Questão 44735
FUVEST 2012
(FUVEST 2012 - 2ª FASE) O fluxo de íons através de membranas celulares gera impulsos elétricos que regulam ações fisiológicas em seres vivos. A figura ao lado ilustra o comportamento do potencial elétrico V em diferentes pontos no interior de uma célula, na membrana celular e no líquido extracelular. O gráfico desse potencial sugere que a membrana da célula pode ser tratada como um capacitor de placas paralelas com distância entre as placas igual à espessura da membrana, d = 8 nm. No contexto desse modelo, determine
a) o sentido do movimento - de dentro para fora ou de fora para dentro da célula - dos íons de cloro (Cl- ) e de cálcio (Ca2+), presentes nas soluções intra e extracelular;
b) a intensidade E do campo elétrico no interior da membrana;
c) as intensidades FCl e FCa das forças elétricas que atuam, respectivamente, nos íons Cl- e Ca2+ enquanto atravessam a membrana;
d) o valor da carga elétrica Q na superfície da membrana em contato com o exterior da célula, se a capacitância C do sistema for igual a 12 pF.
Gabarito:
Resolução:
a) Os íons negativos se movimentam do menor potencial elétrico para o maior potencial elétrico enquanto os íons positivos seguem o caminho inverso.
Logo, os íons de Cloro se movimentam do interior para o exterior, enquanto os íons de Cálcio se movimentam do exterior para o interior.
b) Adotando a membrana como um capacitor de placas paralelas, podemos inferir que .
E = 8.106 V/m.
c) Dado que a carga do elétron é e = -1,6 x 10-19 C, sabendo o valor de E calculado anteriormente, que por definição e que a carga do íon é proporcional à diferença entre o número de elétrons e prótons:
d) Do enunciado: C = Q/V, logo Q = 12x10-12x64x10-3 = 768x10-15 C.