pH e ionização da água 2024

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<p>pH e ionização da água</p><p>Ácidos, Bases e pH</p><p>• O comportamento bioquímico de diversos</p><p>compostos importantes depende de suas</p><p>propriedades ácido-base.</p><p>• Ácido: molécula que age como doadora de</p><p>hidrogênios</p><p>• Base: molécula receptora de hidrogênios</p><p>• Força ácida: tendência de um ácido de se</p><p>dissociar um íon hidrogênio e sua base</p><p>conjugada</p><p>• Constante de dissociação do ácido número</p><p>que caracteriza a força de um ácido</p><p>• Água é um dipólo elétrico → tem carga</p><p>• A agua não é 100% H2O</p><p>• Ela é parcialmente ionizada</p><p>• H2O ↔H+ + OH-</p><p>• H+ é abreviação para H3O (anion Hidrônio) → grande</p><p>mobilidade elétrica</p><p>4</p><p>5</p><p>Massa molar</p><p>corrigida por litro</p><p>pH</p><p>• O que é o pH?</p><p>• O pH de uma solução é uma medida da</p><p>quantidade de H + livres nessa solução.</p><p>• O pH vai influenciar em tudo que acontece na</p><p>solução</p><p>• Água ionizada → H+ e OH-</p><p>• O valor numérico do produto [H+][OH-] em</p><p>soluções aquosas a 25°C é sempre 1,0 x 10-14. Na</p><p>água pura [H+] = [OH-] tem o valor 1,0 x 10-7 M.</p><p>• Alterações na concentração do H+ ou OH-,</p><p>provocam uma concomitante modificação na</p><p>concentração do outro íon.</p><p>• Conhecendo-se a concentração de um deles,</p><p>facilmente é calculado o teor do outro.</p><p>Escala de pH</p><p>• Para evitar o uso de exponenciais para expressar</p><p>as concentrações dos íons hidrogênio em</p><p>soluções emprega-se a escala de pH, um modo</p><p>para expressar a concentração real de íons</p><p>hidrogênio de uma solução.</p><p>• O pH de uma solução é definido como o</p><p>logaritmo negativo base 10 da concentração de</p><p>íons hidrogênio</p><p>• pH = -log[H+]</p><p>• A fórmula do pH</p><p>• pH = - log [H + ]</p><p>• ou seja, o pH é o logaritmo negativo da</p><p>concentração de prótons de uma solução.</p><p>10</p><p>• Quando H+> OH-</p><p>• Solução ácida</p><p>• Quando OH- > H+</p><p>• Solução básica</p><p>• Calculo do pH é logarítmico,</p><p>portanto pequenas frações</p><p>de pH envolvem grandes</p><p>mudanças na quantidade de</p><p>H+</p><p>• Ex: refrigerante, pH 3,0;</p><p>sangue pH 7,2</p><p>• Refrigerante possui 10.000</p><p>vezes mais H+ livres que o</p><p>sangue</p><p>• O pH varia na razão inversa da concentração de</p><p>H+.</p><p>• Desse modo, o aumento de [H+] reduz o pH</p><p>enquanto a diminuição, o eleva.</p><p>• O pH é uma função logarítmica, portanto,</p><p>quando o pH de uma solução aumenta de 3 para</p><p>4, a concentração de H+ diminui 10 vezes de 10-3</p><p>M a 10-4 M</p><p>Regras para entender as medidas de pH</p><p>• n° 1 quanto maior o valor do pH, menor é a</p><p>quantidade de prótons livres e mais básica</p><p>é a solução.</p><p>• n° 2 quanto menor o valor do pH, maior é a</p><p>quantidade prótons livres e mais ácida é a solução.</p><p>• n° 3 sempre escreva o p com letra minúscula e</p><p>o H com letra maiúscula!</p><p>• Os valores de pH variam de 0 até 14, formando a</p><p>escala de pH.</p><p>• O pH da água pura é igual a 7 e como a água não</p><p>é nem ácida nem básica, então o 7 é</p><p>considerado neutro de pH.</p><p>• Todos os valores de pH abaixo de 7 são</p><p>ácidos e todos os valores acima de 7 são</p><p>considerados básicos ou alcalinos.</p><p>16</p><p>• Em pH 7 o íon H+ está na concentração</p><p>0,000.000.1 M (1 x 10-7), enquanto a</p><p>concentração de outros catíons estão entre</p><p>0,001 e 0,10 M.</p><p>• Um aumento no teor de íon H+ de somente</p><p>0,000.001 (1 x 10-6) tem um grande efeito</p><p>deletério sobre as atividades celulares.</p><p>pH e pOH</p><p>• pH + pOH = 14</p><p>• Sabendo o valor de 1, pode-se calcular o valor</p><p>do outro</p><p>Ácidos e Bases</p><p>20</p><p>21</p><p>Ácidos e bases</p><p>• A concentração do íon hidrogênio (H+) afeta a</p><p>maioria dos processos nos sistemas biológicos.</p><p>• Ácido é um doador de prótons (íons hidrogênio);</p><p>• CH3-COOH ' CH3-COO- + H+</p><p>• Ácido acético Acetato</p><p>• Base é um aceptor de prótons (íons hidrogênio);</p><p>NH3 + H+ ' NH4 +</p><p>• Amônia Íon amônio</p><p>Cálculo</p><p>• HClO4(aq)6,0×10-5 mol.L-1</p><p>• pH = -log(6,0x10-5)</p><p>• pH= -log(0,00006)</p><p>• pH= -(-4,22)</p><p>• pH = 4,22</p><p>24</p><p>25</p><p>26</p><p>pH 50 % das moléculas</p><p>estão dissociadas</p><p>27</p><p>28</p><p>29</p><p>Tampões e Tamponamento</p><p>• A regulação do pH nos fluídos intracelulares e</p><p>extracelulares é atividade essencial dos organismos vivos.</p><p>• Mesmo pequenas mudanças na concentração do íon</p><p>hidrogênio podem afetar grandemente as estruturas e as</p><p>funções biológicas.</p><p>• A concentração do H+ é mantida relativamente constante</p><p>por meio de soluções-tampões que resistem a alterações</p><p>bruscas de pH quando adicionadas quantidades</p><p>relativamente pequenas de ácido (H+) ou base (OH-).</p><p>• São formados por ácidos fracos e suas bases conjugadas.</p><p>• A resistência a mudanças no pH de um tampão</p><p>depende de dois fatores:</p><p>– (a) a concentração molar do ácido fraco e sua base</p><p>conjugada e</p><p>– (b) a relação entre suas concentrações.</p><p>• Em outras palavras, quanto maior a quantidade</p><p>de tampão presente, mais íons H+ e OH- podem</p><p>ser absorvidos sem grandes mudanças do pH.</p><p>• Diferentes</p><p>moléculas tem a</p><p>capacidade de ser</p><p>tamponante em</p><p>diferentes regiões</p><p>de pH</p><p>• Grande importância</p><p>biológica, pois cada</p><p>região orgânica tem</p><p>um pH diferente</p><p>32</p><p>Tampões fisiológicos</p><p>• Os três tampões mais importantes no corpo</p><p>humano são: tampão bicarbonato, o tampão</p><p>fosfato e o tampão proteico.</p><p>• Cada um está adaptado para solucionar</p><p>problemas fisiológicos específicos do</p><p>organismo.</p><p>Tampão bicarbonato</p><p>• Um caso especial de sistema tampão de grande importância</p><p>nos mamíferos é o bicarbonato/ácido carbônico.</p><p>• O dióxido de carbono reage com a água para formar ácido</p><p>carbônico:</p><p>– CO2 + H2O ' H2CO3</p><p>• O ácido carbônico rapidamente se dissocia para formar íons</p><p>H+ e HCO+ :</p><p>– H2CO3 ' H+ + HCO3 –</p><p>• Como a concentração do H2CO3 é muito baixa no sangue, as</p><p>equações acima podem ser simplificadas a:</p><p>– CO2 + H2O ' H+ + HCO3 -</p><p>35</p><p>Ácido lático</p><p>Tampão Fosfato</p><p>• Consiste de um ácido fraco-base</p><p>• conjugada H2PO4 -/HPO4-(diidrogeno</p><p>fosfato/hidrogeno fosfato):</p><p>• H2PO4 - ' H+ + HPO4</p><p>2-</p><p>• o sistema fosfato é fundamental para o</p><p>tamponamento dos líquidos intracelulares</p><p>onde suas concentrações são de,</p><p>aproximadamente, 75 mEq/L</p><p>Tampão de proteínas.</p><p>• As proteínas apresentam uma grande capacidade</p><p>tamponante.</p><p>• Composta de aminoácidos ligados entre si por</p><p>ligações peptídicas, as proteínas contêm vários</p><p>grupos ionizáveis nas cadeias laterais que podem</p><p>doar ou aceitar prótons.</p><p>• Como as moléculas de proteínas estão presentes</p><p>em significantes concentrações nos organismos</p><p>vivos, elas são tampões poderosos.</p><p>38</p><p>39</p><p>40</p><p>CHAMPE, Pamela C.. Bioquímica ilustrada. 3 ed. Porto Alegre: Artmed Editora S.A., 2006.</p><p>ESKIN, Michael; SHAHIDI, Fereidoon. Bioquímica de alimentos. Elsevier Brasil, 2015.</p><p>FELLOWS, Peter J. Tecnologia do Processamento de Alimentos-: Princípios e Prática. Artmed Editora, 2018.</p><p>LO, Prete Ana Cristina. Bioquímica metabólica aplicada à nutrição. Editora Senac São Paulo, 2019.</p><p>NELSON, David L.; COX, Michael M. Princípios de Bioquímica de Lehninger-7. Artmed Editora, 2018.</p><p>RODWELL, Victor W. et al. Bioquímica Ilustrada de Harper. McGraw Hill Brasil, 2016.</p><p>SANTOS, Gabriela Rocha et al. Diferentes Métodos de Conservação Utilizados em Alimentos Minimamete</p><p>Processados. International Journal of Nutrology, v. 11, n. S 01, p. Trab311, 2018.</p><p>STRYER, Lubert. Bioquímica. 5 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2004.</p><p>VOET, Donald. Fundamentos de bioquimica. 4 ed. Porto Alegre: Artmed Editora Ltda., 2014.</p><p>41</p>