Uma amostra contendo 1 g\pu{1 g} da proteína e uma amostra de alumínio são colocadas em um equipamento de calorimetria diferencial. O alumínio recebe uma taxa constante de calor de forma que sua temperatura varia 1 K ⋅ s−1\pu{1 K.s-1}. A taxa de calor fornecida à proteína varia de forma que a temperatura da proteína e do alumínio permanecem iguais em todo o processo. O termograma a seguir apresenta a taxa de calor fornecida à proteína em função de sua temperatura.

  1. Classifique a desnaturação como endotérmica ou exotérmica.

  2. Compare a capacidade calorífica da proteína antes e após a desnaturação.

  3. Estime a variação de entalpia da desnaturação.

Gabarito 3A.36
Etapa 1. (a) Compare a taxa de aquecimento do aparelho ao longo da reação química.

Após o início da reação o equipamento fornece energia adicional ao sistema para garantir o aumento constante de temperatura de 1 K ⋅ s−1\pu{1 K.s-1}.

Logo, o reação de desnaturação é endotérmica.

Etapa 2. (b) Compare a taxa de aquecimento antes e após a desnaturação.

A taxa de troca de calor aumenta para manter a mesma taxa de aumento de temperatura após a desnaturação.

Logo, a proteína desnaturada deve possuir maior capacidade calorífica.

Etapa 3. (c) Identifique o a área na gráfico referente ao calor absorvido pela reação.

A área em azul mostra o calor adicional que foi fornecido pelo equipamento durante o aquecimento para compensar o efeito de absorção de energia da reação química.

Etapa 4. Calcule a área referente ao calor absorvido pela reação.

Aˊrea=12∣x1y1x2y2x3y3∣=12∣406060708062∣ J ⋅ Kmin=360 J ⋅ K−1 ⋅ min−1 \text{Área} = \dfrac{1}{2} \begin{vmatrix} x_1 & y_1 \\ x_2 & y_2 \\ x_3 & y_3 \end{vmatrix} = \dfrac{1}{2} \begin{vmatrix} 40 & 60 \\ 60 & 70 \\ 80 & 62 \end{vmatrix} \,\pu{J.K//min} = \pu{360 J.K-1.min-1}

Etapa 5. Calcule a entalpia de desnaturação a partir da área e da taxa de aumento de temperatura.

ΔH=360 JK ⋅ min60 Kmin=60 J \Delta H = \dfrac{ \pu{360 J//K.min} }{ \pu{60 K//min} } = \boxed{ \pu{60 J} }