Sistema tampão e água

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SISTEMA TAMPÃO 
 A estrutura das moléculas celulares e a maioria dos processos bioquímicos/reações são sensíveis a 
variações de pH 
 Sistema tampão impede a variação de pH quando ácidos ou base são adicionados 
 pH: mensura a quantidade de íon H+, pode ser colocado em uma escala de ácido (muito H+), neutro ou 
básico (pouco H+) 
 Baixo pH: acidose; Alto pH: alcalose 
 Ácido/ base forte: se dissocia facilmente e totalmente, reação tem somente um sentido; ex acido: HCl 
H+ + Cl-; ex base: NaOH Na+ + OH- 
 Ácido/ base fraco: consegue se dissociar, porem pode associar novamente, 2 setinhas, 2 sentidos; 
dissociação parcial 
 pH plasmático precisa estar mantido em torno de 7,4- pH neutro; 
 pH: interfere na atividade enzimática, catalisadores de todas reações químicas 
 Sistema tampão: permite que as reações que acontecem no corpo fiquem em equilíbrio 
 Reações: podem ter a liberação de H+ em excesso que faz ficar ácido, por isso o pH precisa ser mantido 
fixo e neutro- quem permite que o pH fique neutro é o sistema tampão 
 Quando o ácido é adicionado a uma solução aquosa não tamponada o pH diminui proporcionalmente à 
quantidade de ácido adicionado. Quando o ácido é adicionado em solução tamponada o pH diminui mais 
gradualmente 
 Sist. tampão constituído por: Ácidos fracos e bases conjugadas 
 Quanto mais H+ = menor o pH e deixa ácido  pH não pode estar ácido, precisa estar constante e por 
isso o sistema tampão não deixa o pH diminuir 
 Principais ácidos produzidos pelo organismo: 
 Gás carbônico (CO2) = formado pelo produto final das oxidações biológicas, dissolve no plasma e reage 
com água formando ácido carbônico, pela ação da enzima anidrase carbônica ele pode se dissociar 
liberando um próton e um íon bicabornato 
 A capacidade de um próton H+ tem de alterar o pH é muito maior que a do íon bicabornato (HCO3-) e 
por isso o gás carbônico é considerado um ácido. O gás carbônico pode ser liberado pela respiração 
(ventilação pulmonar) sendo considerado um ácido volátil e pode reagir com o grupo amino dos 
aminoácidos e formar compostos que liberam prótons 
 Outros ácidos produzidos pelo organismo podem ser considerados ácidos fixos, pois não são liberados pela 
respiração, por exemplo: 
Ácido betahidróxibutírico e acetoacético Corpos cetônicos, produzidos pelo 
metabolismo de lipídeos; são produzidos em 
grande quantidade em pessoas com 
diabete tipo 1 não controlado durante a 
cetoacidose diabética 
Ácido sulfúrico Formado a partir do metabolismo de 
aminoácidos 
Ácido fosfórico Formado pela hidrólise de fosfoésteres de 
proteínas e ácidos nucleicos 
Ácido clorídrico Resultado do metabolismo de aminoácidos 
Ácido láctico Formado na glicogênese durante exercício 
muscular intenso 
Ácido cítrico Utilizado no ciclo de Krebs e na biossíntese 
de ácido graxo 
Ácido úrico Produto da excreção do nitrogênio proteico 
 
 Base conjugada se associa aos prótons transformando-se no ácido e não alterando o pH 
HA A + H+ = H+ se liga no A (base conjugada) formando o ácido (HÁ) e não alterando o pH 
Aminoácidos tem a capacidade de receber ou doar prótons 
 2 tampões importantes: sistema fosfato e bicabornato o plasma sanguíneo é tamponado pelo sistema 
tapão bicabornato; sangue recebe H+ e se associa ao íon bicabornato no sangue, formando ácido 
carbônico que é liberado na respiração 
 
 
Água 
 Substância mais abundante no corpo vivo= 70% do peso 
 Função biológica água: 
 Hidrólise- quebra de biomoléculas polares pela água= interação água-soluto 
 Regula temperatura= por causa do alto calor específico. Atua como dispersante de calor 
 A água é altamente coesiva: tem interação forte entre uma molécula e outra de água por meio das 
pontes de H- redes de pontes de H mantêm a estrutura unida (estado sólido-gelo) 
 As biomoléculas polares dissolvem facilmente em água porque elas podem substituir interações “água-
água” por interações energeticamente mais favoráveis entre a água e o soluto (água-soluto) 
 No gelo cada molécula de água forma 4 ligações de H, formando estrutura de rede regular e por isso é 
menos denso e pode flutuar. Baixa temperatura: ligações de H mais espaçadas e estruturadas 
 Água líquida: moléculas desorganizadas e movimento contínuo, faz em média 3 a 4 ligações 
 Osmose= regula a homeostase (equilíbrio do corpo). Água tende a passar do estado de menos 
concentração para de maior concentração 
 Animais multicelulares- plasma e fluido extracelular tem osmolaridade semelhante à do citosol. No plasma 
sanguíneo a alta concentração de albumina e outras proteínas contribuem para osmolaridade 
 Tensão superficial- por coesão (interação água-água) e adesão (interação água-outra molécula). Na 
superfície da água, em contado com o ar se forma uma película de moléculas de água unidas por 
ligações de hidrogênio. - Por isso alguns animais tem capacidade de andar na superfície da água 
 É solvente universal: capacidade de interagir com substâncias polares; capaz de dissolver muitos 
compostos rapidamente, especialmente os polares e eletricamente carregados 
 A rede cristalina do NaCl é desfeita quando as moléculas de água se aglomeram ao redor dos íons Cl– e 
Na+. As cargas iônicas são parcialmente neutralizadas, e as atrações eletrostáticas necessárias para a 
formação da rede são enfraquecida 
 NaCl: se dissolve na água pois a água enfraquece a ligação entre NaCl, fazendo cada átomo se ligar a 
água 
 N2, O2, CO2- são apolares, baixa solubilidade com água. CO2- convertido em íon bicabornato forma 
ácido carbônico em solução aquosa 
 Água interage com moléculas por ligação de H 
 Forças de atração- capacidade de interagir com substâncias polares. 
 Serve de meio para que as reações químicas aconteçam 
 Ligação covalente: ligações mais fortes, formada pelo compartilhamento de par de elétrons, é preciso de 
energia grande para quebrar a ligação 
 Ligação não covalente: são mais fracas, 4 tipos- interação eletrostática, pontes de H, interações de van de 
Waals e interações hidrofóbicas. 
 Ligação de Hidrogênio: ligação fraca que faz com que as moléculas de água se unam, possibilitando 
forças coesivas. Responsáveis pelas propriedades da água. 
 ligações de H entre moléculas de água fornecem forças coesivas que fazem da água um líquido ou sólido 
cristalino de acordo com a temperatura 
 Ligações de hidrogênio podem se formar entre um átomo eletronegativo (aceptor de hidrogênio, O ou N) 
e um átomo de hidrogênio ligado covalentemente a outro átomo eletronegativo (doador de hidrogênio): 
 
 Ligação de Hidrogênio forte: A atração entre as cargas elétricas parciais é máxima (forte) quando os três 
átomos envolvidos na ligação (nesse caso, O, H e O) estão dispostos em linha reta. Isto é, quando o 
átomo aceptor está alinhado com a ligação covalente entre o átomo doador e o hidrogênio 
 
 Ligação de Hidrogênio fraca: Quando as partes ligadas por hidrogênio estão estruturalmente restritas (p. 
ex., quando constituem parte de uma molécula de proteína isolada), a geometria ideal talvez não seja 
possível 
 
 Biomoléculas polares não carregadas (açúcares) dissolvem rapidamente em água devido ao efeito 
estabilizador das ligações de hidrogênio com os grupos hidroxila ou o oxigênio da carbonila do açúcar. 
 Alcoóis, aldeídos, cetonas e compostos contendo ligações N H formam ligações de hidrogênio com a água, 
e tendem a ser solúvel em água 
 
 Moléculas polares: interage com água 
 A água é uma molécula polar – a molécula é curvada, não linear, permitindo a distribuição assimétrica 
das cargas, o núcleo do O atrai os 2 núcleos dos H, deixando a região em torno de cada átomo de H com 
carga positiva 
 H2O: cada H compartilha 1 par de elétrons com o átomo de O, forma dipolo elétrico 
 O oxigênio é mais eletronegativo que o hidrogênio. Devido a esse compartilhamento desigual de elétrons 
forma-se dois dipolos O-H 
 Como resultado forma-se uma atração eletrostática entre moléculasd’água (Ligações de hidrogênio) 
 Moléculas Apolares: não interage com água, tende a formar agregados 
 Efeito hidrofóbico: moléculas apolares não podem formar pontes de H ou interações iônicas, moléculas 
apolares tem a tendência de formar aglomerados quando em contato com água. A interação com 
moléculas apolares forma aglomerado, que diminui a área hidrofóbica do solvente 
 Água: ponto de fusão, ebulição, calor de vaporização é mais alto que o de solventes 
 Ionização da água: água como reagente; moléculas de água tem tendência de sofrer ionização reversível, 
produzindo um íon H+ (próton) e um íon hidróxido 
 H2O H+ + OH- 
 Os íons de H formados em água são hidratados para formar íon hidrônio (H3O+) 
 Ácidos e base quando dissolvidos em água produzem/consomem H+ 
 Quando tem concentração igual de H+ e OH- = pH neutro (como a água pura) 
 Ácido: tende a perder prótons em solução aquosa, quanto mais forte o ácido maior a tendência. Liberam 
H+  abaixa pH. Quanto mais forte o ácido, maior a tendência de dissociar p+ abaixa o pKa e 
aumenta o Ka