TAMPÕES
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DisciplinaBioquímica Aplicada à Farmácia151 materiais570 seguidores
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Tampões
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M Ó D U LO 1 - AULA 7
Tampões
Na Aula 5, discutimos os conceitos de ácidos e bases. Segundo a definição de
Brønsted e Lowry, são ácidas as substâncias capazes de doar prótons (H+) e básicas
aquelas capazes de receber prótons. Vimos também que o pH reflete a concentração de
prótons de uma solução. Na aula de hoje, vamos explorar outras propriedades de alguns
ácidos e bases, compreendendo sua importância para diversos processos biológicos.
Objetivos
Nesta aula, vamos definir o que é uma solução-tampão e compreender seu
funcionamento. Para isso, vamos explorar o comportamento dos ácidos em solução e
trabalhar com sua constante de dissociação (ionização).
Pré-requisito
Tenha em mente as Aulas 5 e 6, pois você irá precisar delas algumas vezes.
Introdução
Baseados no que vimos até o momento, podemos afirmar que o conceito de
ácidos e bases só faz sentido se pensamos nessas moléculas em solução.
A questão que se coloca agora é: como poderíamos medir a acidez de uma
determinada solução?
Para chegarmos à resposta, precisaremos recordar as propriedades da água e
das soluções aquosas.
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BIOQUÍMICA IQUÍMICA I
1. As soluções-tampão
Uma gota de 0,01 ml de uma solução 1 M de HCl (ácido clorídrico), adicionada
em água pura, muda o pH da água de 7 para 5, o que representa um aumento de 100
vezes na concentração de H+. Isto ocorre porque o HCl é um ácido forte, que se
dissocia completamente quando adicionado em água.
Muitas moléculas biológicas, como, por exemplo, as proteínas e os ácidos
nucléicos, possuem diversos grupos funcionais que podem sofrer reações ácido-
base, ou seja, podem ser protonados ou desprotonados. As propriedades destas
moléculas podem variar muito em função do seu estado de protonação que, por sua
vez, depende da acidez da solução na qual elas se encontram. Assim, para o bom
funcionamento dos organismos vivos, é necessária a existência de ambientes nos
quais o pH se mantenha estável, mesmo após a adição de ácidos ou bases.
Isso parece ser impossível, mas não é, graças a um fenômeno chamado de
tamponamento. O tamponamento de uma solução pode ser definido como a
capacidade que esta solução possui de resistir a variações no seu pH quando lhe é
adicionado um ácido ou uma base. Soluções com estas características são chamadas
de soluções-tampão (Figura 7.1).
Os tampões possibilitam que o pH de uma solução resista à adição de ácidos
ou bases. Mas que substâncias podem funcionar como tampões, e como o fenômeno
de tamponamento ocorre? Veremos mais à frente, nesta aula.
REAÇÕES ÁCIDO-BASE:
Ser protonado = receber
prótons do meio.
Ser desprotonado =
perder prótons
para o meio.
RESISTÊNCIA A
VARIAÇÕES NO PH:
tamponamento
Figura 7.1: Os tampões impedem que os prótons adicionados a uma solução diminuam o seu pH.
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O sangue é um exemplo de um excelente tampão. Em um adulto normal, o pH
sangüíneo é mantido constantemente em 7,4. Condições que promovam uma pequena
queda no valor do pH do sangue são extremamente perigosas, sendo este quadro
denominado acidose. Isso ocorre, por exemplo, em casos de diabetes não-controlados,
devido à superprodução de ácidos no metabolismo. Se o pH atinge valores próximos
a 7,0, graves conseqüências podem ocorrer, dentre as quais, possivelmente, a morte
do indivíduo. Uma das principais causas da necessidade da manutenção do pH interno
dos organismos, seja intracelular ou extracelular, é a grande sensibilidade das enzimas
a variações de pH.
A Figura 7.2: mostra como as atividades de algumas enzimas variam em função
do pH do meio no qual elas se encontram.
Como pode ser visto na Figura 7.2, mudanças de pH podem levar a um grande
decréscimo da atividade enzimática, podendo resultar na interrupção do funciona-
mento do organismo.
Até agora você viu um exemplo conhecido de uma solução-tampão, o sangue; e um
motivo para a importância do fenômeno de tamponamento, a garantia do bom funcio-
namento das nossas enzimas. Mas ainda falta saber como funcionam os tampões.
Para você compreender este ponto, teremos de explorar o comportamento dos
ácidos em solução.
Em aulas mais à frente
entenderemos de que
forma as mudanças
de pH podem afetar
o bom funcionamento
das enzimas.
Nosso sangue
é um exemplo
de solução-tampão.
No próximo período,
você vai estudar o
metabolismo, na
disciplina Bioquímica 2,
e vai entender quais são
as mudanças ocorridas
nos indivíduos diabéticos
que explicam a acidose
metabólica observada
nestes quadros.
Se você tem dúvidas
sobre este ponto, volte à
Aula 5 para uma revisão.
Figura 7.2: Variação da atividade enzimática
em função do pH do meio de reação. Pepsina é
uma enzima secretada no suco gástrico; tripsina
é uma enzima digestiva que atua no intestino
delgado; e fosfatase alcalina é uma enzima do
tecido ósseo relacionada ao processo de
mineralização dos ossos.
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2. A ionização dos ácidos em solução
Ácidos como o ácido clorídrico (HCl), o ácido sulfúrico (H
2
SO
4
) ou o ácido
nítrico (HNO
3
) são ácidos fortes, já que se ionizam completamente quando diluídos
em água. Da mesma forma, bases fortes, como o hidróxido de sódio (NaOH) e o
hidróxido de potássio (KOH), também se ionizam completamente em água.
Entretanto, outros ácidos e bases apresentam um comportamento diferente do
mencionado acima, não se ionizando por completo quando adicionados em água. Por
isso, são considerados ácidos e bases fracos. Esta característica confere a tais ácidos
e bases grande importância biológica, como veremos ainda nesta aula.
Para compreendermos as propriedades dos ácidos e bases fracos em solução,
teremos de rever alguns conceitos e definições explorados nas aulas anteriores.
Vamos a eles.
Um doador de H+ e seu aceptor de H+ correspondente são chamados par con-
jugado ácido-base. Observe o exemplo abaixo, que mostra a reação de dissociação
do ácido acético.
 CH
3
COOH \u2194 H+ + CH
3
COO-
 ácido acético acetato
O ácido acético e o ânion acetato formam um par conjugado ácido-base.
Os diferentes ácidos, por possuírem características moleculares distintas,
apresentam diferentes tendências a doar seus prótons em solução. Quanto maior for
esta tendência mais forte será o ácido.
Podemos medir essa tendência avaliando o equilíbrio da reação de ionização
do ácido.
Mostramos abaixo a reação de ionização de um ácido hipotético.
 HA \u2194 H+ + A-
 ácido base conjugada
Reação de ionização
de um ácido.
Reação de ionização
do ácido acético.
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 Substância Reação de ionização K
a
 (M)
 Ácido fosfórico (H
3
PO
4
) H
3
PO
4
 \u2194 H+ + H
2
PO
4
- 7,25 x 10-3
 Ácido fórmico (HCOOH) HCOOH \u2194 H+ + HCOO- 1,78 x 10-4
 Ácido acético (CH
3
COOH) CH
3
COOH \u2194 H+ + CH
3
COO- 1,74 x 10-5
 Ácido carbônico (H
2
CO
3
) H
2
CO
3
 \u2194 H+ + HCO
3
- 4,47 x 10-7
Quando esta reação atinge o equilíbrio, podemos calcular sua constante de
equilíbrio (K
eq
), que reflete a relação entre as concentrações de produtos e reagentes
neste ponto.
No caso de uma reação de dissociação de um ácido, como a representada acima,
a constante de equilíbrio é também chamada de constante de dissociação ou constante
de ionização do ácido, sendo definida como K
a
.
Para