10. Ácidos e bases-Água e equilíbrio químico-pH-Sistema tampão-Tampões Biológicos-Desequilíbrios e Compensações

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TÓPICOS A SEREM ABORDADOS
 Ácidos e bases
 Água e equilíbrio ácido-básico
- pH
 Sistema tampão 
 Tampões Biológicos-Bicarbonato
 Alcaloses e Acidoses e Compensações
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Ácidos e bases
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Ácidos
Conceito de Arrhenius: 
Ácido é toda substância que em solução aquosa libera o íon hidrogênio (H+). 
 Ex.: HCl + H2O 		H3O+ + Cl- 
 
Conceito de Brönsted e Lowry: 
Ácido é um doador de prótons, um substância que pode transferir um próton para outra. 
 
Ou HCl + H2O 		 H+ + Cl- 
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Bases
Conceito de Arrhenius: 
Base é toda substância que em solução aquosa se dissocia liberando hidroxila (OH-).
 
 Ex.: NaOH + H2O 	 Na+ + OH- 
Conceito de Brönsted e Lowry: 
Base é um receptor de prótons. Um ácido pode transferir um próton para uma base. 
 
	Ex.: NH3 + H2O  NH4+ + OH- 
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Pares Ácido e Base conjugados
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Ácidos e Bases Fracos
CH3-COOH + H2O CH3-COO- + H+
(ácido - ácido acético)
(base – íon acetato)
 O íon acetato é a base conjugada do ácido acético
 O ácido acético é o ácido conjugado do íon acetato 
 O íon hidrônio é o ácido conjugado da água
 A água é a base conjugada do íon hidrônio
Ácidos aumentam a [H+] de uma solução aquosa e bases a diminuem
íon hidrônio 
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Água e o equilíbrio ácido-básico
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Água e o equilíbrio ácido-básico
UMA CARACTERÍSTICA IMPORTANTE DA H2O É QUE AS SUAS MOLÉCULAS ESTÃO CONSTANTEMENTE REAGINDO ENTRE SI POR AUTO-IONIZAÇÃO.
H2O TANTO ACEITA UM PRÓTON COMO PODE DOAR UM (ANFIPRÓTICA):
 H2O + H2O  H3O+ + OH-
OU DE UMA FORMA RESUMIDA,
 2H2O  H+ + OH-
A água funciona tanto como ácido quanto como base
Ácido1 base2 ácido2 base1
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Isto significa que em qualquer solução aquosa sempre haverá uma certa quantidade do íon hidrônio (H3O+) e do íon hidroxila (OH)
Salto protônico
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NA ÁGUA PURA , A CONCENTRAÇÃO DE H+ É IGUAL A DE OH-, 25OC É IGUAL A 107 MOLES/LITRO (M)
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[H+] > 107 M  solução ácida
(neste caso OH  < 107 M)
[H+] < 107 M  solução básica ou alcalina
(neste caso OH  > 107 M)
ESCALA DE pH
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pH (poder ou potencial Hidrogeniônico)
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EM SOLUÇÕES NEUTRAS A CONCENTRAÇÃO DE 
				[H+ ] = [OH-]
EM SOLUÇÕES ÁCIDAS A CONCENTRAÇÃO DE 
				[H+ ] ≥ [OH-]
EM SOLUÇÕES BÁSICAS A CONCENTRAÇÃO DE 
				[H+ ] ≤ [OH-]
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Solução Ácida [H+] > [OH-]; [H+] > 10-7M : pH < 7
Solução Básica [OH-] > [H+]; [OH-] <10-7M : pH > 7
Solução Neutra [H+]= [OH-] = 10-7M : pH = 7
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Sistemas Tampões
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ou, rearranjando
NA CÉLULA PREDOMINAM ÁCIDOS E BASES FRACOS.
A RELAÇÃO ENTRE O pH E O GRAU DE DISSOCIAÇÃO DE UM ÁCIDO OU BASE FRACO PODE SER MELHOR ANALISADA EM TERMOS DA EQUAÇÃO DE HENDERSON-HASSELBALCH:
A EXPRESSÃO DE EQUILÍBRIO:
Tomando logaritmos negativos:
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COMO – log [H+] = pH, SE DEFINIRMOS – log KA = pKA 
PODEMOS ESCREVER:
O valor de pKa é uma medida da força de um ácido
Desde que a razão entre
seja conhecida, pode-se calcular o pH de qualquer solução
 
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CAPACIDADE DE TAMPÃO
1. É A QUANTIDADE DE ÁCIDO OU BASE QUE UM COMPOSTO PODE NEUTRALIZAR ANTES QUE O pH COMECE A VARIAR A UM GRAU APRECIÁVEL.
2. DEPENDE DA QUANTIDADE DE ÁCIDO E BASE DO QUAL O TAMPÃO É FEITO.
3. DEPENDE DE kA PARA O ÁCIDO E DAS RESPECTIVAS CONCENTRAÇÕES RELATIVAS DE ÁCIDO E BASE QUE O TAMPÃO CONTÉM.
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IMPORTÂNCIA DOS TAMPÕES
Nos sistemas biológicos são os grandes responsáveis para que não haja grandes variações do pH nos mais diversos órgãos, células e tecidos do corpo. 
Mínimas variações do pH fisiológico podem levar a morte das células e consequentemente do organismo.
Ex. Tampão bicarbonato, fosfato, proteínas ácidas e básicas, hemoglobina.
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Tampões Biológicos
Bicarbonato
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SISTEMAS BIOLÓGICOS PRIMÁRIOS REGULADORES DO pH 
 
 
1. OS SISTEMAS QUÍMICOS DE TAMPÕES ÁCIDO-BASE DOS SISTEMAS CORPORAIS
2. O CENTRO RESPIRATÓRIO (BULBO), QUE REGULA A REMOÇÃO DE CO2 DO LÍQUIDO EXTRACELULAR
3. OS RINS, QUE AGEM REABSORVENDO O BICARBONATO FILTRADO OU ELIMINANDO O H+ PELO SISTEMA TAMPÃO FOSFATO OU NA FORMA DE NH4+
 
 
 
 
 
 
 
 
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São quatro os principais tampões:
- Sistema-tampão ácido carbônico-bicarbonato (64% da capacidade tampão total do sangue)
 Sistema-tampão de hemoglobina dos glóbulos vermelhos 28% (5% do CO2 é transportado pelo plasma; 20% pela hemácia como compostos carbamínicos e os 75% restantes circulam no sangue como bicarbonato) 
- Sistema-tampão de proteínas (células dos tecidos ) participa 7%
- Sistema-tampão de fosfato (glóbulos vermelhos, células dos túbulos renais ) apenas 1%
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SANGUE COMO UMA SOLUÇÃO-TAMPÃO
Sistema tampão usado para controlar o pH no sangue.
SISTEMA TAMPÃO ÁCIDO CARBÔNICO-BICARBONATO
 H2CO3 / HCO3- : são um par ácido base conjugados.
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SANGUE COMO UMA SOLUÇÃO-TAMPÃO
Equilíbrios importantes no sistema tampão ácido carbônico-bicarbonato:
CO2: um gás que fornece um mecanismo para o corpo se ajustar aos equilíbrios.
A remoção de CO2 por exalação desloca o equilíbrio para a direita, consumindo íons H+.
O tampão tem alta capacidade para neutralizar ácido adicional, mas apenas uma baixa capacidade para neutralizar base adicional.
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	Homeostasia é a constância do meio interno 
pH x HOMEOSTASIA
- equilíbrio entre a entrada ou produção de íons hidrogênio e a livre remoção desses íons do organismo.
- o organismo dispõe de mecanismos para manter a [H+] e, conseqüentemente o pH sanguíneo, dentro da normalidade, ou seja manter a homeostasia .
pH do Sangue Arterial
7,4
7,0
7,8
Faixa de sobrevida
Acidose
Alcalose
pH normal
7,6
6,8
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Aumento da [H+]
7,4
Acidose
Alcalose
Queda do pH
Acúmulo de ácidos
Acúmulo de bases
Perda de ácidos
Perda de bases
Diminuição da [H+]
Escala de pH
Aumento do pH
Alterações no pH
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EQUILÍBRIO ÁCIDO-BASE NO SANGUE
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GASOMETRIA NORMAL: COLETA DE SANGUE ARTERIAL
pH = 7,35 - 7,45
pO2 = 156 mmHg 
pCO2 = 35 - 45 mmHg
HCO3- = 22 - 26 mE/l
B.E. = -2 a +2 mE/l
% HbO2 = 94 - 100%
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Distúrbios do Equilíbrio Ácido-Básico Interpretação da Gasometria
	ACIDOSE :	 [ H + ] no sangue
Excesso de CO2 	 de bases / excesso de ácidos orgânicos
(acidose respiratória)		(acidose metabólica)
	ALCALOSE: [ H + ] no sangue
	CO2 			 bases / perdas de ácidos orgânicos
(alcalose respiratória)		(alcalose metabólica) 
(pH de 6,8 até 7,35)
(pH de 7,45 até 7,8)
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ACIDOSE RESPIRATÓRIA: O aumento da concentração de H+ pode ocorrer em conseqüência de uma alteração respiratória primária 
EX: broncoespasmo, pneumonia, edema pulmonar
2. ACIDOSE METABÓLICA: Diminuição de bases, excesso de ácidos orgânicos
EX: anóxia tissular (fermentação lática) , insuficiência renal aguda (alteração na excreção de H+), diabetes descompensado 
COMPENSAÇÃO:
HIPERVENTILAÇÃO
COMPENSAÇÃO:
HIPERVENTILAÇÃO
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3. ALCALOSE RESPIRATÓRIA: A diminuição da concentração de H+ pode ocorrer em conseqüência de uma alteração respiratória primária 
EX: pacientes psiquiátricos em crise, alterações no SNC, ventilação mecânica 
4. ALCALOSE METABÓLICA: Ganho de bases ou perdas de ácidos orgânicos
EX: perda de líquido gástrico pelo vômito, excesso de NaHCO3, intoxicação acidental com produtos de limpeza
COMPENSAÇÃO:
HIPOVENTILAÇÃO
COMPENSAÇÃO:
HIPOVENTILAÇÃO
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