Composição elementar do organismo
O corpo de uma pessoa parece muito diferente de uma pedra ou de uma moeda. Será que é feito de elementos químicos diferentes? Quando o Tomás sobe para a balança e vê 50 kg, quantos desses quilogramas são oxigénio? E carbono? Neste apartado vais descobrir de que elementos somos feitos e em que proporção.
Os elementos do corpo humano
Tudo o que existe é formado por elementos químicos, e o corpo humano não é exceção. Só que não são os 118 elementos da tabela periódica: o nosso corpo usa apenas cerca de duas dezenas, e a maior parte da massa vem de poucos.
Os quatro mais abundantes são o oxigénio (O), o carbono (C), o hidrogénio (H) e o azoto (N). Juntos, representam cerca de 96 % da massa do corpo. Seguem-se o cálcio (Ca) e o fósforo (P), que estão sobretudo nos ossos e nos dentes. Existem ainda elementos em quantidades muito pequenas, mas importantes, como o ferro (que transporta o oxigénio no sangue, na hemoglobina), o iodo (necessário à tiroide), o sódio e o potássio (que ajudam a manter o equilíbrio dos líquidos do corpo). A falta ou o excesso destes elementos pode afetar a saúde. Por exemplo, a falta de ferro pode causar anemia (menos oxigénio transportado pelo sangue), a falta de iodo prejudica a tiroide, a falta de cálcio enfraquece os ossos e o excesso de sódio (sal) pode contribuir para a tensão arterial elevada. Vais estudar isto com mais pormenor nos apartados seguintes.
Porque é que há tanto oxigénio e hidrogénio? Porque o corpo é cerca de dois terços água ($\text{H}_2\text{O}$), e as moléculas orgânicas (proteínas, gorduras, açúcares) são feitas de carbono, hidrogénio, oxigénio e azoto.
A tabela seguinte indica a composição aproximada, em massa, do corpo humano de um adulto. | Elemento | Símbolo | Percentagem em massa |…
A tabela seguinte indica a composição aproximada, em massa, do corpo humano de um adulto.
| Elemento | Símbolo | Percentagem em massa |
|---|---|---|
| Oxigénio | O | 65 % |
| Carbono | C | 18 % |
| Hidrogénio | H | 10 % |
| Azoto | N | 3 % |
| Cálcio | Ca | 1,5 % |
| Fósforo | P | 1,0 % |
| Outros (K, S, Na, Cl, Mg, Fe, …) | — | 1,5 % |
- a) Indica os quatro elementos químicos presentes em maior percentagem no corpo humano.
- b) Mostra, com um cálculo, que esses quatro elementos correspondem, em conjunto, a cerca de 96 % da massa do corpo.
- c) Calcula a massa de oxigénio no corpo de uma pessoa com 60 kg.
- d) O ferro aparece no grupo dos «outros», em quantidade muito pequena. Isso significa que é pouco importante para o organismo? Justifica.
Ler tabelas e gráficos de composição
A composição do corpo costuma aparecer numa tabela ou num gráfico (de barras ou circular). Em ambos, cada elemento tem uma percentagem em massa: a parte da massa total do corpo que é desse elemento.
$$\text{percentagem em massa} = \frac{\text{massa do elemento}}{\text{massa total}} \times 100\ \%$$Duas regras úteis:
-
A soma de todas as percentagens é sempre $100\ \%$.
-
Quando o gráfico mostra só alguns elementos, o que falta é o conjunto «outros elementos».
A tabela seguinte indica a composição aproximada, em massa, do corpo humano de um adulto. | Elemento | Símbolo | Percentagem em massa |…
A tabela seguinte indica a composição aproximada, em massa, do corpo humano de um adulto.
| Elemento | Símbolo | Percentagem em massa |
|---|---|---|
| Oxigénio | O | 65 % |
| Carbono | C | 18 % |
| Hidrogénio | H | 10 % |
| Azoto | N | 3 % |
| Cálcio | Ca | 1,5 % |
| Fósforo | P | 1,0 % |
| Outros (K, S, Na, Cl, Mg, Fe, …) | — | 1,5 % |
- a) Indica os quatro elementos químicos presentes em maior percentagem no corpo humano.
- b) Mostra, com um cálculo, que esses quatro elementos correspondem, em conjunto, a cerca de 96 % da massa do corpo.
- c) Calcula a massa de oxigénio no corpo de uma pessoa com 60 kg.
- d) O ferro aparece no grupo dos «outros», em quantidade muito pequena. Isso significa que é pouco importante para o organismo? Justifica.
Calcular a massa de cada elemento
Se conhecermos a massa de uma pessoa e a percentagem de um elemento, podemos saber quantos quilogramas desse elemento existem no corpo. Basta calcular a percentagem da massa total:
$$m_{\text{elemento}} = \frac{\text{percentagem}}{100} \times m_{\text{corpo}}$$Porquê? Dizer «$18\ \%$ de carbono» é dizer que, em cada $100\ \text{kg}$ de corpo, $18\ \text{kg}$ são carbono. Por isso, multiplica-se a massa do corpo pela fração $\frac{18}{100}$.
O gráfico da figura representa a composição elementar, em massa, do corpo humano. a) Determina a percentagem em massa correspondente ao conjunto «outros elementos». b)…
O gráfico da figura representa a composição elementar, em massa, do corpo humano.
- a) Determina a percentagem em massa correspondente ao conjunto «outros elementos».
- b) Calcula a massa de carbono no corpo de um aluno com 50 kg.
- c) O gráfico refere-se a percentagens em massa. Se, em vez da massa, se contasse o número de átomos de cada elemento, o hidrogénio passaria a ser o mais abundante. Explica porquê, relacionando o número de átomos com a massa de cada um.
Massa ou número de átomos?
Na tabela, o hidrogénio tem apenas $10\ \%$ da massa. Mas se contássemos átomos, o hidrogénio seria o mais abundante. Porquê?
Porque os átomos têm massas muito diferentes. Um átomo de hidrogénio é o mais leve de todos; um átomo de oxigénio tem cerca de 16 vezes a massa de um átomo de hidrogénio, e um de carbono cerca de 12 vezes. Assim, para a mesma massa, há muitos mais átomos de hidrogénio do que de oxigénio.
Exemplo: numa molécula de água, $\text{H}_2\text{O}$, há 2 átomos de H para 1 de O. Em número de átomos, o hidrogénio tem o dobro. Em massa, o oxigénio pesa muito mais, porque cada átomo de O «pesa» 16 vezes mais do que um de H.
O gráfico da figura representa a composição elementar, em massa, do corpo humano. a) Determina a percentagem em massa correspondente ao conjunto «outros elementos». b)…
O gráfico da figura representa a composição elementar, em massa, do corpo humano.
- a) Determina a percentagem em massa correspondente ao conjunto «outros elementos».
- b) Calcula a massa de carbono no corpo de um aluno com 50 kg.
- c) O gráfico refere-se a percentagens em massa. Se, em vez da massa, se contasse o número de átomos de cada elemento, o hidrogénio passaria a ser o mais abundante. Explica porquê, relacionando o número de átomos com a massa de cada um.