A constante dielétrica do interior de uma proteína é consideravelmente menor do que da água. Como você espera que isso afete a força de uma interação eletrostática entre duas cargas opostas distantes entre si?

Passo 1

O enunciado pergunta como muda a força de atração eletrostática entre duas cargas opostas quando elas estão num meio de constante dielétrica \varepsilon_r pequena (interior de proteína) em comparação à água (constante dielétrica alta). Para responder precisamos usar a lei de Coulomb num meio material e o conceito de “blindagem” dielétrica.

Passo 2

A força eletrostática entre duas cargas q_1 e q_2, separadas por distância r, num meio com permissividade relativa \varepsilon_r é dada por
\displaystyle F = \frac{1}{4\pi \varepsilon_0\,\varepsilon_r}\,\frac{q_1\,q_2}{r^2},
onde \varepsilon_0 é a permissividade do vácuo. Note que \varepsilon_r aparece no denominador, reduzindo a força conforme cresce.

Passo 3

Comparando dois meios:
  • Água: \varepsilon_r\approx 80
  • Proteína: \varepsilon_r\approx 2\text{–}4 (muito menor)
    Quando \varepsilon_r é menor, o denominador 4\pi\varepsilon_0\varepsilon_r diminui, o que faz F aumentar.

Passo 4

Em termos de energia potencial também vale
\displaystyle U = \frac{1}{4\pi \varepsilon_0\,\varepsilon_r}\,\frac{q_1\,q_2}{r},
e menor \varepsilon_r torna U mais negativo (atração mais forte).

Resposta

Dentro da proteína (constante dielétrica baixa) a atração entre cargas opostas fica muito mais forte (maior em módulo) do que na água, onde a constante dielétrica alta “blindaria” e enfraqueceria a interação.

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