relacionada com o prefixo que indica o número de

de neutralização ou de salificação, onde há formação do sal.

Ex: HCI

+ NaOH NaCl + HOH

Atente-se para o fato de que os íons Na+ e (OH)- estão em solução aquosa, desde que toda a água da solução não tenha sido removida
A nomenclatura dos sais normais é derivada dos nomes dos ácidos e da base que lhe dão origem. Terminações como eto, ito e ato.

Os sais podem ser classificados também por meio da reação química que lhe deu origem, ou seja, a neutralização pode ser parcial ou total e isso interfere na estrutura do sal formado. É o caso de quando um di, tri ou tetrácidos reage com uma base em que todos os hidrogênios ionizáveis são neutralizados.
Ex: NaH2PO4 fosfato diácido de sódio; NaHCO3 bicarbonato de sódio
Nos hidroxi - sais uma di, tri ou tetrabase reage com um ácido e nem todas as hidroxilas soa neutralizadas, havendo, portanto, uma neutralização parcial da base.

Ex: Al(OH)2Cl cloreto dibásico de alumínio; Ca(OH)NO3 nitrato monobásico de cálcio
Os sais duplos ou mistos são formados se, por exemplo, um di, tri ou tetracido reagir com bases diferentes. Esses sais, dependendo dos ácidos ou bases que reagem podem ser duplos quanto ao cátion ou quanto ao ânion.
Ex: MgBrCl cloreto brometo de magnésio
ÓXIDOS Os óxidos são compostos binários onde o oxigênio é o elemento mais eletronegativo.
Apenas os compostos oxigenados do flúor não são considerados óxidos, já que o flúor é mais eletronegativo. Os óxidos podem ser classificados em: básicos, ácidos ou anídridos, anfóteros, neutros, duplos, peróxidos, superóxidos.
Os óxidos básicos reagem com água produzindo uma base.

Ex: CaO

+ H2O Ca(OH)2

Os óxidos ácidos reagem com água produzindo um ácido.

Ex: SO3

+ H2O H2SO4

Óxidos anfóteros são óxidos que podem se comportar ora como básico, ora como ácido.

Ex: ZnO + 2HCl

ZnCl2 + H2O ou ZnO + 2NaOH Na2ZnO2 + H2O

Os óxidos neutros não reagem com água, nem com ácidos ou com bases. Daí sua denominação.
Ex: CO, NO, NO2 Os óxidos duplos se comportam como se fossem formados por dois outros óxidos.
Os peróxidos e superóxidos, quando reagem, formam água oxigenada (H2O2), no caso dos peróxidos, e água oxigenada e oxigênio, no caso dos superóxidos. É importante lembrar que esse comportamento se dá em solução aquosa.

	Na2O2 peróxido de sódio
	KO2 superóxido de potássio
	RbO2 superóxido de rubídio

#[]Agora é hora de TRABALHAR a) Faça um comentário sobre as diferenças existentes entre ácidos, bases e óxidos. Indique como se dá a formação dos ácidos e bases a partir dos óxidos.

Fundamentos da Química e Bioquímica Básica b) Em relação aos óxidos anfóteros e neutros, quais as suas características principais. Indique suas diferenças.
c) A água oxigenada é um produto que pode ser proveniente da reação de hidrólise de que tipo de óxido? E qual significado do termo “anidrido”?

Para Refletir
Ao nosso redor existe uma infinidade de sais que fazem parte da constituição dos mais variados materiais.
O carbonato de cálcio (CaCo3), por exemplo, é encontrado na casca do ovo, no mármore, no calcário, nas pérolas e nos recifes de coral.
O cloreto de sódio (NaCl), além de ser usado para salgar a comida, tem larga aplicação na conservação de alimentos (carne-seca, bacalhau salgado, etc.), na composição do soro fisiológico (uma mistura de água com 0,9% de NaCl) e como matéria – prima para a produção de cloro (Cl2), de soda cáustica (NaOH) e do hipoclorito de sódio (NaClo). O fluoreto de sódio (NaF) serve como fonte de fluoreto (F-) para a formação do esmalte dental, que aumenta a resistência à formação de cáries. É usado em algumas pastas de dente e também nos enxaguatórios bucais.
O salitre (KNO3) e o salitre do Chile (NaNO3) são empregados como conservantes dos embutidos de carne (presunto, salame. Mortadela, rosbife, etc.). Tomam parte, também, da composição de fertilizantes e da chamada pólvora negra, uma mistura de salitre, carvão e enxofre pulverizados.
O carbonato de sódio (Na2Co3), também denominado soda ou barrilha, é empregado nas estações municipais de tratamento de água, em piscinas (para evitar que a água fique muito ácida) e nas fábricas de vidro e de sabão em pó como matéria-prima.
Gesso e giz são dois materiais que contêm sulfato de cálcio (CaSO4). Para nos mantermos saudáveis, precisamos, diariamente, ingerir pequena quantidade de sais adequados. Eles estão presentes em muitos alimentos. Esses sais fornecem íons necessários ao bom funcionamento de nosso organismo.
Fonte: Tito e Canto. Química na Abordagem do Cotidiano, pág. 85

Fórum de Idéias a) Em tempos atrás, com a falta de equipamentos de refrigeração, a conservação de alimentos era feita com qual tipo de função química? É admissível que as pessoas hipertensas consumam compostos dessa função química? Justifique sua resposta.
b) É possível admitir que devemos tirar de nossa dieta alimentar toda e qualquer quantidade de sal. O que você acha dessa opinião? E de que maneira esse sal se encontra em nosso organismo, numa forma iônica ou reticulada? c) Os eletrodomésticos das residências situadas próximas ao litoral sofrem o fenômeno de oxidação de forma bastante intensa. Qual componente ambiental presente na região litorânea, do ponto de vista químico, podemos associar a esse fenômeno?
Reações Químicas

Numa reação química, as moléculas ou aglomerados iônicos iniciais irão reagir fornecendo

Reações Fundamentais outras espécies diferentes. Esse conceito básico pressupõe que haja condições termodinâmicas favoráveis para que o processo ocorra. Em todas as reações químicas podemos considerar duas classes de compostos participantes: os reagentes e os produtos. Nesse sentido, uma equação química é a representação simplificada de uma reação química.

2H2	+ O2 2 H2O

Temos, no exemplo acima, que H2, O2 e H2O representam as substâncias que participam nessa reação, onde as moléculas de H2 e O2 são os reagentes, enquanto a molécula de H2O é

Fundamentos da Química e Bioquímica Básica o produto formado na reação. Atente-se que essas fórmulas químicas dão um sentido qualitativo, enquanto os coeficientes dão um sentido quantitativo.
As reações químicas podem ser classificadas segundo diversos critérios; dentre esses critérios, o que está relacionado aos fenômenos de adição, decomposição, deslocamento são aqueles que nesse momento iremos tratar. Incluindo, posteriormente, duas reações de extrema importância para os fenômenos biológicos, que são as reações de precipitação e complexação.
As reações de síntese ou de adição ocorrem quando duas ou mais espécies químicas reagem, produzindo apenas uma espécie. Observe o modelo abaixo.

S + O2	SO2 (I)
CaO + H2O	Ca(OH)2 (I)

Aqui temos que a reação envolvendo átomos de enxofre e uma molécula de oxigênio resultou no aparecimento do óxido de enxofre. As reações de síntese podem ser denominadas de síntese total (I) ou síntese parcial (I). A síntese é total quando pare apenas de substâncias simples, enquanto a parcial há, dentre os reagentes, uma substância composta.
As reações de análise ou de decomposição ocorre quando uma substância propicia o aparecimento de dois ou mais produtos (substâncias) de estrutura mais simples.

2KClO3	2KCl + 3O2
2 HgO	2Hg + O2

Algumas reações de decomposição recebem nomes especiais, em função da fonte de energia por meio da qual a reação se processa. Temos então: pirólise, fotólise e eletrólise, que têm como fonte de ignição respectivamente: calor, luz, eletricidade.
As reações de deslocamento ou de simples troca ocorrem quando uma substância simples reage com uma substância composta, onde, por meio desta última, ocorre um deslocamento nas posições dos átomos, promovendo o aparecimento de uma nova substância simples.

Fe	+ CuSO4 FeSO4 + Cu

As reações de dupla troca ou de dupla substituição ocorrem quando dois compostos químicos permutam entre si dois elementos ou radicais, originando novas espécies.

NaCl	+ AgNO3
AgCl	+ NaNO3

Um aspecto importante a considerar é que certas reações de síntese, análise e todas de deslocamento são reações de oxi-redução. Enquanto certas reações de síntese, análise e todas as de dupla troca são sem-oxidação.

Reações de Complexação e Preciptação
Os íons de cargas opostas na solução aquosa estão envolvidos por moléculas de água, que proporcionam o aparecimento do fenômeno de hidratação sobre os mesmos. Há casos nos quais os íons podem combinar com outro. Duas reações importantes podem ser consideradas: precipitação e complexação. Na primeira, o produto formado é pouco solúvel em água, sendo que na segunda o produto é um íon complexo solúvel.
Um princípio fundamental para o entendimento desses tipos de reações é de que sempre que íons de um eletrólito insolúvel são introduzidos separadamente em uma solução, de tal maneira que a concentração final do eletrólito exceda sua solubilidade, então parte desse eletrólito precipitará da solução. Observe que o termo insolubilidade, é impreciso, pois toda espécie tem um grau de solubilidade , o que pode-se entender o termo insolúvel como pouco solúvel.
A solubilidade do cloreto de prata (Agcl) é baixa em água, o que permite a precipitação do cloreto de sódio (Nacl), pois íons Ag+ se misturam com íons Cl-, temos nesse Ag+ + Cl-
Agcl(s).
Por outro lado, ao se adicionar NH3 ao Agcl2, o sal formado se dissolve, produzindo uma solução incolor.

AgCl(s) + 2NH3

Ag(NH3)2+ + Cl-

Temos agora a espécie Ag(NH3)2+ denominada de íons complexo, chamado de Diamin – Prata. Onde o íon Ag+ sofre fenômeno de complexação, ao ser complexado por duas moléculas de NH3, sendo essas moléculas chamadas de agentes complexantes. O conceito de íons complexo é impreciso, por ser muito ampla, sobretudo quando se considera as espécies que se dissociam muito pouco em seus componentes, por exemplo:

metálico (ou átomo, ás vezes) estabelece ligações com vários outros íons ou por moléculas que se associam ao seu entorno. A hidratação de um íon pode ser considerada uma complexação do tipo aquo-complexo.

Exemplo: Cr3+ + 6H2O

Cr (H2O)6

A formação de um complexo pode ser explicada como uma ilustração do comportamento ácido – base de Lewis.

Exemplo: Cu2+ + 4NH3

Cu (NH3)4 2+ ; onde o íon cobre é complexado por quatro

ligantes amônia.
Atente-se para o fato de que, como a ligação nos complexos pode ser descrita em termos de informação de ligação covalente coordenada, o número de pares de elétrons aceitos pelos íons central é denominado número de coordenação.

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Reações com Transferência de Elétrons
Uma reação importante associada a diversos fenômenos químicos é a reação por transferência de elétrons, conhecida também como reação de óxido – redução ou redox. Nessa reação, um ou mais elétrons parecem ser transferidos de um átomo para outro. Na realidade, a idéia de contabilizar elétrons é um tanto arbitrária para o cálculo do número de oxidação.
A oxidação se refere a uma reação em que uma espécie química perde elétrons. Por exemplo:

Na0 Na+ + e-

O fato de o átomo de sódio ter perdido um elétron para se tornar Na+ indica que ele sofreu oxidação. Fenômeno semelhante ocorre com os átomos de cloro, citados no exemplo acima. Podemos concluir com isso que o processo de oxidação está associado a uma perda de elétrons. Por outro lado, o termo redução indica um ganho de elétrons. Esse aspecto caracteriza a redução como um fenômeno oposto ao da oxidação.

Ex: Fe 3+

+ e- Fe

Em relação ao número de oxidação, quando o fenômeno investigado está

caracterizado como uma oxidação (Nox) aumenta, enquanto no fenômeno de redução o nox de pelo menos uma de suas substâncias consideradas diminui.

Sn2+	Sn4+ + 2e-
2H2O-2	O2o + 4H+ + 4e-
4OH- + Mn2+	MnO2 + 2H2O + 2e-
(+2)	(+4)

Fé 3+ + 1e

Fe

Enquanto para a redução temos: 2+

(+3)	( +2)
2H + + 2e	H2(+1) (0)

Um fato característico e importante dos fenômenos de oxidação e redução é que, os fenômenos ocorrem simultaneamente. Ou seja, elétrons doados devem ser recebidos. Na reação de oxirredução (redox), a espécie química que oxida , ou seja, que retira elétrons de outra espécie, é denominada agente oxidante ou simplesmente oxidante; já a espécie química doadora, é chamada agente redutor ou redutor. No exemplo abaixo temos:

Fe + 2H+ Fe2+ + H2(0) (+1) (+2) (0)

Fe 0 - 2e	Fe+2 (oxidação)
2H+ + 1e	H2 0 (redução)

Observe que enquanto no ferro o Nox varia de 0 à +2 , no hidrogênio ele varia de +1 a 0. Definindo, portanto, a reação de oxi-redução.
É importante atentar para o fato de que uma equação balanceada para uma reação do tipo redox deve exibir a oxidação e a redução.
O balanceamento de equações redox sem a presença do solvente é um método bastante prático para a estequiometria da mesma. Algumas etapas se fazem necessárias para utilizarmos o método de balanceamento por oxidação. 1-Atribuir número de oxidação a todos os átomos 2-Observe quais os átomos que parecem perder e quais os que parecem ganhar elétrons e determine quantos elétrons são perdidos e ganhos. 3-Se há mais de um átomo perdendo ou ganhando elétrons em uma unidade de fórmula , determine o total de elétrons perdidos ou recebidos por unidade e fórmula. 4-Iguale o ganho de elétrons pelo agente oxidante ao da perda pelo agente redutor, colocando o coeficiente apropriado antes da fórmula de cada um , no lado de cada um , no lado esquerdo da equação. 5-Complete o balanceamento da equação por tentativa. Inicialmente balanceie os átomos que ganham ou perderam elétrons; em segundo lugar, todos os átomos, com exceção de O e H; em terceiro, os átomos O e, por último, os átomos de H. Observe o exemplo.

	MnO2 + KClO3 + KOH KMnO4 + KCl + H2O
	MnO2 + KClO3 + KOH K2MnO4 + KCl + H2O
(+4) (-2)	(+1)(+5)(-2) (+1)(-2)(+1) (+1)(+6)(-2) (+1)(-1) (+1)(-2)

	Mn(manganês)
De	+4e para +6e (Ä = +2e)
	Cl (cloro)
De	+5e para -1e (Ä = -6e)

Para o manganês, temos :
Logo, para cada fórmula MnO2, há um átomo de manganês. Cada fórmula, portanto, pede 2 elétrons como também , em cada fórmula de KClO3, há um átomo de cloro. A quantidade de elétrons ganho por fórmula é 6.

3MnO2

+ KClO3 + KOH 3K2MnO4 + KCl + H2O

3MnO2 +

KClO3 + 6KOH 3K2MnO4 + KCl + H2O

Balanceando os átomos de K, temos: Em seguida, os átomos de oxigênio (O):

3MnO2 +

KClO3 + 6KOH 3K2MnO4 + KCl + 3H2O

Enfim, os átomos de H, que no exemplo citado já estão balanceados.

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#[]Agora é hora de TRABALHAR

1	Cite os tipos fundamentais de reações químicas, quando se considera na análise os

reagentes e produtos formados.

Para Refletir
As utilidades do bicarbonato de sódio (NaHCO3) estão relacionadas com as reações de dupla troca.
Quando o bicarbonato de sódio reage com um ácido, ocorre a liberação de gás carbônico (efervescência):

HX + NaHCO3

NaX + H2O + CO2

Você mesmo pode observar a efervescência adicionado bicarbonato de sódio sólido (adquirido em farmácia) a uma porção de vinagre ou suco de limão.
A reação com ácidos explica por que NaHCO3 pode ser usado em fermentos, extintores de incêndio e como antiácido estomacal.
•Antiácido estomacal: ao ser ingerido, o NaHCO3 reage com o HCl presente no estomago, combatendo a acidez estomacal e a azia.
•Fermento para massas: além do NaHCO3, contém também um outro composto de características ácidas. Na reação entre ambos, que ocorre quando dissolvemos o fermento em água ou leite, ocorre liberação de CO2, que faz a massa expandir e ficar fofa.

Extintor de incêndio de espuma química: quando o extintor é virado de cabeça para

baixo, o H2SO4 contido num recipiente em seu interior entra em contato com o
NaHCO3, produzindo CO2. O CO2 não é combustível e sai misturado com a solução, formando uma espuma, que é usada para apagar o fogo. A espuma contém íons dissolvidos, portanto, conduz a corrente elétrica. Assim, esse tipo de extintor não pode ser usado em equipamento ligado à rede elétrica.

Fórum de Idéias a) A utilização de bicarbonato de sódio como antiácido promove qual ação no organismo? Você concorda que sua ação tem uma natureza básica sobre o ácido clorídrico (HCl)? Justifique sua resposta.
b) Num ambiente que esteja pegando fogo, a utilização de um extintor a base de ácido sulfúrico quando entra em contato com o bicarbonato de cálcio produz qual tipo de composto? Esclareça o processo de formação desse composto.
c) Qual a relação que existe entre o bicarbonato e a fermentação de massas para produção de alimento.

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O Átomo de Carbono e a Química Orgânica
Os químicos antigos tinham a noção de que os compostos orgânicos eram aqueles que estavam associados aos organismos vivos, tendo, portanto, sua existência associada aos processos que ocorriam em organismos vivos. Mas Friedrich Wohler, em 1828, sintetizou uréia a partir do cianato de âmonio, o que promoveu uma instabilidade na teoria “vitalista”, teoria na qual os compostos orgânicos teria sua existência associada aos organismos vivos.

Um conceito muito empregado, mas não completamente satisfatório, é de que os compostos orgânicos são formados principalmente por átomos de carbono, hidrogênio, oxigênio, dentre outros átomos. Dentre esses, os átomos de carbono são os principais elementos na formação das estruturas que dão origem aos diversos compostos orgânicos. Outra característica do átomo de carbono é fundamental para a existência de um ramo de estudo da química, ou seja, a química orgânica, é a capacidade do átomo de carbono formar ligações fortes com outros átomos de carbono. Os compostos de carbono são o centro da vida nesse planeta. Compostos como os ácidos desoxirribonucléicos (DNAs), que são as moléculas que contém nossa informação genética, as proteínas que catalisam as reações em nosso organismo, constituindo os compostos essências como líquidos, músculos e tecidos têm como ponto fundamental no seu entendimento as possibilidades químicas e, portanto, fundamentais do átomo de carbono.
August Kekulé, Archibald Scott Couper e Alexander M. Butlerov, no período compreendido entre 1858 e 1861, desenvolveram a base de uma das teorias fundamentais na química, chamada de teoria estrutural. Duas considerações importantes fundamentam essa teoria:

a) A habilidade dos elementos nos compostos orgânicos formarem um número de ligações fixas, habilidade essa conhecida por valência. Para o carbono, diz-se que ele é tetravalente, isto é, tem a capacidade de formar quatro ligações; enquanto no oxigênio, por exemplo, essa habilidade se limita a duas ligações.
b) A utilização de uma ou mais de suas valências para formar ligações com outros átomos de carbono.
Essa teoria possibilitou aos químicos solucionar o problema da isomeria,ou seja, compostos diferentes que tinham a mesma fórmula molecular. Esses compostos então eram chamados de isômeros. Dois exemplos que evidenciam essa problemática são o álcool etílico e o éter dimetílico, cujas fórmulas moleculares estão representadas abaixo.

Ex:	H3COH e H3C-O-CH3
	Os trabalhos independentes de J. H. Van¢t Hoff e J. A Lê Bel, em 1874, expandiram

as fórmulas estruturais originadas por Kekulé e outros. Isso gerou a interpetação de que as quatro ligações do átomo de carbono no metano estavam orientadas de tal maneira que elas estavam dirigidas em direção aos ângulos de um tetraedro regular. Esse entendimento do arranjo espacial com a conectividade dos átomos é fundamental para a compreensão da química orgânica.

c	c c
c	o H CI

Os Hidrocarbonetos
Compostos cujas moléculas contêm apenas carbono e hidrogênio são denominadas de hidrocarbonetos. Essas moléculas podem pertencer a subgrupos nesse conjunto maior chamado de hidrocarbonetos. Alguns grupos possíveis de classificar essas moléculas são:
a) Alcanos - os membros desse subgrupo só possui ligações simples entre os átomos de carbono. Nesse sentido não há ligações múltiplas carbono-carbono.

Ex: CH4

b) Alcenos - nesse subgrupo as moléculas possuem uma ligação dupla carbono-carbono. Observe que é apenas uma ligação dupla.

Ex: H2C=CH2

c) Alcinos - aqui as moléculas apresentam uma ligação tripla carbono-carbono.
Ex: HC CH

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Em geral, os compostos como os alcanos, onde a ligação carbonocarbono é do tipo ligação simples, são denominados de compostos saturados, devido ao fato de, os átomos de carbono possuir o número máximo de átomos de hidrogênios a eles associados. Já os compostos, onde se tem a presença de ligações duplas ou triplas os compostos insaturados, isto se deve à presença em menor número de átomos de hidrogênio em relação ao máximo possível.

Ex:

Os hidrocarbonetos aromáticos têm como estrutura fundamental, formadora de todos os outros compostos aromáticos, o benzeno (C6H6), que pode ser representado como um anel de seis membros (átomos de carbono) com ligações duplas e simples alternadas; essa estrutura foi denominada de estrutura de Kekulé, pois ele desenvolveu essa representação. Mesmo assim existem evidências que essa representação é inadequada. Por exemplo, o fato de o benzeno, que se supõe ter ligações duplas e simples alternadas, esperava-se que haveria ligações mais curtas e mais longas. No entanto, as ligações no benzeno são de mesmo tamanho (1,39 Ao), que é um valor médio entre uma ligação simples e dupla. Para resolver esse problema de interpretação, temos a contribuição da teoria da ressonância e a teoria do orbital molecular, que não iremos aprofundar nesse curso.
A teoria estrutural permiti-nos classificar uma enorme quantidade de compostos orgânicos, partindo de um número pequeno de família, onde a presença de certos arranjos de átomos, chamados grupos funcionais, permitem sua classificação. No Alcino, por exemplo, seu grupo funcional é a ligação tripla carbono-carbono. Observe que as ligações C-C e C-H são, em geral, menos reativas que as presentes nos grupos funcionais.
Alguns grupos, como por exemplo grupos alquilas e fenilas, são identificados por razões de nomenclatura de compostos. Esses grupos são obtidos pela remoção de um átomo de hidrogênio.
#[]Agora é hora de TRABALHAR a) Descreva as propriedades do átomo de carbono que o torna tão importante no estudo da química orgânica.

b) Qual a importância do estudo J. H. Van¢t Hoff e J. A Lê Bel na interpretação das fórmulas estruturais originadas por Kekulé e outros? Comente.
c) Faça um breve comentário sobre a teoria estrutural.
Funções Oxigenadas
A presença de átomos de oxigênio na estrutura de determinados compostos caracteriza o que podemos denominar de funções oxigenadas. Por exemplo, os álcoois podem ser reconhecidos de duas maneiras: (1) como derivados hidroxi dos alcanos e (2) como derivados alquilados da água. O grupo funcional característico para esta família é a hidroxila(OH)

Ex: CH3-OH ( metanol)

Os álcoois podem ser classificados em (1) primário, (2) secundário e (3) terciário, sendo que esta classificação está baseada no grau de susbstituição do carbono ao qual o grupo hidroxila está diretamente ligado. Se há presença de apenas um outro átomo de carbono ao que está ligado à hidroxila então se diz que esse álcool é primário, e assim sucessivamente.

	OH OH OH
Ex:	R-CH2 (primário), R-C-R’ (secundário), R-C-R (terciário)
H	R

Os éteres possuem fórmula geral R-O-R ou R-O-R’, sendo que R pode ser qualquer grupo alquila (ou fenila) diferente de R. Podem ser também compreendidos como derivados da água, onde ambos os átomos de hidrogênio foram substituídos por grupos alquila.
Ex: CH3-O-CH3
Os aldeídos e cetonas possuem o grupo carbonila (C=O), onde o oxigênio se liga ao carbono por meio de uma ligação dupla. Enquanto nos aldeídos a carbonila está ligado a pelo menos um átomo de hidrogênio. Nas cetonas ele está ligado a dois átomos de carbono. Ex: RCOH (aldeído), R-CO-R (cetonas)

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Ácidos carboxílicos têm fórmula geral R –COOH. Onde o grupo –COOH é o grupo carboxila (carbonila +hidroxila).
As amidas, por outro lado, possuem fórmulas RCONH2, RCONHR‘ou RCONR‘R”. Por fim, temos os ésteres cuja fórmula geral é tido por RCO2R ou RCOOR‘, onde “R”são grupos hidrocarbônicos.

Para Refletir a) Defina de que forma as funções oxigenadas são caracterizadas e quais os grupamentos mais característicos dos seus compostos.
b) Determine as diferenças que existem entre os ácidos carboxílicos, aldeídos e cetonas. c) Faça um comentário sobre a presença de compostos oxigenados no meio ambiente.
#[]Agora é hora de TRABALHAR
Antibiótico Anticâncer
A doxorrubicina (também conhecida como andriamicina) é uma droga anticâncer muito potente, que contém grupos funcionais do fenol. Ela é eficaz contra varias formas do câncer, incluindo tumores dos ovários, mama, bexiga e pulmão, assim como doença de Hodgkin e

outras leucemias agudas. A doxorrubicina é um membro da família dos antibióticos antraciclina. Um outro membro da família é a daunomicina. Ambos os antibióticos são produzidos nas deformações de bactéria Streptomyces, pela via chamada biossíntese do policetídio.
Experimentos com marcações isotópicas têm mostrado que a daunomicina é sintetizada na Strptomyces galilaeus, a partir de um precursor tetracíclico chamado aclavinona.
Fonte:Solomos,G. e Fryhle C. Química Orgânica, v. 2, p.263.

Fórum de Idéias a) Pesquise e responda. A doxorrubicina, por ser um fenol, pode ser classificada como uma função oxigenada? b) Sobre antibióticos, podemos afirmar que o seu uso indiscriminado tem implicações químicas sobre o organismo. Qual é sua opinião?
Funções Nitrogenadas
Considerando que álcoois e éteres são derivados orgânicos da água; as aminas, por sua vez, podem ser consideradas como originárias da amônia.
Ex: R-NH-R’

Já as nitrilas com fórmula R-CºN tem seu carbono hibridizado gerando orbitais sp.

As aminas tem sua classificação baseada no numero de grupos orgânicos que estão ligados ao átomo de nitrogênio, observe a diferença que existe entre a classificação quando nos referimos a álcoois e haletos. Aqui, não é o tipo de carbono (primário, secundário, terciário) ao qual o grupamento está ligado que define a classificação.
Os nomes desses compostos, as nitrilas cíclicas, soam nomeadas ao adicionarmos sufixo “nitrila”, enquanto a carbonitrila são nomeadas por meio do sufixo carbonitrila ao nome do grupo de anel ao qual o grupo –CN está associado. Ex: R-C N

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#[]Agora é hora de TRABALHAR
1.Monte a estrutura eletrônica da amônia, substância que pode estar associada ao aparecimento das aminas.
2. Descreva as características gerais dos compostos nitrogenados e, em especial, as das aminas e amidas.
3.Qual a diferença fundamental em termos de classificação das aminas em relação a compostos oxigenados como os álcoois.

Nitrito: Herói ou vilão

Para Refletir
Há tempos ouvimos falar de aditivos intencionais para alimentos, os quais são definidos pelo Decreto Lei nº 986/69 (Brasil, 1969), como “toda substância ou mistura de substância, dotadas ou não de valor nutritivo, adicionada ao alimento com a finalidade de impedir a alteração, manter, conferir ou intensificar seu aroma, cor e sabor, modificar ou manter seu

estado físico geral ou exercer qualquer ação exigida para uma boa tecnologia de fabricação do alimento”.
A legislação permite a utilização de uma série desses aditivos, entre eles os conservantes denominados Nitrito e Nitrato (fonte natural de nitrito). Esses dois conservantes vêm sendo utilizados na preparação de produtos de origem animal, mas estudos mostram que a utilização demanda uma crítica mais rigorosa , pois a interação do Nitrito com as Aminas e Amidas presentes no alimento, transformam-no em compostos N-nitrosos, mais conhecidos com Nitrosaminas, as quais tem efeitos hepatotóxicos e carcinogênico (PARDI et al, 2001).
Daí a pergunta: “Nitrito: Herói ou vilão?”. Nitrito, o Herói: O Nitrito apresenta função importante na indústria cárnea, pois tem a capacidade de fixação da cor, aroma e sabor nos alimentos curados e restringe o crescimento de microoganismo, com evidente efeito sobre o Clostridium botulinum e Staphylococcus aureus, produtoras de toxinas altamente danosas ao organismo humano.
Conforme o relato de BINKO (1980), o Comitê de Especialistas em Nitrito e Nitrosaminas concluiu que: “como agente antibotulismo, o nitrito tem sido o ingrediente disponível mais aceitável, sendo responsável pela excelente segurança observada nos produtos de carne comercialmente fabricados”.
Ainda, o Comitê afirma que sem Nitrito, o perigo de intoxicação botulínica tornaria impossível a preparação de produtos cárneos curados.
Nitrito, o Vilão: Como foi dito anteriormente, as nitrosaminas são compostos formados pela reação de niritito com aminas e amidas.
A ingestão de doses elevadas desses compostos tem ação carcinogênica, algumas delas consideradas teratogênicas, causando tumor em fetos.
Após a ingestão do alimento, o nitrito pode passar para a corrente sangüínea e converter hemoglobina a metamioglobina, prejudicando assim o transporte de oxigênio, também podendo interferir no metabolismo da vitamina A e nas funções da glândula tireóide. Portanto, a ingestão de nitrito em altas concentrações no alimento ou em baixas concentrações e alta freqüência na exposição humana pode tornar-se um fator de intoxicação. Então, cabe a nós, profissionais da área de alimentos, cuidar para que o nitrito seja sempre “herói”, sendo sempre utilizado dentro das quantidades permitidas, descritas na Portaria nº 1004/98, da Secretária de Vigilância Sanitária.
Fonte: Resumo do artigo escrito por Thais Nadruz D’ Almeida na Revista Higiene Alimentar, v.18 (116/117). Fev 2004.

Fórum de Idéias a) Faça um comentário sobre o nitrito e a saúde humana.

Fundamentos da Química e Bioquímica Básica b) Relacione a presença das aminas e amidas no organismo. c) Dê sua opinião sobre a utilização de aditivos em alimentos.
Isomeria
O fenômeno de isomeria é correntemente encontrado em compostos orgânicos.Uma dessas formas de isomeria, que é extramamente importante, é a isomeria constitucional, em que os isômeros diferem porque seus átomos estão conectados de uma forma diferente, o que se diz ter uma conectividade diferente. Alguns exemplos de isômeros constitucionais são apresentados abaixo.

Os estereoisômeros, que não são isômeros constitucionais, têm seus átomos constituintes conectados na mesma seqüência. No caso específico dos estereoisômeros, o rearranjo de seus átomos no espaço são diferentes. Observe que outras formas de isomeria são possíveis, mas a estereoisomeria tem uma relevância importante em compostos orgânicos associados à biologia. Os estereoisômeros podem ser subdivididos em duas categorias gerais: diastereômeros e enantiômeros. Enquanto os enantiômeros são esteroisômeros cujas moléculas são imagens especulares uma da outra , sendo que essas imagens não são superpostas, diastereoisômeros são estereoisômeros cujas moléculas não são imagens especulares umas das outras. No exemplo apresentado acima das moléculas de cis-1,2 dicloroeteno e trans-1,2 dicloroeteno não são imagens especulares uma da outra. Atente-se para o fato de que se colocarmos um modelo cis-1,2 dicloroetano diante do espelho, a imagem que se vê não é o trans-1,2-dicloroetano, mas cis-1,2-dicloroetano e trans-1,2-dicloroetano são estereoisômeros e, por não haver relação como um objeto e sua imagem especular, são diastereômeros.
Observe outro exemplo explicativo do fenômeno de isomeria: entre os compostos cis- 1,2-Dimetilciclopentano e o trans –1,2-Dimetilciclopentano, que são isômeros, pois possuem

45 Quiralidade molecular constitucionais porque seus átomos estão ligados na mesma seqüência. São estereoisômeros, por diferirem apenas no arranjo de seus átomos no espaço. Não são enantiômeros porque suas moléculas não são imagens especulares uma da outra. Sendo, portanto, diastereômeros. É bastante esclarecedor que a isômeria cis-trans não são o único tipo de diastereoisômeros que encontramos.O quadro abaixo é bastante esclarecedor sobre essas isomerias.
O conceito de quiralidade é bastante revelador sobre a existência de enantiômeros.
Uma molécula é quiral quando não é idêntica a sua imagem especular.Logo, a molécula quiral e sua imagem especular são enantiômeros. Um exemplo comum que pode esclarecer a idéia de quiralidade é o seguinte: objetos como uma “meia”, que se superpõem e a suas imagens são aquirais, enquanto as “luvas” são quirais.
#[]Agora é hora de TRABALHAR

Fundamentos da Química e Bioquímica Básica

As moléculas quirais podem apresentar lateralidades diferentes, podendo influenciar o organismo dos seres humanos.Uma forma enantiomérica de um composto do limoneno, que é o principal responsável pelo odor das laranjas, e outro enantiômero pelo odor dos limões. Um outro enantiômero de um composto chamado carvona é a essência do cominho, enquanto o outro é a essência da hortelã. Antes de 1963, o medicamento talidomida foi utilizado para reduzir os efeitos da náusea matinal em mulheres gestantes. Sendo que pesquisas paralelas que estudavam esse medicamento o relacionou como a causa de sérios problemas congênitos em muitas crianças quando da utilização desse medicamento.
Fonte: Química Orgânica.vol1. Gharam S. e Craig Fryhle

Fórum de Idéias a) Na sua opinião, qual a importância do estudo da isomeria molecular para a aplicação desse conhecimento no estudo de novos medicamentos? b) Comente a influência da quiralidade de uma molécula e suas possíveis formas enantioméricas.
c) A presença de uma substância como a talidomida teve por parte do governo brasileiro uma forte campanha educativa a fim de esclarecer os riscos provenientes do seu uso pela população. Comente sobre a relação entre o conhecimento sobre isomeria molecular e cidadania, como se evidenciou nesse caso.

Carboidratos e Lipídios A QUÍMICA EM RELAÇÃO AOS PROCESSOS DA VIDA
Caro aluno, estamos, a partir de agora, adentrando no vasto mundo da bioquímica.
Portanto, tudo que até agora estudamos se torna relevante para termos total entendimento do assunto. Por isso, não tema as dúvidas e vença as dificuldades. Iremos nesse tema abordar moléculas tão especiais que termos como dieta, diabetes, glicose e gordura saturada estarão completamente envolvidos nos assuntos abordados. Os carboidratos são conhecidos por esse nome devido às observações feitas, as quais atribuía a compostos a fórmula química Cx(H2O), dando a idéia de que eles pareciam ser hidratos de carbono. Os carboidratos de estrutura mais simples são comumente conhecidos como açúcares ou sacarídeos. Uma definição mais completa, porém os define como aldeídos

Fundamentos da Química e Bioquímica Básica e cetonas polihidroxilados, observe-se que essa definição não é de todo satisfatória. Os carboidratos mais simples, entenda-se aqueles que não podem ser hidrolisados em carboidratos mais simples, são denominados de monossacarídeos. Os que por hidrólise fornecem duas moléculas de monossacarídeos são chamados de dissacarídeos, enquanto os que fornecem três, quatro ou mais são sucessivamente chamados de trissacarídeos e polissacarídeos. Essa quantificação do número de moléculas, que podem ser fornecida na hidrólise dos carboidratos, leva-nos a considerar de forma geral que as moléculas que fornecem entre 2 a 10 moléculas de monossacarídeos são denominadas de oligossacarídeos. Em observação a esse aspecto, as que por hidrólise produzem um grande número de monossacarídeos são denominadas de polissacarídeos.

Em grande parte, o nome da maioria dos acúcares termina em “ose”. Daí nomes tão característicos como: glicose, maltose e sacarose, que são acúcares tão conhecidos por nós devido ao seu uso costumeiro.
Nos vegetais, a presença de carboidratos é abundante, servindo como fonte de energia química para os organismos vivos.

Sobre sua nomenclatura devemos homenagem a um grande químico chamado

Os monossacarídeos têm sua classificação estabelecida de acordo com a quantidade de átomos de carbono na estrutura de sua molécula e se é possuidor de um grupo aldeído ou cetona. Assim, quando contêm três átomos de carbono é denominado triose; os com quatro átomos, tetrose; os com cinco, pentose e assim sucessivamente. Já os monossacarídeos, que possuem em sua estrutura o grupo funcional aldeído, é denominado de aldose e os com grupo cetona são ditos cetoses.Observe os exemplos que seguem:
Emil Fischer, que ao conseguir a configuração estereoquímica do aldohexose D-(+)-glicose, um monossacarídeo abundante, utilizou a estrutura da D-(+) glicose com a fórmula em cruz. Essa maneira de formulação é denominada de projeção de Fischer e tem enorme utilidade na aplicação aos carboidratos. Uma consideração fundamental dessa formulação é de que:
a)As linhas horizontais se projetam na direção do observador b)As linhas verticais se projetam para trás do plano desta página No uso dessa projeção, não devemos deslocá-las do plano para avaliarmos sua capacidade de sobreposição.

I

I

I

I

I

H C = O H C - OH H C - OH H C - OH H C - OH H2C - OH

	I
	C - OH
	I

I

I

I

H2 C = OH H C - OH H C - OH H C - OH H2C - OH
As denominações D-(+)- ou D-(-) e L-(+) ou L-(-),ou seja, D-L são denominações estereoquímicas presentes nos estudos relacionados à química dos carboidratos.Porém, essas denominações contêm a desvantagem de especificar a configuração apenas de um estereocentro, o de número de ordem mais elevado.
Os lipídios, por sua vez, são compostos que dissolvem em solventes polares. O termo lipídio por ter origem grega, é comumente compreendido por gorduras. Sua classificação está associada pela maneira por meio da qual ele se originou, entenda-se aqui, o processo utilizado na sua produção.

O C R

CH2 O

O

C R

O C R

CH2 Uma gordura ou um óleo (triacilglicerol)
Uma característica bastante interessante é a de que apenas uma pequena parcela de lipídios totais obtidos com um solvente apolar é formada por ácidos carboxílicos. Sendo que o maior número de glicerídeos cuja origem é biológica está na forma de triacilgliceróis (ésteres de glicerol).
Os óleos das plantas e as gorduras animais são exemplos comuns de triacilgliceróis. Sendo que os triacilgliceróis, que são líquidos, em temperatura ambiente são de forma geral.