Aula 1 agua pH pka

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QBQ0230 – 2010
Aula 1
Regina L. Baldini
baldini@iq.usp.br
bloco 12 inferior, sala 1211
Quais os elementos mais 
abundantes nos seres 
vivos?
Ligações covalentes Ligações 
covalentes
Biomoléculas são 
compostos de 
carbono
• Hidroxil (álcool)
• Carbonil (aldeído e cetona)
• Carboxil (ácidos carboxílicos)
• Amino
• Éster
• Tioéster
• Éter
• Anidrido
• ...
Grupos funcionais presentes 
em biomoléculas
Biomoléculas geralmente apresentam 
vários grupos funcionais
Qual a molécula mais 
abundante nos seres 
vivos?
ÁGUA (H2O)
• Propriedades físicas e químicas
� importantes para a interações com 
biomoléculas
• Ionização
� pH
Água ÁGUA (H2O)
Elétrons estão mais próximos do O, criando um dipolo elétrico
Água pode formar até 4 pontes de H Pontes de Hidrogênio no gelo Água líquida: 
3,4 ptes H/molécula
Átomo 
eletronegativo
H ligado a átomo 
eletronegativo
Pontes de H de 
importância biológica
• Água é polar, portanto dissolve 
compostos polares.
• Compostos apolares são insolúveis em 
água.
Água como solvente Água como solvente Água dissolve sais cristalinos por hidratação
Compostos anfipáticos:
parte polar e parte apolar
Reorganização da água em contato 
com um composto apolar ou anfipático Formação de 
micelas
Interações hidrofóbicas no 
interior da micela
Interações não covalentes de 
biomoléculas com o solvente
Ionização da água 
• Uma pequena parcela da água ioniza:
• Íons hidrônio (H3O+) e hidróxido (OH-)
• A concentração da água pura é 55,5 M
(M = m/v.PM ) 
• Rearranjando na equação:
Kw = [H+] [OH-] = 1x10-14 M2
Exemplo: Qual é a [OH-] em uma 
solução 0,1M NaOH?
• Kw é a base para a escala de pH, que é 
um meio conveniente de expressar a [H+]:
• pH = log 1 = - log [H+]
[H+]
p significa “logaritmo negativo de”
A escala de pH
• Para uma solução precisamente neutra a 
25oC, na qual [H+] = 10-7 M:
• pH = - log [H+] = 7
A escala de pH A escala de pH
Como os organismos 
conseguem manter o pH?
• Conceito de Bronsted-Lowry
� Ácidos são doadores de prótons
� Bases são receptores de prótons
HA H+ + A-
Ácidos e Bases
• Ácidos fortes de dissociam completamente 
em água
� HCl + H2O � H3O+ + Cl_
• Ácidos fracos não dissociam completamente 
�
Ácidos fortes e fracos Constante de dissociação dos ácidos (Ka)
Quanto menor o ka ou maior o pKa, 
mais fraco é o ácido
• Adição de uma base forte e medida do 
pH a cada ponto
• Ex: titulação do ácido acético (HAc)
� Dois equilíbrios estão envolvidos:
Kw = 1 x 10-14 M2 Ka = 1,74 x 10-5 M2
A titulação permite determinar o pka 
de um ácido fraco
HAc H+ + Ac_
Titulação:
no início, o ácido acético está pouco ionizado
Titulação:
à medida que se adiciona base (OH-), a 
ionização aumenta...
Curva de titulação do ácido acético
Quando pH=pKa, metade 
das moléculas de HAc 
estão ionizadas
Curvas de 
titulação de 
ácidos fracos
Equação de Henderson-Hasselbach 
•Define o pH de uma solução em termos de:
•pKa do ácido fraco
•Concentração do ácido e sua base conjugada
Solução tampão
• Mistura de um ácido e sua base 
conjugada, que mantém o pH quando 
da adição de pequenas quantidades de 
ácido ou base.
Tampões biológicos
• Proteínas (aminoácidos têm grupos 
ionizáveis)
• Fosfato (H2PO4-)
• Bicarbonato
Manter o pH é importante para a 
conformação de proteínas e 
atividade de enzimas