Química Física Biológica

Código:

Q2015

Sigla:

Q2015

Nível:

200

Áreas Científicas
Classificação	Área Científica
OFICIAL	Química

Ocorrência: 2020/2021 - 1S

Ativa?	Sim
Unidade Responsável:	Departamento de Química e Bioquímica
Curso/CE Responsável:	Licenciatura em Bioquímica

Ciclos de Estudo/Cursos

Sigla	Nº de Estudantes	Plano de Estudos	Anos Curriculares	Créditos UCN	Créditos ECTS	Horas de Contacto	Horas Totais
L:BQ	83	Plano de Estudos Oficial	2	-	6	56	162

Língua de trabalho

Português

Objetivos

Ensino de tópicos de Química Física e das suas aplicações a sistemas biológicos.

Pretende-se que os alunos adquiram as noções básicas de vários conceitos de Química-Física, e entendam as suas aplicações a nível biológico.

Introdução a sistemas organizados e sistemas coloidais.

Resultados de aprendizagem e competências

Conhecimento de noções fundamentais de química-física que permitam compreender a natureza de processos bioquímicos/biológicos, numa perspectiva termodinâmica, electroquímica e cinética.

 

Modo de trabalho

Presencial

Programa

TERMODINÂMICA 1. DE SOLUÇÕES

1.1. Introdução

1.2. Quantidades parciais molares

1.3. Condição de equilíbrio químico. Condição de equilíbrio entre fases.

1.4. Misturas ideais

1.5. Misturas líquidas reais (não ideais)

1.6. Soluções diluídas ideais

1.7. Misturas gasosas reais. Conceito de fugacidade e coeficiente de fugacidade

1.8. Equilíbrio químico

1.9. Lei do equilíbrio químico. Constante de equilíbrio e actividade e/ou fugacidade

 

2. EFEITO HIDROFÓBICO. SISTEMAS ORGANIZADOS.

2.1.Noção de Efeito hidrofóbico. Forças de van der Waals e de hidratação. Efeito hidrofóbico vs solvofóbico. Sua reflexão na

solubilidade de solutos hidrofóbicos. Efeito da Temperatura

2.2. Grandeza e sinal das funções termodinâmicas associadas. Modelos.

2.3. Importância do efeito hidrofóbico na formação de estruturas biológicas.

2.4. Moléculas anfifílicas – estrutura química e suas consequências.

2.5. Adsorção e agregação: princípios básicos. Classes de tensioactivos e lípidos polares. Tipo de agregados.

2.6. Termodinâmica de micelização: modelo de pseudo-separação de fase e modelo de equilíbrio. Energia de Gibbs padrão de

micelização. Cooperatividade e número de agregação micelar. Considerações geométricas.

2.7 Tensão superficial – definição termodinâmica e mecânica. Efeito de diferentes tipos de soluto sobre a tensão superficial.

Determinação da cmc de um tensioactivo por tensiometria e condutimetria.

 
3. SOLUÇÕES DE ELECTRÓLITOS. CONDUTIVIDADE ELÉCTRICA EM SOLUÇÕES DE ELECTRÓLITOS

3.1. Natureza das soluções de electrólitos. Teoria de Arrhenius

3.2. Propriedades coligativas. Relação entre o grau de ionização o factor de van’t Hoff

3.3. Limitações da teoria de Arrhenius

32.4. Coeficiente de actividade de um ião. Coeficiente de actividade médio de um electrólito

3.5. Teoria de Debye-Hückel. Aspectos qualitativos. Desvios à lei limite de Debye-Hückel

3.6. Análise da influência da força iónica na solubilidade das proteínas

3.7. Condução eléctrica em soluções de electrólitos

3.8. Resistividade e condutividade

3.9. Medição da condutividade de soluções de electrólitos

3.10. Constante da célula condutimétrica

3.11.  Controlo da temperatura

3.12. Condutividade molar

3.13. Condutividade iónica. Migração independente dos iões

3.14. Aplicações das medições condutimétricas. Titulações condutimétricas de ácido-base

3.15. Mobilidade iónica. 

 

4. EQUILÍBRIO ELECTROQUÍMICO ATRAVÉS DE MEMBRANAS

4.1. Efeitos iónicos no equilíbrio de membrana. Potencial de membrana

4.2. Potencial electroquímico. Equilíbrio electroquímico

4.3. Transporte activo e transporte passivo. Energética do transporte activo

4.4. Efeito Donnan

4.5. Pressão osmótica e bomba de sódio

 

5. CINÉTICA ENZIMÁTICA

5.1. Introdução. Algumas considerações sobre as propriedades das enzimas

5.2. Cinética de reacções enzimáticas envolvendo um único substrato

5.3. Mecanismo de Michaëlis-Menten; representação gráfica de Lineweaver-Burk

5.4. Cinética de reacções enzimáticas envolvendo dois substratos

5.5. Inibição

 

Bibliografia Obrigatória

Atkins Peter; Physical chemistry for the life sciences. ISBN: 0-1992-8095-9 (Oxford)
Chang Raymond; Physical chemistry for the biosciences. ISBN: 1-891389-33-5
D. Fennel Evans and Hakan Wennerström; The colloidal domain. Where physics, chemistry, biology and technology meet, 1994. ISBN: 1-56081-525-6

Observações Bibliográficas

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Métodos de ensino e atividades de aprendizagem

Aulas teóricas e teórico-práticas.
Neste ano letivo, devdo à Covid-19, as aulas TP funcionarão cada semana com metade dos estudantes, recebendo a outra metade problemas para resover em casa. Na semana seguinte os grupos trocam.

Tipo de avaliação

Avaliação distribuída com exame final

Componentes de Avaliação

Designação	Peso (%)
Exame	75,00
Participação presencial	25,00
Total:	100,00

Componentes de Ocupação

Designação	Tempo (Horas)
Estudo autónomo
Frequência das aulas	24,00
Trabalho escrito	4,00
Total:	28,00

Obtenção de frequência

A frequência das aulas teórico-práticas é obrigatória, e para ter frequência nesta UC o número de faltas nas TP não pode exceder 3.

Os estudantes que tenham frequestado a UC em 2019/2020 podem pedir dispensa das aulas TP.

Fórmula de cálculo da classificação final

Avaliação distribuída (25%) – prestação relacionada com as TP. Nest ano letivo tomará a forma de problemas resolvidos individualmente pelos estudantes a designar pela docente em cada aula TP.

Componente teórica (75%)

A nota da componente teórica (T) é calculada como a média obtida nos 2 testes de avaliação T1 e T2.

A componente de avaliação T1 terá lugar durante o semestre lectivo.

O exame final de época normal é constituído pela componente T2 e eventualmente também pela componente T1, se
a) o estudante tiver obtido classificação menor que 10 valores durante o semestre e quiser repetir T1
b) tendo obtido classificação superior a 10, desejar tentar melhorar a classificação deT1.
NOTE: Se o estudante optar por repetir a parte T1, a nota que será usada no cálculo da média será a que obtiver na sua repetição no exame final na época normal.

O exame da época de recurso é constituído por toda a matéria em avaliação.

A nota final da componente teórica (T) é calculada como a média aritmética das classificações obtidas em cada uma das

componentes T1 e T2.

Calculo classificação final

Avaliação distribuída (25%) – problemas resolvidos individualmente pelos estudantes, a designar pela docente em cada aula TP.

Componente teórica (75%)

Nota final = 0.25 x Nota da avaliação distribuída + 0.75 x Nota T

Avaliação especial (TE, DA, ...)

Os estudantes com estatuto especial, TE, DA, etc., podem realizar um trabalho escrito sobre um tema a propôr pelo docente como alternativa à frequência e participação nas TP (P = 25 % da classificação final).

Melhoria de classificação

Para todos os estudantes (a frequentar este ano lectivo ou que tenham frequentado no ano lectivo de 2019/20) a melhoria da componente teórica terá lugar na época de recurso, continuando em ambos os casos a representar 75% da nota final. 

No caso dos estudantes que realizaram a UC em 2019/20  a nota da componente TP (25%) será a obtida no ano lectivo em que a frequentaram.