Questão 7 (2º dia) da 2ª fase da FUVEST 2015

2º dia · Química

A dieta de jogadores de futebol deve fornecer energia suficiente para um bom desempenho. Essa dieta deve conter principalmente carboidratos e pouca gordura. A glicose proveniente dos carboidratos é armazenada sob a forma do polímero glicogênio, que é uma reserva de energia para o atleta.

Fórmula estrutural de um segmento da cadeia de glicogênio com a legenda "glicogênio"

Certos lipídios, contidos nos alimentos, são derivados do glicerol e também fornecem energia.

Fórmula estrutural de um lipídio derivado do glicerol com a legenda "um lipídio derivado do glicerol"

a) Durante a respiração celular, tanto a glicose quanto os ácidos graxos provenientes do lipídio derivado do glicerol são transformados em \ce{CO2} e \ce{H2O}. Em qual destes casos deverá haver maior consumo de oxigênio: na transformação de 1 mol de glicose ou na transformação de 1 mol do ácido graxo proveniente do lipídio cuja fórmula estrutural é mostrada acima? Explique.

Durante o período de preparação para a Copa de 2014, um jogador de futebol recebeu, a cada dia, uma dieta contendo 600 g de carboidrato e 80 g de gordura. Durante esse período, o jogador participou de um treino por dia.

b) Calcule a energia consumida por km percorrido em um treino (kcal/km), considerando que a energia necessária para essa atividade corresponde a 2/3 da energia proveniente da dieta ingerida em um dia.

Dados:
Energia por componente dos alimentos:
Carboidrato ....... 4 kcal/g
Gordura ............. 9 kcal/g
Distância média percorrida por um jogador: 5000 m/treino
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Resolução comentada

a) O grupo acila de cada cadeia é \ce{C(=O)CH2(CH2)9CH3}. Ele tem 1 + 1 + 9 + 1 = 12 carbonos, então o ácido graxo é o ácido láurico (dodecanoico), \ce{C12H24O2}.

A glicose é \ce{C6H12O6}. A combustão de cada uma é:

\ce{C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O}
\ce{C12H24O2 + 17 O2 -> 12 CO2 + 12 H2O}

Para o ácido graxo, o balanço de oxigênio é: 12\cdot 2 + 12\cdot 1 = 36 átomos de O nos produtos, menos 2 que já existem no ácido, o que dá 34 átomos de O, ou seja, 17 mol de \ce{O2}.

A glicose é uma molécula muito oxigenada (já tem 6 O), ou seja, mais oxidada. O ácido graxo tem pouco oxigênio e muito hidrogênio, então precisa de mais \ce{O2} para oxidar C e H.

O maior consumo de oxigênio ocorre na transformação de 1 mol do ácido graxo: 17 mol de \ce{O2}, contra 6 mol para a glicose.

Resposta: o ácido graxo (\ce{C12H24O2}) consome mais \ce{O2} (17 mol, contra 6 mol da glicose).

b) Energia da dieta diária:

  1. Carboidrato: 600\ \text{g}\times 4\ \text{kcal/g} = 2400\ \text{kcal}
  2. Gordura: 80\ \text{g}\times 9\ \text{kcal/g} = 720\ \text{kcal}
  3. Total: 2400 + 720 = 3120\ \text{kcal}
  4. Energia do treino: \dfrac{2}{3}\times 3120 = 2080\ \text{kcal}
  5. Distância: 5000\ \text{m} = 5\ \text{km}
\frac{2080\ \text{kcal}}{5\ \text{km}} = 416\ \text{kcal/km}

Resposta: 416 kcal/km.

Assuntos: combustão e estequiometria, lipídios e carboidratos, energia dos alimentos.

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