Propriedades da Água e pH

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AD1 2025.2- Bioquímica 1 
Aluna: Michele Grativol Tardem Matricula: 22112020050 Polo: Nova Friburgo 
Questão 1) A água tem duas ligações O–H que são covalentes polares porque o oxigênio 
é mais eletronegativo que o hidrogênio; assim, os elétrons ficam mais “puxados” para o 
oxigênio, gerando δ− nele e δ+ nos H. Além disso, a água não é linear: o ângulo de 
~104,5° (estrutura “angular”) faz com que os dipolos das duas ligações não se anulem. 
O resultado é um dipolo líquido — por isso dizemos que H₂O é uma molécula polar. 
Questão 2) Alto ponto de ebulição: as ligações de H entre moléculas exigem energia 
extra para separar as moléculas; por isso a água ferve a uma temperatura muito maior 
que moléculas de massa parecida e armazena/absorve calor (calor específico grande). 
Tensão superficial e adesão — as ligações de H entre moléculas provocam coesão (a água 
'gruda' nela mesma) dando alta tensão superficial; adesão (ligação a outras superfícies) 
explica capilaridade. 
Questão 3) A- A constante de ionização da água (Kw) é o produto das concentrações de 
íons hidrogênio [H+] e hidroxila [OH−] formados na autoionização da água. A 25 °C, seu 
valor é 1,0 × 10⁻¹⁴, o que explica por que a água pura tem pH = 7 (neutro). 
B- O pH é uma forma de medir se uma solução está mais ácida, neutra ou básica. Ele 
mostra, em uma escala numérica, a quantidade de íons de hidrogênio (H+) presentes na 
solução. Quanto menor o valor de pH, maior é a acidez (mais H⁺). Quando o pH é 7, 
dizemos que é neutro, como na água pura. Valores acima de 7 indicam soluções básicas 
(ou alcalinas), com menos H⁺ e mais íons hidroxila (OH−). 
Pode-se dizer, de forma pejorativa que o pH é como um “termômetro da acidez”, que 
ajuda a entender o equilíbrio químico das soluções. 
C- O estômago é altamente ácido — com pH em torno de 2,0 — o que significa que sua 
concentração de íons hidrogênio (H+) é cerca de 10−² molar. Já o intestino é bem mais 
básico (pH ≈ 8,0), com concentração de 10−8 molar. Isso quer dizer que o estômago tem, 
de fato, milhões de vezes mais H+ que o intestino, ilustrando bem a diferença de acidez 
entre esses ambientes do sistema digestório. 
Questão 4) Percentual de liberação aproximadamente: 
pH 7,4: 1h=5%, 3h=20%, 5h=30%, 10h=50%. 
 pH 6,4: 1h=15%, 3h=40%, 5h=55%, 10h=70% 
Diferença entre a liberação do medicamento (pH6,4/pH7,4): 
 1h= 3,0×; 3h= 2,0×; 5h= 1,83×; 10h= 1,4×. 
O pH 6,4, é mais ácido que o pH 7,4 e com isso a liberação do medicamento é mais 
rápida, já que as nanocápsulas dos mesmos respondem ao pH mais ácido. Ao longo do 
tempo, o sistema em pH 6,4 vai se tornando mais eficiente que no pH fisiológico, já que 
libera a medicação de forma mais rápida e em maior quantidade. Isso reflete bem o 
objetivo da estratégia: aumentar a eficácia do tratamento em ambientes tumorais, que 
são mais ácidos, garantindo uma liberação direcionada e seletiva do fármaco. 
 B- Os tumores costumam apresentar um meio extracelular mais ácido que os tecidos 
saudáveis, geralmente com pH entre 6,4 e 6,9, devido ao chamado efeito Warburg. Por 
isso, o sistema de liberação de drogas sensível ao pH 6,4 é o mais eficiente para atuar 
nessas células, já que libera a medicação de forma mais intensa justamente nesse 
ambiente. Isso garante que a droga seja entregue de maneira mais seletiva e direcionada 
ao tumor, reduzindo a liberação em tecidos normais, que estão em pH fisiológico (7,4). 
Em alguns tumores com pH menos ácido, a diferença pode ser menor, mas, no geral, o 
sistema sensível a pH 6,4 é o que apresenta maior vantagem terapêutica. 
Questão 5) Um sistema tampão é basicamente um mecanismo químico que ajuda a 
manter o pH de uma solução estável, mesmo quando pequenas quantidades de ácidos 
ou bases são adicionadas. Ele funciona porque existe um equilíbrio entre um ácido fraco 
e a sua base conjugada, o que permite “neutralizar” essas variações e impedir que o pH 
mude de forma brusca. Esse equilíbrio é fundamental nos sistemas biológicos, já que 
muitas reações só acontecem em faixas específicas de pH. 
No caso da histidina, cada grupo ionizável atua em uma faixa de tamponamento. A 
carboxila (pKa ≈ 1,8) funciona em meios muito ácidos, enquanto o grupo amino (pKa ≈ 
9,2) atua em meios mais básicos. O mais relevante, porém, é o grupo imidazol da cadeia 
lateral (pKa ≈ 6,0), que pode tamponar entre pH 5,0 e 7,0, justamente próximo ao pH 
fisiológico. Por isso, a histidina é importante no equilíbrio ácido-base do organismo. 
Questão 6) A Histidina pode mudar sua carga dependendo do pH. Em meio bem ácido, 
ela está totalmente protonada e tem carga +2. Quando a carboxila perde um próton (pKa 
≈ 1,8), a carga cai para +1. Em pH mais próximo de neutro, o anel imidazol também se 
desprotona (pKa ≈ 6,0), deixando a molécula com carga 0. Por fim, em meio mais básico, 
o grupo amino perde próton (pKa ≈ 9,2) e a carga passa a −1. 
 
 
Questão 7) O ponto isoelétrico (pI) é o pH no qual a molécula tem carga líquida zero e, 
portanto, não migra em um campo elétrico. 
Para Histidina, média dos pKa que envolvem a forma neutra é: 
pK_R=6,04 + pK2= 9,17 
pL= pK_R + pK2/2= 6,04 + 9,17/2 ≈ 7,6. 
O pL da Histidina é de aproximadamente 7,6. 
Questão 8) A Histidina até pode atuar como tampão em pH próximo ao fisiológico, mas 
não é a mais eficiente nessa faixa. Isso porque o grupo imidazol da sua cadeia lateral tem 
pKa em torno de 6,0, o que significa que sua melhor atuação ocorre entre pH 5 e 7. Com 
isso, apesar do pH do corpo humano ser cerca de 7,4, ela consegue contribuir um pouco, 
mas não é a principal responsável por manter esse equilíbrio. 
Os sistemas de tamponamento mais importantes do organismo nesse pH são o 
bicarbonato e o fosfato. Mesmo assim, a Histidina tem um papel relevante dentro das 
proteínas, como na hemoglobina, já que o microambiente pode alterar um pouco o seu 
pKa e aumentar sua eficiência. Por tanto, ela não é o tampão ideal sozinha, mas ajuda a 
manter o equilíbrio ácido-base em conjunto com outros sistemas.