aula 1 água

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Prof. Dr. Ricardo Vieira de Lima
Água
Ambiente aquoso terrestre conduziu os
Seres vivos a utilizarem propriedades
da água
1 - Interações fracas em sistemas aquosos
Estrutura da água/pontes de hidrogênio
Água forma pontes hidrogenio com solutos polares
Água atura eletrostaticamente com solutos carregados
Água x gases
Compostos não polares produzem mudanças desfavoráveis
na estrutura da água – Lipideos
Interações fracas são importantes para função e estrutura
das macromoléculas
Solutos afetam as propriedades coligativas de soluções aquosas (osmose)
2 - Dissociação da água, ácidos e bases fracas
pH, curvas de titulação, tamponamento
3 - Significados biológicos de propriedades da água
Água: H2O
Diferentes estados da água
VAPOR
LÍQUIDO
GELO
Graziela
Linha
Graziela
Linha
Graziela
Linha
Graziela
Linha
ESTRUTURA MOLECULAR DA ÁGUA
ESQUEMA DA FORMAÇÃO
DE UMA
PONTE DE HIDROGÊNIO
PONTE DE HIDROGÊNIO
NÃO É UMA LIGAÇÃO
COVALENTE
ESTRUTURA ORGANIZADA
DAS MOLÉCULAS DE ÁGUA
NO ESTADO DE GELO (Cada
Molécula de água forma 4 pon-
tes de hidrogênio com outra
molécula de água)
Na água (líquida) ocorrem
3,4 ligações por molécula
PONTES DE HIDROGÊNIO ENTRE DIFERENTES ELEMENTOS
DEFINIÇÃO DE PONTE DE HIDROGÊNIO: interação que ocorre
com o Hidrogenio quando ligado a elementos químicos eletronegativos (*)
*
*
EXEMPLOS BIOLÓGICOS DE PONTES DE HIDROGÊNIO
Graziela
Máquina de escrever
Entre o grupo de hidroxilanull de um alcool e água 
Graziela
Máquina de escrever
Entre grupo de carbonilonull de uma cetona de água 
Graziela
Máquina de escrever
Entre grupo peptidos e nullpolipéptidos
Graziela
Máquina de escrever
Entre bases complementares nullde DNA
ORIENTAÇÃO DOS ELEMENTOS ELETRONEGATIVOS*
FORMA PONTES FORTES OU PONTES FRACAS
*
*
EXEMPLOS DE 
MOLÉCULAS:
POLARES
NÃO POLARES
apolares
ANFIPATICAS
DISSOLUÇÃO DE SAIS CRISTALINOS PELA HIDRATAÇÃO
DOS IONS CONSTITUÍNTES
• Enfraquece as interações eletrostáticas entre os íons
• Neutralizam a tendência de se associar em rede cristalina
Compostos apolares produzem mudanças desfavoráveis na Organização da água
Reduz a 
entropia
O aumento da concentração
de moléculas apolares na
água produz estruturas 
organizadas com
exclusão da água
A saída da água organizada
entre o substrato e a enzima
favorece a formação do 
Complexo enzima-substrato
Aumento de entropia
Interações fracas
são importantes
Fatores para a
Função e Estrutura
de macromoléculas
1. Pontes Hidrogênio
2. Interações iônicas
3. Interações hidrofóbicas
4. Van de Waals
SOLUTOS ALTERAM
AS
PROPRIEDADES COLIGATIVAS
DE
SOLUÇÕES AQUOSAS
• Pressão de vapor
• p.e.
• p.f.
• Pressão osmótica
Princípio: a concentração da água é mais baixa nas soluções do que na 
Água pura.
OSMOSE E MEDIÇÃO DA PRESSÃO OSMÓTICA
INFLUÊNCIA DA
OSMÓLARIDADE EXTRACELULAR
NO MOVIMENTO DA ÁGUA 
ATRAVÉS DAS MEMBRANAS
1 - Interações fracas em sistemas aquosos
Estrutura da água/pontes de hidrogênio
Água forma pontes hidrogenio com solutos polares
Água atura eletrostaticamente com solutos carregados
Água x gases
Compostos não polares produzem mudanças desfavoráveis
na estrutura da água – Lipideos
Interações fracas são importantes para função e estrutura
das macromoléculas
Solutos afetam as propriedades coligativas de soluções aquosas (osmose)
2 - Dissociação da água, ácidos e bases fracas
pH, curvas de titulação, tamponamento
3 - Significados biológicos de propriedades da água
Água: H2O
Dissociação da água e 
Escala de pH
Pares conjugados ácido-base
Solução Tampão
Tampões são sistemas aquosos que tendem a resistir a mudanças de pH 
quando pequenas quantidades de ácido (H+) ou base (OH-) são 
adicionados.
Um sistema tampão consiste de um ácido ou base fraca e o seu sal.
Objetivo: manter um pH estável, mesmo com adição de H+ ou OH-
CURVA DE TITULAÇÃO DO ÁCIDO ACÉTICO
Equação de Henderson-Hasselbach
O par: ácido acético- acetato como exemplo de sistema tampão
Ácido
Base
Curvas de 
Titulação
de 
ácidos fracos
1- Indique qual alternativa apresenta uma 
substância que pode ser adicionada a uma 
solução aquosa de hidróxido de amônio, 
formando uma solução-tampão de pH 
alcalino:
a) hidróxido de sódio.
b) hidróxido de cálcio.
c) ácido clorídrico.
d) cloreto de sódio.
e) cloreto de amônio.
Graziela
Polígono
Uma forma de determinar o pH de uma solução-tampão é usar
a Equação de Henderson-Hasselbalch:
pH = pKa + log [sal]
[ácido]
pH = - log (1,8 . 10-5) + log 0,5
0,1
pH = - log (1,8) - log (10-5) + log 5
pH = - 0,25 -(-5) + 0,7
pH = - 0,25 + 5 + 0,7
pH = 5,45
2 - O pH de uma solução-tampão formada pela mistura de 
solução com 0,1 mol . L-1 de ácido acético e solução com 0,5 mol 
. L-1 de acetato de sódio é:
Dados: Ka do ácido acético = 1,8 . 10
-5; log 1,8 = 0,25 e log 5 = 0,7.
Equação de Henderson-Hasselbach
(UFMG) Considere duas soluções aquosas diluídas, I e II, ambas
de pH = 5,0. A solução I é um tampão e a solução II não.
Um béquer contém 100 mL da solução I e um segundo béquer
contém 100 mL da solução II. A cada uma dessas soluções,
adicionam-se 10 mL de NaOH aquoso concentrado.
Assinale a alternativa que apresenta corretamente as variações
de pH das soluções I e II após a adição de NaOH (aq).
a) O pH de ambas irá aumentar e o pH de I será menor do que o
de II.
b) O pH de ambas irá diminuir e o pH de I será maior do que o de
II.
c) O pH de ambas irá aumentar e o pH de I será igual ao de II.
d) O pH de ambas irá diminuir e o pH de I será igual ao de II.
Graziela
Polígono
Radicais de aminoácidos (Histidina) na estrutura proteica 
Podem exercer controle de pH (tamponamento)
Exemplo: dissociação do H+ em pH próximo do
pH fisiológico (6.0)
Ácidos e bases fracas tamponam células e tecidos 
contra as mudanças de pH
Tampão Biológico
Tampão Biológico
Tampão fosfato, age no citoplasma de todas as células, consiste 
em H2PO4- como doador de prótons e HPO4- como aceptor de 
prótons
O sistema tampão fosfato é mais efetivo em um pH perto
de seu pKa de 6,86, portanto, tende a resistir a mudanças de pH em um 
intervalo de 5,9 e 7,9.
Esse é, então, um tampão efetivo em fluidos biológicos; em
mamíferos, por exemplo, fluidos extracelulares e a maioria
dos compartimentos citoplasmáticos têm pH no intervalo
de 6,9 a 7,4.
Sistema tampão ácido carbônico/bicarbonato
Tampão Biológico
pHsangue=7,35-7,45
Morte pH abaixo de 6,8
e acima de 8,0
Efeito do pH
na atividade
de diferentes enzimas
PARTICIPAÇÃO
DA
ÁGUA (H2O)
EM REAÇÕES
BIOLÓGICAS