A hemoglobina estabelece um equilíbrio com o gás oxigênio no sangue, muito rapidamente. O equilíbrio pode ser representado por
heme +O2 <=ftharpoons heme <=ftharpoons O2
onde heme significa hemoglobina e heme O2 significa o complexo de hemoglobina com oxigênio. O valor da constante de equilíbrio é cerca de 9,2 times 10^18.
Monóxido de carbono também se liga à hemoglobina por meio da seguinte reação:
heme +CO <=ftharpoons heme <=ftharpoons CO
Esta reação tem uma constante de equilíbrio de 2,3 times 10^23. Que reação está mais deslocada na direção dos produtos? Sua resposta justifica a toxidez do CO?

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. A gente tem duas reações onde a hemoglobina (heme) se liga com dois gases diferentes: oxigênio (O₂) e monóxido de carbono (CO). A matéria envolvida aqui é o equilíbrio químico, especificamente como as constantes de equilíbrio nos mostram qual reação favorece mais os produtos. Vamos precisar comparar as constantes de equilíbrio das duas reações para ver qual está mais para a direita, ou seja, qual formação de produto é mais favorecida.

Passo 2

Primeiro, vamos olhar para as duas reações e suas constantes de equilíbrio:
  1. Hemoglobina com Oxigênio:
    heme + O2 <=ftharpoons hemeO2
    Constante de equilíbrio, heme + CO <=ftharpoons hemeCO
  2. Hemoglobina com Monóxido de Carbono:
    Constante de equilíbrio,

Passo 3

A constante de equilíbrio ( ) nos diz o quanto a reação favorece os produtos em relação aos reagentes. Quanto maior o valor de , mais a reação está “deslocada” para a direita, ou seja, mais produtos são formados.

Passo 4

Vamos comparar os valores das constantes:
Claramente, é muito maior que . Isso significa que a reação de formação do complexo hemeCO está muito mais favorecida do que a formação de hemeO₂.

Passo 5

Agora, por que isso justifica a toxicidade do CO? A hemoglobina tem maior afinidade pelo CO do que pelo O₂ devido ao maior. Quando o CO está presente, ele “rouba” a hemoglobina, formando hemeCO preferencialmente, o que impede que o oxigênio se ligue adequadamente. Isso reduz a capacidade do sangue de transportar oxigênio para os tecidos, causando hipóxia e, por isso, o CO é altamente tóxico.

Resposta

A reação da hemoglobina com monóxido de carbono ( ) está mais deslocada para a direção dos produtos porque sua constante de equilíbrio ( ) é muito maior que a da reação com oxigênio ( ). Isso justifica a toxicidade do CO, já que ele se liga fortemente à hemoglobina, impedindo a ligação e transporte de oxigênio no sangue.

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