Aula pH e Tampão 2022

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<p>ÁGUA, pH e SISTEMA TAMPÃO</p><p>Professor Bruno Duzzi</p><p>Professora Heloísa Rosa</p><p>BCM 1 - Bases Celulares e Moleculares</p><p>A vida se originou nas estrelas...</p><p>• 15 bilhões de anos o Universo se formou num instante.</p><p>• 4 bilhões de anos a vida surgiu na Terra</p><p>Apenas 26 dos 90 elementos conhecidos são necessários para um ser vivo</p><p>ÁGUA</p><p>OBJETIVOS</p><p>► Relembrar conceitos de ácidos e bases, fortes e fracos: ionização e pH e</p><p>composição dos sistemas tamponantes;</p><p>► Reconhecer e avaliar a eficiência de um sistema tampão;</p><p>► Compreender o funcionamento dos diferentes tampões;</p><p>►Discutir a importância bioquímica e fisiológica da manutenção do pH.</p><p>joinmyquiz.com</p><p>https://quizizz.com/join?gc=398670&source=liveDashboard</p><p>Questões Norteadoras:</p><p>1 – Defina o que é um ácido e uma base pela teoria de Ahrrenius e pela teoria de</p><p>Brownsted-Lowry.</p><p>2 – O que é um ácido forte e um ácido fraco?</p><p>3 – O que é o Ka de um ácido? O que ele determina?</p><p>4 – O que é o pH? Por que a faixa de pH vai de 0 a 14?</p><p>5 – O que é o pK</p><p>a</p><p>de um ácido fraco?</p><p>6 - Conceitue um sistema tampão de acordo com sua composição, função e importância</p><p>bioquímica/fisiológica.</p><p>SUGESTÃO BIBLIOGRÁFICA</p><p>https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/978-85-277-2782-2/epubcfi/6/22[%3Bvnd.vst.idref%3Dchapter01]!/4</p><p>SUGESTÃO BIBLIOGRÁFICA</p><p>https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788582715345/pageid/80</p><p>https://integrada.minhabiblioteca.com.br/reader/books/9788582715345/pageid/80</p><p>Caso Clínico</p><p>Um homem de 20 anos chega ao pronto-socorro com dor abdominal, náuseas e vômitos com o</p><p>aumento de poliúria, polidipsia e torpor, desde o dia anterior. Ele recebeu o diagnóstico de</p><p>diabetes do tipo 1 há 2 anos. Ele menciona que está sem insulina há 2 dias. Os sinais vitais ao ser</p><p>internado são: pressão arterial (PA) 100/70 mmHg, frequência cardíaca 123 batimentos por</p><p>minuto, frequência respiratória 32 incursões por minuto, temperatura de 37°C. De acordo com o</p><p>exame de estado mental, ele está apático. O exame físico revela respiração de Kussmaul</p><p>(respiração profunda e taquipneia devido à cetoacidose) com odor cetônico e leve desconforto</p><p>abdominal generalizado sem defesa e dor à descompressão brusca. Os dados laboratoriais</p><p>iniciais são: glicose sanguínea 25.0 mmol/L (450 mg/dL), pH arterial 7.24, pCO2 25 mmHg,</p><p>bicarbonato 12 mmol/L (12 mEq/L), cetonas no soro fortemente positivas (Adaptado de</p><p>https://bestpractice.bmj.com/topics/pt-br/162/case-history).</p><p>https://bestpractice.bmj.com/topics/pt-br/162/case-history</p><p>ÁGUA e as ligações de Hidrogênio</p><p>ÁGUA e as ligações de Hidrogênio</p><p>A água tem uma fraca tendência em se ionizar:</p><p>pH (potencial hidrogeniônico)</p><p>● O conceito foi introduzido pela primeira em 1909</p><p>pelo bioquímico dinamarquês Soren Peter Lauritz</p><p>Sorensen (1868-1939);</p><p>● O pH de uma solução é o logaritmo negativo de</p><p>sua concentração de íon hidrogênio.</p><p>Escala de pH</p><p>Teorias ácido-base</p><p>Teoria Conceito de</p><p>ácido</p><p>Conceito de</p><p>base Características</p><p>Ahrrenius</p><p>Em solução</p><p>aquosa libera</p><p>íon H+</p><p>Em solução</p><p>aquosa libera</p><p>íon OH- limitado a soluções aquosas</p><p>Lewis</p><p>Aceptor de par</p><p>de elétron</p><p>Doador de par</p><p>de elétron</p><p>ácidos e bases não precisam</p><p>conter prótons</p><p>Brownsted-Lowry</p><p>Substância</p><p>capaz de doar</p><p>um próton (H+)</p><p>Substância</p><p>capaz de</p><p>receber um</p><p>próton (H+)</p><p>existência de um par conjugado</p><p>Teoria ácido-base de Brownsted-Lowry</p><p>HA ⇄ H+ + A-</p><p>Ácido Base conjugada</p><p>K</p><p>a</p><p>é a constante de ionização de um ácido.</p><p>Quanto maior o K</p><p>a</p><p>, mais forte é o ácido.</p><p>Ácidos fortes se dissociam totalmente em água.</p><p>Ácidos fracos se dissociam parcialmente em água.</p><p>pKa é o log inverso do K</p><p>a</p><p>. Muito usado para cálculos com ácidos fracos.</p><p>Quanto MAIOR o pK</p><p>a</p><p>, mais FRACO é o ácido.</p><p>CONCEITOS IMPORTANTES:</p><p>https://phet.colorado.edu/sims/html/acid-base-solutions/latest/acid-base-solutions_pt_BR.html</p><p>Partindo-se da concentração inicial de 0,1 mol/L, responda:</p><p>1) Qual espécie química é encontrada em abundância no sistema? Qual é o pH?</p><p>2) Conforme simulamos o emprego de ácidos fortes no sistema, quais espécies observamos</p><p>com maior abundância? Por que? O que acontece com o pH?</p><p>3) O que aconteceu com o sistema quando realizamos o teste com ácido mais forte?</p><p>https://phet.colorado.edu/sims/html/acid-base-solutions/latest/acid-base-solutions_pt_BR.html</p><p>EQUAÇÃO DE HENDERSON-HASSELBALCH</p><p>Lawrence Joseph Henderson</p><p>Karl Albert Hasselbalch</p><p>SISTEMA TAMPÃO</p><p>• A eficiência de um tampão está restrita a uma</p><p>faixa de pH;</p><p>• A equação de Henderson-Hasselbalch relaciona pH,</p><p>constante de ionização do ácido e as</p><p>concentrações de ácido e base conjugada.</p><p>Titulação de um ácido forte</p><p>Titulação de um ácido fraco - Sistema Tampão</p><p>EQUAÇÃO DE HENDERSON-HASSELBALCH</p><p>►REGIÃO DE TAMPONAMENTO: MAIS UMA E MENOS</p><p>UMA UNIDADE DE pH em relação ao pK</p><p>a</p><p>.</p><p>Os sistemas-tampão são mais eficazes quando pK</p><p>a</p><p>= pH.</p><p>Exemplo:</p><p>Ácido acético (pK</p><p>a</p><p>= 4,76), sua região de tamponamento</p><p>está entre o pH 3,76 (uma unidade abaixo do pK</p><p>a</p><p>) e pH 5,76</p><p>(uma unidade acima do pK</p><p>a</p><p>).</p><p>Sistema tampão</p><p>➔ pKa é o valor de pH que provoca 50% de ionização do ácido (ou 50% da forma</p><p>protonada/50% da forma desprotonada);</p><p>➔ Em valores de pH inferiores ao pKa de um ácido fraco, predomina sua forma</p><p>protonada (ácido);</p><p>➔ Em valores de pH maiores que o pKa, predomina a forma desprotonada (base</p><p>conjugada);</p><p>➔ O ácido fraco constituirá um tampão apropriado se o seu valor de pKa estiver dentro</p><p>do intervalo compreendido por uma unidade abaixo e uma unidade acima do pH que</p><p>se quer manter constante.</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=ZLKEjXbCU30</p><p>1) Observe as concentrações de ácido acético, acetato e H+ quando adicionamos HCl ao</p><p>meio. O que houve?</p><p>2) Observe as concentrações de ácido acético, acetato e OH- quando adicionamos NaOH ao</p><p>meio. O que houve?</p><p>https://www.youtube.com/watch?v=ZLKEjXbCU30</p><p>http://employees.oneonta.edu/viningwj/sims/titration_curves_s.html</p><p>Procedimentos:</p><p>1) Titulação do HCl:</p><p>• Ajuste a concentração de NaOH para 0,5 do ácido para 0,5.</p><p>• Adicione 1,0 mL de NaOH, anotando as alterações de pH em uma tabela. Faça isso até o</p><p>ponto de viragem, que são aproximadamente 26 mL.</p><p>2) Titulação do ácido acético (CH</p><p>3</p><p>CO</p><p>2</p><p>H):</p><p>• Mesmo procedimento acima.</p><p>3) Qual diferença você notou entre as curvas dos dois procedimentos? Por que isso</p><p>acontece?</p><p>Obs: Para o site funcionar, use a seguinte extensão do Chrome:</p><p>http://employees.oneonta.edu/viningwj/sims/titration_curves_s.html</p><p>https://chrome.google.com/webstore/detail/flash-player-emulator-202/ecbnojockcgfohpopbphhgefkfbigcej?hl=pt-BR</p><p>• A atividade metabólica produz cerca de 22.000 mEq de ácido /dia;</p><p>• Se todo esse ácido fosse dissolvido nos líquidos corporais, sem</p><p>tamponamento, o pH seria menor que 1;</p><p>• A maior fonte de ácido metabólico no corpo é CO2 (oxidação de substrato,</p><p>em 24 horas são produzidos cerca de 0,5-1 Kg de CO2).</p><p>Importância dos Tampões Biológicos</p><p>Tampões Biológicos</p><p>Ácidos no sangue de um indivíduo saudável</p><p>Tampões Biológicos</p><p>Tampões Biológicos</p><p>Os principais sistemas tampão do organismo</p><p>Tampões Biológicos</p><p>Tamponamento do sangue</p><p>Tampões Biológicos</p><p>Tamponamento do sangue</p><p>Caso Clínico</p><p>Um homem de 20 anos chega ao pronto-socorro com dor abdominal, náuseas e vômitos com o</p><p>aumento de poliúria, polidipsia e torpor, desde o dia anterior. Ele recebeu o diagnóstico de</p><p>diabetes do tipo 1 há 2 anos. Ele menciona que está sem insulina há 2 dias. Os sinais vitais ao ser</p><p>internado são: pressão arterial (PA) 100/70 mmHg, frequência cardíaca 123 batimentos por</p><p>minuto, frequência respiratória 32 incursões por minuto, temperatura de 37°C. De acordo com o</p><p>exame de estado mental, ele está apático. O exame físico revela respiração de Kussmaul</p><p>(respiração profunda e taquipneia devido à cetoacidose) com odor cetônico e leve desconforto</p><p>abdominal generalizado sem defesa e dor à descompressão brusca. Os dados laboratoriais</p><p>iniciais são: glicose sanguínea 25.0 mmol/L (450 mg/dL), pH arterial 7.24, pCO2</p><p>25 mmHg,</p><p>bicarbonato 12 mmol/L (12 mEq/L), cetonas no soro fortemente positivas (Adaptado de</p><p>https://bestpractice.bmj.com/topics/pt-br/162/case-history).</p><p>► Explique, em relação a [H+] e o pH, por que a paciente se encontra em acidose?</p><p>http://www.saude.ba.gov.br/wp-content/uploads/2020/02/Diretrizes-Sociedade-Brasileira-de-Diabetes-2019-2020 .pdf</p><p>https://bestpractice.bmj.com/topics/pt-br/162/case-history</p><p>http://www.saude.ba.gov.br/wp-content/uploads/2020/02/Diretrizes-Sociedade-Brasileira-de-Diabetes-2019-2020</p><p>OBJETIVOS</p><p>► Relembrar conceitos de ácidos e bases, fortes e fracos: ionização e pH e</p><p>composição dos sistemas tamponantes;</p><p>► Reconhecer e avaliar a eficiência de um sistema tampão;</p><p>► Compreender o funcionamento dos diferentes tampões;</p><p>►Discutir a importância bioquímica e fisiológica da manutenção do pH.</p><p>http://www.youtube.com/watch?v=CaQuJlAm6Ww</p>