Enunciado
Química - Atkins - Fisico-Quimica - Vol. 1- Ed: 8º - Capítulo 7.Aplicações - Ex. 33
33 – Os potenciais padrões de proteínas não são normalmente medidos pelos métodos descritos neste capitulo, pois as proteínas, frequentemente, perdem a sua estrutura nativa e a sua função, quando reagem na superfície dos eletrodos. Num método alternativo, a proteína oxidada reage com um doador de elétrons apropriado, em solução. O potencial padrão da proteína é, então, determinado através da equação de Nernst, das ocncentraões de equlibrio de todas as espécies em solução, e do potencial padrão do doador de elétrons, que é conhecido. Vamos ilustrar esse método com a proteína citocromo c. A reação entre o citocromoc, cyt, e o 2,6-dicloroindofenol, D, envolvendo um elétron, pode ser acompanhada espectrofotometricamente, pois cada uma das quatro espécies, em solução, tem uma cor diferente, ou seja, um espectro de absorção diferente. Escrevemos a reação como
Onde, os índices “ox” e “red” simbolizam os estados oxidado e reduzido, respectivamente.
Considere que E0cyt e E0D são os potenciais padrões do citocromo c e de D, respectivamente. Mostre que o gráfico do ln([Dox]eq/[Dred]eq) contra ln([cytox]eq/[cytred]eq), em equilíbrio (“eq”), é uma reta com coeficiente angular igual a 1, e que intercepta o eixo das ordenadas em F(E0cyt - E0D)/RT, onde as atividades em equilíbrio foram substituídas pelos valores numéricos das concentrações molares (molaridades) em equilíbrio.
Passo 1
Para essa questão, vamos utilizar a eq. de Nernst para mostrar que a relação dita no enunciado segue uma relação linear com os coeficientes lineares e angulares como ditos no enunciado.
Relembrando que a eq. de Nernst é dada pela eq. 7.29 do Atkins que é a seguinte expressão:
Passo 2
Vamos agora escrever as meias reações de para cada eletrodo e a reação global:
As meias reações envolvidas são:
A reação global de célula é:
Onde, a energia da célula será dada por
Passo 3
Pegando a eq. de Nernst e aplicando para este caso:
Onde,
Assim,
Você pode se lembrar que, no equilíbrio, o potencial de célula é nulo, assim
Logo,
Passo 4
Como
Assim,
Rearranjando,
Passo 5
Pela propriedade de logarítmico:
Assim,
Que é uma equação do tipo
Onde,