Aula pH tampão

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31/03/2022
ÁCIDOS, BASES, pH
E TAMPÕES
Prof. Me. Robson de Sousa Ferreira
Piracicaba
2022
UC: PROCESSOS BIOLÓGICOS
OBJETIVOS
Identificar as diferenças entre ácidos e bases;
Compreender pH e sistemas tampão;
Conhecer os tampões biológicos.
31/03/2022
Introdução
Ácidos e bases
pH
Sistemas tampão
Tampões biológicos
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
As substâncias químicas são classificadas como inorgânicas e orgânicas.
As inorgânicas são aquelas que não possuem cadeias carbônicas, e as orgânicas
são as que possuem.
INTRODUÇÃO
Substâncias orgânicasSubstâncias inorgânicas
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As substâncias orgânicas e inorgânicas são divididas em:
Substâncias químicas
Orgânicas Inorgânicas
Ácidos
Bases
Sais
Óxidos
Hidrocarbonetos Funções oxigenadas
Funções 
nitrogenadas
Funções 
halogenadas
Alcano
Alceno
Alcino
Ciclano
Aromático
Álcool
Fenol
Éter
Aldeído
Cetona
Ácido carboxílico
Éster
Amina
Amida
Nitrila
Isonitrila
Haleto de alquila
Haleto de arila
INTRODUÇÃO
Ácidos e bases
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Em 1680: Robert Boyle relatou características de soluções ácidas que
incluíam sua capacidade de dissolver muitas substâncias e perder essa
características após entrar em contato com soluções alcalinas (base).
Século XVIII: reconheceu-se que os ácidos têm sabor azedo, e
interagem com bases para formar substâncias neutras.
Em 1815: Humphry Davy demonstrou que o
hidrogênio é o constituinte essencial dos ácidos.
ÁCIDOS E BASES
A palavra ácido (latim = acidus, azedo/adstringente) foi empregada
originalmente para referir-se ao vinagre, que é obtido a partir do
etanol.
ÁCIDOS E BASES
Etanol Ácido acético
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As bases (inglês arcaico = debase, rebaixar) ou álcalis (árabe = al-qali, cinzas de
plantas) têm sabor amargo e dão a impressão de serem escorregadias, como o
sabão.
ÁCIDOS E BASES
Em 1884: Svante Arrhenius definiu...
Ácido 
Composto que se dissolve em água para 
produzir cátions de hidrogênio 
Base 
Composto que se dissolve em água para 
produzir ânions de hidróxido.
H+H+ OH-OH-
HCl(aq) H+(aq) + Cl-(aq) NaOH(aq) Na+(aq) + OH-(aq)
ÁCIDOS E BASES
ácido base
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Ácidos e bases eram definidos em termos 
da transferência de íons de hidrogênio, H+. 
Em 1923:
Johannes Brønsted e Thomas Lowry propuseram uma descrição mais geral
Um composto que doa um próton para outro composto é chamado de ácido 
Um composto que aceita um próton é chamado de base
Uma reação ácido-base é, portanto, a transferência
de um próton de um doador (ácido) para um aceptor (base).
CH3COOH (aq) H+(aq) + CH3COO-(aq)
ÁCIDOS E BASES
H+(aq) + CH3COO- (aq) CH3COOH(aq)
ácido ácido base
ácido ácidobase
NH3 (aq) + H2O(l) NH4+(aq) + OH-(aq)
HCl(aq) + NH3(aq) NH4+(aq) + Cl-(aq)
QUAIS SÃO OS ÁCIDOS E BASES DE BRONSTED-LOWRY NAS EQUAÇÕES 
ABAIXO?
ácido ácidobase base
base baseácido ácido
ÁCIDOS E BASES
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Os ácidos encontrados no nosso dia a dia recebem nomes muito conhecidos,
considerando a fonte de onde foram extraídos.
Ácido lático Ácido fórmico
Ácido cítrico
Ácido acético
Ácido ascórbico
NOMENCLATURA DOS ÁCIDOS
No entanto, para nomear todos os ácidos existentes, deve-se seguir as regras da
IUPAC (União Internacional da Química Pura e Aplicada).
A nomenclatura dos ácidos inorgânicos
considera a sua classificação.
QUAL CRITÉRIO PODE SER UTILIZADO 
PARA CLASSIFICAR ESSES ÁCIDOS?
H2SO4
H3PO4
H2CO3
H2S
HF
HI
HBr
HCN
HClO4
HClO3
HClO2
NOMENCLATURA DOS ÁCIDOS
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Os ácidos inorgânicos podem ser classificados em hidrácidos ou oxiácidos.
Os nomes de todos os hidrácidos são obtidos desta mesma forma:
Ácido + [nome do elemento] + ídrico
Estrutura Nome
HF
HBr
HI
HCN
H2S
Estrutura e nomenclatura de alguns
hidrácidos.
NOMENCLATURA DOS ÁCIDOS
?
Os ácidos inorgânicos podem ser hidrácidos ou oxiácidos.
Os nomes de todos os hidrácidos são obtidos desta mesma forma:
Ácido + [nome do elemento] + ídrico
Estrutura Nome
HF Ácido fluorídrico
HBr Ácido bromídrico
HI Ácido iodídrico
HCN Ácido cianídrico
H2S Ácido sulfídrico
Estrutura e nomenclatura de alguns
hidrácidos.
NOMENCLATURA DOS ÁCIDOS
MAS COMO NOMEAR OS OXIÁCIDOS?
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Ácido + [nome do elemento] + ico
Quando forma apenas um oxiácido, segue a regra geral:
Se formar mais de um oxiácido com NOX diferentes acrescenta-se os prefixos per
ou hipo e os sufixos ico ou oso:
Ácido + per + [nome do elemento] + ico
Ácido + [nome do elemento] + ico
Ácido + [nome do elemento] + oso
Ácido + hipo + [nome do elemento] + oso
Diminuição do 
NOX do elemento 
central
NOMENCLATURA DOS ÁCIDOS
Estrutura e nomenclatura de alguns oxiácidos.
Fórmula Nomenclatura Átomo central NOX
H2SO4 S (+) 6
H2SO3 S (+) 4
HNO3 N (+) 5
HNO2 N (+) 3
HClO4 Cl (+) 7
HClO3 Cl (+) 5
HClO2 Cl (+) 3
HClO Cl (+) 1
NOMENCLATURA DOS ÁCIDOS
?
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Estrutura e nomenclatura de alguns oxiácidos.
Fórmula Nomenclatura Átomo central NOX
H2SO4 Ácido sulfúrico S (+) 6
H2SO3 Ácido sulfuroso S (+) 4
HNO3 Ácido nítrico N (+) 5
HNO2 Ácido nitroso N (+) 3
HClO4 Ácido perclórico Cl (+) 7
HClO3 Ácido clórico Cl (+) 5
HClO2 Ácido cloroso Cl (+) 3
HClO Ácido hipocloroso Cl (+) 1
NOMENCLATURA DOS ÁCIDOS
A nomenclatura das bases segue a seguinte regra:
Hidróxido + [nome do cátion]
Estrutura e nomenclatura de algumas bases.
Fórmula Nomenclatura
KOH
LiOH
Mg(OH)2
Ca(OH)2
NOMENCLATURA DAS BASES
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A nomenclatura das bases segue a seguinte regra:
Hidróxido + [nome do elemento]
Estrutura e nomenclatura de algumas bases.
Fórmula Nomenclatura
KOH Hidróxido de potássio
LiOH Hidróxido de lítio
Mg(OH)2 Hidróxido de magnésio
Ca(OH)2 Hidróxido de cálcio
MAS SERÁ QUE TODAS AS BASES PODEM SER NOMEADAS SEGUINDO ESSA REGRA?
NOMENCLATURA DAS BASES
1. Se o cátion apresentar apenas um número de oxidação:
2. Se o cátion apresentar mais de um número de oxidação:
ou
Qual o nome dessa base: Fe(OH)2?
E dessa base: o Fe(OH)3?
Hidróxido + [nome do cátion]
Hidróxido + [nome do cátion] + oso
Hidróxido + [nome do cátion] + ico
NOMENCLATURA DAS BASES
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Equilíbrio químico
Equilíbrio Químico
Imagine uma praia cheia de banhistas...
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Se a taxa na qual as pessoas entram no mar fosse igual à taxa na qual retornam à 
areia, a quantidade de pessoas no mar e na areia permaneceriam constantes. 
Esse cenário ilustra um fenômeno dinâmico conhecido como equilíbrio, 
no qual processos opostos ocorrem em taxas iguais. 
Se a taxa na qual as pessoas entram no mar fosse igual à taxa na qual retornam à 
areia, a quantidade de pessoas no mar e na areia permaneceriam constantes. 
Esse cenário ilustra um fenômeno dinâmico conhecido como equilíbrio, 
no qual processos opostos ocorrem em taxas iguais. 
Equilíbrio Químico
As várias reações envolvendo gás carbônico dissolvido no sangue são exemplos.
Processos químicos e físicos estão sujeitos a esse fenômeno; esses processos estão em
equilíbrio quando as taxas de reação direta e reversa são iguais.
Setas: reação ocorre nos dois sentidos
EQUILÍBRIO QUÍMICO
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Reações irreversíveis:
A + B AB
Reações reversíveis:
Equações químicas: Reagentes do lado esquerdo de uma seta de reação e os produtos do lado direito. 
Logo, a reação é representada da esquerda pra direita.
Contudo, as reações reversíveis podem ocorrer nas duas direções.
A + B AB
Equilíbrio: Velocidade de reação e concentração das espécies constantes.
EQUILÍBRIO QUÍMICO
Quando um ácido doa H+, a espécie que permanece é chamada de base conjugada do ácido
porque reage como aceptor de prótons na reação inversa.
Da mesma forma, quando uma base aceita H+, ela é convertida em seu ácido conjugado.
Reação Ácido-Base e Pares Conjugados
Conjugado: Formado de dois (reunidos ou postos a par).
Remove H+ Adiciona H+
(Base conjugada)
(Base conjugada)Ácido
(Ácido) (Base) (Ácido conjugado)
(Ácido conjugado)(Base)
Par ácido-base conjugado Par ácido-base conjugado
A água atua como um ácido doando um próton 
A amônia atua como base na aceitação desse próton
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Contudo,há espécies capazes de doar e aceitar prótons! 
São chamadas de anfipróticas ou anfotéricas.
No estado líquido, as moléculas de água podem reagir umas com as outras:
REAÇÃO ÁCIDO-BASE E PARES CONJUGADOS
Ácido Base
H2O(l) H+(aq) OH-(aq)+
CH3CO2H(aq) H+(aq) CH3CO2-(aq)+
H2O
A presença de água no meio permite o equilíbrio químico entre alguns ácidos e bases.
A participação da água nas reações ácido-base é essencial para o equilíbrio químico do
organismo.
pH
pH
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Arrhenius considera uma substância ácida se, em meio aquoso, ela liberar H+.
Quanto maior a quantidade desses íons, maior será a acidez da solução.
Peter Lauritz Sorensen propôs o uso de uma escala logarítmica para trabalhar
com as concentrações de H+ nas soluções, que ele chamou de pH.
Ácido AlcalinoNeutro
pH
pH é a sigla usada para potencial hidrogeniônico, porque se refere à [H+] em uma
solução.
pOH (potencial hidroxiliônico) se refere à [OH-] em uma solução.
pH
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As concentrações desses íons (H+ e hidróxido OH-) em uma solução são 
frequentemente determinantes críticos das propriedades da solução e 
dos comportamentos químicos de seus outros solutos.
Classificação Concentração iônica relativa pH a 25 °C
Ácido [H+] > [OH−] pH < 7
Neutro [H+] = [OH−] pH = 7
Básico [H+] < [OH−] pH > 7
Solução neutra: Contém concentrações iguais de íons hidrônio e hidróxido;
Solução ácida: Contém uma concentração maior de íons hidrônio do que íons hidróxido;
Solução básica: Contém uma concentração menor de íons hidrônio do que íons hidróxido.
!
pH
A acidez da solução é avaliada pela medição do seu pH.
O pH da solução pode ser medido diretamente usando um medidor de pH ou visualmente
usando indicadores coloridos.
Fitas de pH e análise visual com padrões na caixa Medidor de pH e padrões de calibração
pH
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Ionização dos ácidos e bases
A força relativa de um ácido ou base é a extensão em que ele ioniza quando
dissolvido em água.
Constante de ionização de ácidos e bases
Se a ionização for completa, o ácido ou base é denominado forte;
HCl(aq) H+(aq) + Cl-(aq)
Se ocorrer relativamente pouca ionização, o ácido ou a base são fracos.
H2O
NaOH(aq) Na+(aq) + OH-(aq)
H2O
CH3COOH(aq) H+(aq) + CH3COO-(aq)
H2O
NH4OH(aq) NH4+(aq) + OH-(aq)
H2O
ácido base
conjugada
base ácido
conjugado
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Fortes Fracos Fortes Fracas
HClO4 HF LiOH Mg(OH)2
HCl HCN NaOH NH4OH
HBr HNO2 KOH
HI CH3COOH Ca(OH)2
HNO3 HClO Sr(OH)2
H2SO4 H2CO3 Ba(OH)2
Ácidos Bases
Alguns ácidos e bases fortes e fracos.
FORÇA DOS ÁCIDOS E BASES
As forças relativas dos ácidos podem ser quantificadas medindo 
suas constantes de equilíbrio em soluções aquosas
- A constante de equilíbrio para um ácido é chamada de constante de ionização de ácido, Ka.
- E a constante de ionização é escrita como:
Quanto maior o Ka de um ácido, maior a concentração de H+ e A− em relação à concentração
do ácido não ionizado, HA, em uma mistura em equilíbrio, e mais forte o ácido.
HA(aq) H+(aq) A-(aq)+
Ka =
[H+] [A-]
[HA]
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Para ilustrar, três equações de ionização de ácido e valores de Ka são
mostrados abaixo:
As constantes de ionização aumentam da primeira para a última das equações listadas.
A força relativa do ácido aumenta na ordem CH3CO2H < HNO2 < HSO4−
CH3CO2H(aq) H+(aq) CH3CO2-(aq)+
HNO2(aq) H+(aq) NO2-(aq)+
HSO4-(aq) H+(aq) SO42-(aq)+
Ka = 1,8x10-5
Ka = 4,6x10-4
Ka = 1,2x10-2
A força relativa de uma base é refletida na magnitude de sua constante de 
ionização de base (Kb) em soluções aquosas.
As bases mais fortes ionizam-se em maior extensão e, portanto, produzem maiores
concentrações de íons hidróxido do que as bases mais fracas.
- A constante de equilíbrio para uma base é chamada de constante de ionização de base, Kb.
- E a constante de ionização é escrita como:
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Para ilustrar, três equações de ionização de base e valores de Kb são
mostrados abaixo:
As constantes de ionização aumentam da primeira para a última das equações listadas.
A força relativa da base aumenta na ordem NO2- < CH2CO2- < NH3
H+
A relação proporcional inversa entre Ka e Kb significa que quanto mais forte o ácido ou a base,
mais fraco é o seu parceiro conjugado.
A figura ilustra essa relação para vários pares ácido-base conjugados.
Forças relativas de pares de ácido-base conjugados
Força relativa de ácidos
Força relativa de bases
Ácidos 
fortes
Ácidos 
fracos
Bases
fortes
Bases
fracas
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pKa é o logaritmo de base 10 negativa da constante de dissociação de ácido (Ka)
de uma solução. pKa = -log10Ka
pKa descreve a dissociação ácida usando pequenos números decimais.
Qual o pKa dos ácidos abaixo?
Ácidos 
fortes
Ácidos 
fracos
Bases
fortes
Bases
fracas
H+
Existe uma relação entre o pKa é o pH:
HA(aq) H+(aq) A-(aq)+
H2O
HA
HA
HA HA
H+H
+
H+
H+
A-
A-
A- A-
HA
HA
HA HA
H+H
+
H+
H+
A-
A-
A- A-
H+H+
H+
H+
HA
HA
HA HA
H+H
+
H+
H+
A-
A-
A- A-
A-
A-
A-
A-
pH baixo = maior [H+] pH alto = menor [H+]pH neutro = equilíbrio
pH = pKa + log([A-] / [HA])
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Existe uma relação entre o pKa é o pH:
HA(aq) H+(aq) A-(aq)+
HA
HA
HA HA
A-
A-
A- A-
HA
HA
HA HA
A-
A-
A- A-
A-
A-
A-
A-
pH < pKa pH > pKapH = pKa
pH = pKa + log([A-] / [HA])
HA
HA
HA HA
A-
A-
A- A-
HA
HA
HA
HA
Quando o pH da solução = pKa da substância, 50% das moléculas estão ionizadas!
Os ácidos são classificados pelo número de prótons por molécula 
que eles podem liberar em uma reação. 
Ácidos como HCl, HNO3 e HCN que contêm um átomo de hidrogênio ionizável em cada molécula 
são chamados de ácidos monopróticos. 
Ácidos e bases polipróticas
Suas reações com a água são:
Da mesma forma, bases monopróticas são bases que aceitam um único próton.
HCl(aq) H+(aq) + Cl-(aq)
H2O
HNO3(aq) H+(aq) + NO3-(aq)
H2O
HCN(aq) H+(aq) + CN-(aq)
H2O
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Embora contenha quatro átomos de hidrogênio, o ácido acético, CH3CO2H,
também é monoprótico, porque apenas o átomo de hidrogênio do grupo carboxila
(COOH) reage com as bases:
H
H
H HC C O
O
H2O
H+ +
H
H
H C C O
O
-
CH3COOH(aq) +H+(aq) CH3COO-(aq)
H2O
Os ácidos dipróticos contêm dois átomos de hidrogênio 
ionizáveis por molécula.
A ionização de tais ácidos ocorre em duas etapas
A primeira ionização sempre ocorre em maior extensão do que a segunda ionização.
Por exemplo, o ácido sulfúrico, um ácido forte, ioniza da seguinte forma:
Primeira ionização:
Segunda ionização:
Este processo de ionização gradual ocorre para todos os ácidos polipróticos.
H2SO4(aq) H+(aq) + HSO4-(aq)
H2O
HSO4-(aq) H+(aq) + SO4-(aq)
H2O
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Um ácido triprótico é um ácido que tem três átomos de H 
ionizáveis por molécula
O ácido fosfórico é um exemplo:
Primeira ionização:
Segunda ionização:
Terceira ionização:
Bases polipróticas são capazes de aceitar mais de um íon hidrogênio. 
O íon carbonato é um exemplo de base diprótica, pois pode aceitar dois prótons. 
H2O(l) + CO32-(aq) HCO3-(aq) + OH-(aq)
H2PO4-(aq) H+(aq) + HPO42-(aq)
H2O
HPO42-(aq) H+(aq) + PO43-(aq)
H2O
H3PO4(aq) H+(aq) + H2PO4-(aq)
H2O
H2O(l) + HCO3-(aq) H2CO3(aq) + OH-(aq)
Ácidos que têm mais de um próton ionizável apresentam mais de um pKa.
pKa = 2,1
pKa = 6,7
pKa = 12,3
Entender sobre a ionização dos ácidos e bases é necessário para 
compreender os sistemas tampão.
Primeira ionização:
Segunda ionização:
Terceira ionização:
H2PO4-(aq) H+(aq) + HPO42-(aq)
H2O
HPO42-(aq) H+(aq) + PO43-(aq)
H2O
H3PO4(aq) H+(aq) + H2PO4-(aq)
H2O
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Sistemas tampão
Um tampão é uma substância com capacidade de se ligar / liberar H+ em solução,
mantendo o pH da solução relativamente constante a despeito da adição de
quantidades consideráveis de ácido ou de base.
HA (aq) H+(aq) + A-(aq) BOH (aq) B+(aq) + OH-(aq)
Tampão
Os sistemas tampão são formados por um ácido/base e sua forma conjugada.
H2O H2O
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As soluções tampão resistem a uma mudança no pH quando pequenas quantidades
de um ácido forte ou uma base forte são adicionadas
Tampão
Como os tampões funcionam?CH3CO2H
H+
CH3CO2-
H+
CH3CO2H
CH3CO2-
CH3CO2-
CH3CO2-
H+
H+
CH3CO2H
CH3CO2H
Sistema tampão acetato em equilíbrio
CH3CO2H (aq) H+(aq) + CH3CO2-(aq)
pH constante
Tampão
CH3CO2H
H+
CH3CO2-
H+
CH3CO2H
CH3CO2-
CH3CO2-
CH3CO2-
H+
H+
CH3CO2H
CH3CO2H
Sistema tampão acetato em equilíbrio
CH3CO2H (aq) H+(aq) + CH3CO2-(aq)
+ HCl
Ácido forte
HCl(aq) H+(aq) + Cl-(aq)
Se adicionar um ácido forte:
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Tampão
CH3CO2H
H+
CH3CO2-
H+
CH3CO2H
CH3CO2-
CH3CO2-
CH3CO2-
H+
H+
CH3CO2H
CH3CO2H
Sistema em desequilíbrio
CH3CO2H (aq) H+(aq) + CH3CO2-(aq)
H+
H+
H+
H+
CH3CO2H
H+
CH3COH2
H+
CH3CO2H
CH3COH2
CH3CH2
CH3CH2
H+
H+
CH3CO2H
CH3CO2H
Equilíbrio restabelecido
CH3CO2H (aq) H+(aq) + CH3CO2-(aq)
p
H
Tampão
CH3CO2H
H+
CH3CO2-
H+
CH3CO2H
CH3CO2-
CH3CO2-
CH3CO2-
H+
H+
CH3CO2H
CH3CO2H
Sistema tampão acetato em equilíbrio
CH3CO2H (aq) H+(aq) + CH3CO2-(aq)
+ NaOH
Base forte
NaOH(aq) Na+(aq) + OH-(aq)
Se adicionar uma base forte:
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Tampão
CH3CO2H
H+
CH3CO2-
H+
CH3CO2H
CH3CO2-
CH3CO2-
CH3CO2-
H+
H+
CH3CO2H
CH3CO2H
Equilíbrio restabelecido
CH3CO2H (aq) H+(aq) + CH3CO2-(aq)
OH-
OH-
OH-
OH-
CH3CO2H
H2O
CH3CO2-CH3CO2H
CH3CO2-
CH3CO2-
CH3CO2-
CH3CO2H
CH3CO2H
H2O
H2O
H2O
p
H
As soluções tampão resistem a uma mudança no pH quando pequenas quantidades
de um ácido forte ou uma base forte são adicionadas.
Tampão
Os tampões apresentam uma faixa de atuação, que é de 1
unidade acima a 1 unidade abaixo de seu pKa.
A capacidade tampão pode ser observada através de
uma titulação.
Qual a faixa de atuação (capacidade tampão) do ácido acético 
(pKa = 4,76)?
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Curva de titulação do ácido acético.
Tampão
Tampão
Figura a: A solução não tamponada à esquerda e a solução tamponada à direita têm o mesmo pH (pH 8).
Figura b: Após a adição de 1 mL de uma solução de HCl, a solução tamponada não alterou detectavelmente
seu pH, mas a solução não tamponada tornou-se ácida, conforme indicado pela mudança na cor do laranja
de metila, que fica vermelho em um pH de cerca de 4.
31/03/2022
As soluções tampão não têm capacidade ilimitada para manter o pH relativamente constante.
A cor indicadora (laranja de metila) mostra que uma pequena quantidade de ácido adicionado a uma solução
tamponada de pH 8 (copo à esquerda) tem pouco efeito sobre o sistema tamponado (copo do meio).
No entanto, uma grande quantidade de ácido esgota a capacidade de tamponamento da solução e o pH
muda drasticamente
Tampão
pH no organismo
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Diversos fatores devem ser mantidos dentro de estreitos limites para preservar a
função celular como: temperatura, osmolaridade, eletrólitos, quantidades de
nutrientes, O2, CO2 e pH.
Endossomo
primário
6.3
Endossomo
tardio
5.5
Citosol
7.2
Lisossomo
4.7
Núcleo
7.2
Peroxissomo
7
Mitocôndria
8
Aparelho de Golgi
6.7
Retículo 
endoplasmático
7.2
pH de diferentes compartimentos
subcelulares.
SISTEMAS TAMPÃO NO ORGANISMO
pH e concentração de H+ nos líquidos corporais.
SISTEMAS TAMPÃO NO ORGANISMO
Concentração de H+ (mEq/L) pH
Líquido extracelular
Sangue arterial 4x10
-5
7,4
Sangue venoso 4,5x10
-5
7,35
Líquido intersticial 4,5x10
-5
7,35
Líquido intracelular 1x10
-3 a 4x10-5 6-7,4
Urina 3x10
-2 a 1x10-5 4,5-8
HCl gástrico 160 0,8
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O pH dos fluidos biológicos é mantido sempre constante e dentro de uma faixa
estreita porque:
• Alterações na concentração H+ podem causar modificações na estrutura das
proteínas;
• A absorção e excreção de certos compostos podem ser comprometidas;
• Alterações no pH podem induzir à degradação de vários componentes celulares.
Proteína 
desnaturada
Proteína normal
Alteração de 
pH
SISTEMAS TAMPÃO NO ORGANISMO
As reações químicas do organismo ocorrem em condições controladas de pH e um
grande número de reações metabólicas conduz à formação de ácidos ou bases no
organismo.
Ácido Fórmula molecular
Gás carbônico CO2
Ácido betahidroxibutírico C4H8O3
Ácido acetoacético C4H6O3
Ácido sulfúrico H2SO4
Ácido fosfórico H3PO4
Ácido clorídrico HCl
Ácido lático C3H6O3
Ácido cítrico C₆H₈O₇
Ácido úrico C5H4N4O3
Amônio NH4
+
Principais ácidos produzidos pelo organismo
ÁCIDOS E BASES FORMADOS NO ORGANISMO
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Gás carbônico
O CO2 é formado como produto final nas oxidações biológicas, e é dissolvido no
plasma, reagindo com a água.
C6H12O6 6O2 6CO2 ATP6H2O ++
Glicose Oxigênio Gás carbônico Água Energia
+
Respiração aeróbia
Metabolização do gás carbônico
CO2 H2O H2CO3 HCO3
-H+ ++
Gás
carbônico
Água Ácido 
carbônico
Próton Bicarbonato
ÁCIDOS E BASES FORMADOS NO ORGANISMO
O CO2 pode ser eliminado por ventilação
pulmonar, por isso é considerado um ácido volátil.
Além disso, pode reagir com aminoácidos e
formar compostos que liberam H+.
O2
CO2
ÁCIDOS E BASES FORMADOS NO ORGANISMO
31/03/2022
Ácido betahidroxibutírico e acetoacético
Denominados corpos cetônicos e produzidos pelo metabolismo de lipídios.
Ácidos graxos de 
cadeia longa Fígado Corpos cetônicos
Gordura ingerida
Tecido adiposo
ÁCIDOS E BASES FORMADOS NO ORGANISMO
Corpos cetônicos são produzidos em grande quantidade em pacientes com
diabete tipo I não controlado, durante um quadro clínico grave conhecido como
cetoacidose diabética.
ÁCIDOS E BASES FORMADOS NO ORGANISMO
Tecido
Insulina 
normal
Energia
Indivíduo saudável
31/03/2022
ÁCIDOS E BASES FORMADOS NO ORGANISMO
Indivíduo com diabete tipo I
Gliconeogênese
Tecido
Redução da 
insulina
Energia
XGlicose extra não 
entra na célula
1ª opção
2ª opção
Ácido lático
Formado na gliconeogênese durante o exercício muscular intenso.
Ácido lático Energia
Glicose
+
ÁCIDOS E BASES FORMADOS NO ORGANISMO
31/03/2022
Embora a maioria dos produtos do metabolismo sejam ácidos, bases também são
geradas no processo, mas a principal fonte é a alimentação.
ÁCIDOS E BASES FORMADOS NO ORGANISMO
As proteínas celulares funcionam adequadamente em pH próximo de 7,0 e as
proteínas extracelulares em pH próximo de 7,4.
Assim, são necessários sistemas que evitem a alteração do pH, os tampões
biológicos.
ACIDOSE ALCALOSE
Variação compatível com a 
vida
Variação normal do pH
SISTEMAS TAMPÃO NO ORGANISMO
31/03/2022
Tampões biológicos
O tampão fosfato possui uma característica distinta em relação a outros tampões,
pois o ácido fosfórico é poliprótico.
TAMPÕES INTRACELULARES
H3PO4 H2PO4- HPO42- PO4
3-
pKa = 2,1 pKa = 6,7 pKa = 12,3
HPO42- H2PO4
-
Aceptor Doador
H+ +
O tampão fosfato pode funcionar no meio
intracelular, pois:
 Apresenta alta concentração;
 O pH intracelular é aproximadamente 7,0,
próximo de seu pKa.
31/03/2022
Tampão proteico
As proteínas são cadeias polipeptídicas formadas por aminoácidos, os quais
contêm um grupamento amino e um grupamento carboxila.
TAMPÕES INTRACELULARES
R
H3N+ COO
-Cα
H
Cadeia lateral
CarboxilaAmino
Ácido Base
Três sistemas são importantes para regulação do pH do fluido extracelular:
tampões biológicos, pulmões e rins.
TAMPÕES BIOLÓGICOS
Fatores reguladores
Tempo para os ajustes das
alterações ácido-básicas
Regulam o pH através da
captação ou liberação de:
Atuam através do:
Sistema tampão Ação imediata H+
Tampão bicarbonato
Tampão hemoglobina
Tampão fosfato
Tampão proteico
Regulação respiratória Atua em minutos CO2 Ventilação pulmonar
Regulação renal De horas a vários dias HCO3
-
Reabsorção ou 
excreção do HCO3
-
Secreção do H+
31/03/2022
A regulação do equilíbrio ácido-base no organismo depende da atuação dos
sistemas tampão existentes no sangue, tecidos e interior das células.
No meio extracelular, o tampão bicarbonato é o principal sistema e mais abundante
do organismo.
TAMPÕES EXTRACELULARES
H+ HCO3- H2CO3 CO2H2O+ +
Anidrase carbônica
TAMPÕES EXTRACELULARES
H+
HCO3-
H2CO3H+
H+ H+
HCO3-
HCO3-HCO3-
H2CO3
H2CO3H2CO3
H+
HCO3-
H2CO3H+
H+ H+
HCO3-
HCO3-HCO3-
H2CO3
H2CO3H2CO3
H+ H+
H+
H+
Sistema tampão bicarbonato em equilíbrio
Aumento da [H+]
1.
2.
pH
Regulação da [H+]
pH 7,431/03/2022
TAMPÕES EXTRACELULARES
H+
H2CO3
H2CO3H+
H+
H2CO3
H2CO3H2CO3
H2CO3
H2CO3H2CO3
H+
3.
4.
H+
H2CO3H+
H+
H2O + CO2
H2CO3
H2CO3H2CO3
H+
H2O + CO2 H2O + CO2
H2O + CO2
H2CO3 é convertido em gás carbônico e água
Anidrase carbônica
H+ é captado pelo HCO3- e convertido em H2CO3
Regulação da [H+]
pH 7,4
Excesso de 
H2CO3
pH 7,4
Excesso de 
CO2
TAMPÕES EXTRACELULARES
5.
Gás carbônico é eliminado pelos pulmões
H
+
H2CO3H+
H
+
H2O
H2CO3
H2CO3H2CO3
H
+
H2O H2O
H2O
CO2
CO2
CO2
CO2
Regulação da [H+]
pH 7,4
31/03/2022
TAMPÕES EXTRACELULARES
H+
HCO3-
H2CO3H+
H+ H+
HCO3-
HCO3-HCO3-
H2CO3
H2CO3H2CO3
Aumento da [OH-]
1.
2.
H+
HCO3-
H2CO3H+
H+ H+
HCO3-
HCO3-HCO3-
H2CO3
H2CO3H2CO3
OH-
OH-
OH- OH
-
Sistema tampão bicarbonato em equilíbrio
pH
Regulação da [OH-]
pH 7,4
TAMPÕES EXTRACELULARES
H2CO3 reage com o OH-, formando HCO3- e água
HCO3- é eliminado pelos rins
3.
4.
H+
HCO3-
HCO3-H+
H+ H+
HCO3-
HCO3-HCO3-
HCO3-
HCO3-HCO3-
H2O
H2O
H2O
H2O
H+
HCO3-
HCO3-H+
H+ H+
HCO3-
HCO3-
HCO3-
HCO3-
H2O
HCO3-HCO3-
H2O
H2O
H2O
Regulação da [OH-]
pH 7,4
Excesso de 
HCO3-
pH 7,4
31/03/2022
Apesar de o sistema tampão bicarbonato não ser especialmente eficiente, ele é
mais importante que todos os outros no organismo.
Pulmões
H2CO3- H+ + HCO3-
Remoção de H+ Adição de H+
Aumento da 
frequência 
respiratória
Redução da 
frequência 
respiratória
Reserva de HCO3-
Outros 
sistemas 
tampão
CO2 + H2O
Rins
TAMPÕES EXTRACELULARES
O QUE ACONTECE SE O pH SANGUÍNEO SOFRER GRANDES VARIAÇÕES?
TAMPÕES EXTRACELULARES
Se o pH no sangue cair em demasia, ocorrerá um distúrbio chamado acidose, que
pode ser:
 Acidose respiratória: aumento na quantidade
de ácidos voláteis no organismo.
 Acidose metabólica: acúmulo de ácidos não-voláteis, que levam ao consumo excessivo
de HCO3-, causando queda do pH.
Hipoventilação pulmonar
31/03/2022
O QUE ACONTECE SE O pH SANGUÍNEO SOFRER GRANDES VARIAÇÕES?
TAMPÕES EXTRACELULARES
Se o pH no sangue subir em demasia, ocorrerá um distúrbio chamado alcalose,
que pode ser:
 Alcalose respiratória: diminuição na
quantidade de ácidos voláteis no organismo.
 Alcalose metabólica: acúmulo excessivo de HCO3-.
Hiperventilação pulmonar
Ácidos são substâncias doadoras de prótons e bases são substâncias aceptoras
de prótons;
O pH indica a concentração de prótons em uma solução;
Os sistemas tampão são formados por ácidos ou bases fracas, e conseguem
evitar que o pH de uma solução sofra variações bruscas, dentro de sua
capacidade tamponante;
Os tampões são essenciais para o funcionamento do organismo.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
31/03/2022
GUYTON, A.C. e Hall J.E.– Tratado de Fisiologia Médica. Editora Elsevier. 13ª ed., 2017.
LAURENCE A. MORAN, H. Robert Horton, K. Gray Scrimgeour e Marc D. Perry. Bioquímica, 5ª edição.
LEHNINGER, T. M., NELSON, D. L. & COX, M. M. Princípios de Bioquímica. 6ª Edição, 2014. Ed. Artmed.
REFERÊNCIAS
01. Uma solução aquosa de H3PO4 é ácida devido à presença de:
a) água.
b) hidrogênio.
c) fósforo.
d) fosfato.
EXERCÍCIOS
31/03/2022
01. Uma solução aquosa de H3PO4 é ácida devido à presença de:
a) água.
b) hidrogênio.
c) fósforo.
d) fosfato.
EXERCÍCIOS
02. Muitas das substâncias utilizadas em nosso cotidiano são bases (hidróxidos)
ou derivadas das próprias bases. A alternativa que apresenta somente fórmulas de
bases é:
a) KOH e KCl
b) Mg(OH)2 e KOH
c) NaCl e NaOH
d) MgO e CaO
e) Mg(OH)2 e MgO2
EXERCÍCIOS
31/03/2022
02. Muitas das substâncias utilizadas em nosso cotidiano são bases (hidróxidos)
ou derivadas das mesmas. A alternativa que apresenta somente fórmulas de bases
é:
a) KOH e KCl
b) Mg(OH)2 e KOH
c) NaCl e NaOH
d) MgO e CaO
e) Mg(OH)2 e MgO2
EXERCÍCIOS
03. Considere certa quantidade de água e suco de limão, misturados, contida em
um copo.
Analise estas três afirmativas concernentes a esse sistema:
I. O sistema é ácido.
II. O pH do sistema é maior que 7.
III. No sistema, a concentração dos íons H+ é maior que a dos OH-.
A partir dessa análise, é CORRETO afirmar que:
a) apenas as afirmativas I e II estão certas.
b) apenas as afirmativas I e III estão certas.
c) apenas as afirmativas II e III estão certas.
d) as três afirmativas estão certas.
EXERCÍCIOS
31/03/2022
03. Considere certa quantidade de água e suco de limão, misturados, contida em
um copo.
Analise estas três afirmativas concernentes a esse sistema:
I. O sistema é ácido.
II. O pH do sistema é maior que 7.
III. No sistema, a concentração dos íons H+ é maior que a dos OH–.
A partir dessa análise, é CORRETO afirmar que:
a) apenas as afirmativas I e II estão certas.
b) apenas as afirmativas I e III estão certas.
c) apenas as afirmativas II e III estão certas.
d) as três afirmativas estão certas.
EXERCÍCIOS
04. A água participa em reações com diversas espécies químicas, o que faz com
que ela seja empregada como solvente e reagente; além disso, ela toma parte em
muitos processos, formando espécies intermediárias e mais reativas.
I. HNO2 + H2O NO2– + H3O+
II. NH3 + H2O NH4+ + OH–
III. O2- + H2O OH– + OH–
De acordo com a teoria de ácidos e bases de Brönsted-Lowry, a classificação
correta da água nas equações, I, II e III é, respectivamente:
a) base, base e ácido. c) base, ácido e base. e) ácido, base e base.
b) base, ácido e ácido. d) ácido, base e ácido.
EXERCÍCIOS
31/03/2022
04. A água participa em reações com diversas espécies químicas, o que faz com
que ela seja empregada como solvente e reagente; além disso, ela toma parte em
muitos processos, formando espécies intermediárias e mais reativas.
I. HNO2 + H2O H+ + NO2–
II. NH3 + H2O NH4+ + OH–
III. O2- + H2O OH– + OH–
De acordo com a teoria de ácidos e bases de Brönsted-Lowry, a classificação
correta da água nas equações, I, II e III é, respectivamente:
a) base, base e ácido. c) base, ácido e base. e) ácido, base e base.
b) base, ácido e ácido. d) ácido, base e ácido.
EXERCÍCIOS
05. Marque o item que corresponde ao significado correto da sigla pH:
a) potencial de hidrogenação
b) potencial hidrogeniônico
c) potencial de acidez
d) potencial de ionização
EXERCÍCIOS
31/03/2022
05. Marque o item que corresponde ao significado correto da sigla pH:
a) potencial de hidrogenação
b) potencial hidrogeniônico
c) potencial de acidez
d) potencial de ionização
EXERCÍCIOS
06. Entre os líquidos da tabela, tem caráter ácido apenas:
EXERCÍCIOS
Líquido [H+] mol/L [OH] mol/L
Leite 1x10-7 1x10-7
Água do mar 1x10-8 1x10-6
Coca-cola 1x10-3 1x10-11
Café preparado 1x10-5 1x10-9
Lágrima 1x10-7 1x10-7
Água sanitária 1x10-12 1x10-2
a) o leite e a lágrima.
b) a água sanitária.
c) o café preparado e a coca-cola.
d) a água do mar e a água de lavadeira.
e) a coca-cola.
31/03/2022
06. Entre os líquidos da tabela, tem caráter ácido apenas:
EXERCÍCIOS
Líquido [H+] mol/L [OH] mol/L
Leite 1x10-7 1x10-7
Água do mar 1x10-8 1x10-6
Coca-cola 1x10-3 1x10-11
Café preparado 1x10-5 1x10-9
Lágrima 1x10-7 1x10-7
Água sanitária 1x10-12 1x10-2
a) o leite e a lágrima.
b) a água sanitária.
c) o café preparado e a coca-cola.
d) a água do mar e a água de lavadeira.
e) a coca-cola.
07. Os fluidos biológicos intra e extracelulares, apresentam pH característico e constante. Os
sistemas tampões desempenham papel fundamental na manutenção do pH. Considere a opção
incorreta em relação aos sistemas tampões:
a) mudanças bruscas no pH do meio podem acarretar alterações metabólicas relevantes, como inibição
enzimática e desnaturação de proteínas, levando inclusive a morte celular.
b) o sistema tampão fosfato é efetivo no tamponamento de fluídos celulares, mantendo o pH
aproximadamente entre 3,0 a 4,0.
c) um sistema tampão é composto por um ácido fraco e sua base conjugada. São sistemas aquosos que
resistem as variações de pH quando pequena quantidade de ácidos ou bases são adicionadas a solução.
d) em condições fisiológicas normais a concentração de ácido carbônico no plasma sanguíneo estáem
equilíbrio com o dióxido de carbono nos pulmões.
e) o plasma sanguíneo é tamponado, dentre outros sistemas, pelo sistema tampão bicarbonato, que é
composto pelo ácido carbônico que atua como doador de prótons e pelo bicarbonato, que atua como aceptor
de prótons.
EXERCÍCIOS
31/03/2022
07. Os fluidos biológicos intra e extracelulares, apresentam pH característico e constante. Os
sistemas tampões desempenham papel fundamental na manutenção do pH. Considere a opção
incorreta em relação aos sistemas tampões:
a) mudanças bruscas no pH do meio podem acarretar alterações metabólicas relevantes, como inibição
enzimática e desnaturação de proteínas, levando inclusive a morte celular.
b) o sistema tampão fosfato é efetivo no tamponamento de fluidos celulares, mantendo o pH
aproximadamente entre 3,0 a 4,0.
c) um sistema tampão é composto por um ácido fraco e sua base conjugada. São sistemas aquosos que
resistem as variações de pH quando pequena quantidade de ácidos ou bases são adicionadas a solução.
d) em condições fisiológicas normais a concentração de ácido carbônico no plasma sanguíneo está em
equilíbrio com o dióxido de carbono nos pulmões.
e) o plasma sanguíneo é tamponado, dentre outros sistemas, pelo sistema tampão bicarbonato, que é
composto pelo ácido carbônico que atua como doador de prótons e pelo bicarbonato, que atua como aceptor
de prótons.
EXERCÍCIOS