4-Exercício de pH,sistemas tampões e equilíbrio

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DO PIAUÍ 
CENTRO DE CIÊNCIAS DA SAÚDE 
DEPARTAMENTO DE BIOFÍSICA E FISIOLOGIA 
DISCIPLINA: BIOFÍSICA PARA MEDICINA VETERINÁRIA 
PROFESSOR: DR. MARCELO CAMPOS RODRIGUES 
 
 
EXERCÍCIO: ÁCIDOS E BASES, PH , SISTEMAS TAMPÕES 
 
01 – a) Conceituar logaritmo, antilogaritmo e cologaritmo. 
b)Qual o logaritmo de 8 na base 2? 
c)Qual o número (antilogaritmo) cujo logaritmo na base 2 é igual a 4? 
d)Qual o expoente (logaritmo) que se deve elevar a base 10 para obter o número 
2? 
 
02 – Conferir as igualdades abaixo, colocando F (falso) ou V (verdadeiro): 
( ) 100 x 10 0,3 = 1x 2 
( ) 10 0,9 = 10 0,3 + 10 0,3 + 10 0,3 
( ) 10 –1,6 = 10-1 x 10 
( ) 10 -1,7 = 10-1 x 10-7 x 10-2 x 10 0,3 = 2 x 10-2 
( ) log 1 = log10 5 / 2 = log10 5 – log 2 = 5 – 0,3 = 4,7 2x 10-5 
( ) -log 2 x 10-5 = (log2 + log10–5 ) = -( 0,3 – 5) = 4,7 
 
03 - Uma solução química pode ocorrer sem que as moléculas reagentes se choquem 
entre si? Quais os fatores que influenciam a velocidade de uma reação? 
 
04 – a) Conceituar reações reversíveis. 
 b) Quando é que podemos dizer que uma reação reversível atingiu o equilíbrio? 
 c) Como se pode deslocar o equilíbrio de uma reação reversível? 
 
05 - O que é e como se deduz a Constante de Equilíbrio de uma reação? 
 
06 – Enuncie a Lei de Ação das Massas (Lei de GULDBERG-WAAGE). 
 
07 – Enuncie a Lei de Diluição de Ostwald. Como se explica o Efeito do Íon Comum? 
 
08 – Considere a reação reversível, esquematizada abaixo, em equilíbrio: 
 
 A + B V1 C + 2D 
 V2 
a) o que acontece, inicialmente, aumenta, diminui ou não se altera com as 
velocidade V1 e V2 quando: 
- Aumentamos a concentração de A __________________________________ 
- Diminui a concentração de B ______________________________________ 
- Aumentamos a concentração de D __________________________________ 
b) O que acontece, em seguida, para que seja atingido novamente o equilíbrio? 
 
09 - Quais os tipos de moléculas que existem na água pura? Existem algum tipo de 
reação reversível ocorrendo na água pura? Qual? 
 
10 – Como se deduz a Constante de Ionização da água ? O que é o Produto Iônico da 
água ? Qual o seu valor a 25ºC? 
 
11 – Definir pH e pOH. Quais são seus valores na água pura a 25ºC? 
 
12 - a) conceituar, exemplificando, ácido e bases segundo Bronsted-Lowrg. 
b) O que se entende por um par ácido-base conjugado? 
c) Completar as reações e identificar os pares ácido-bases conjugados nos 
seguintes sistemas: 
* HCl + H2O 
* NH3 + H2 
* H2CO3 + H2O 
* CO3-2 + H3O+ 
* CH3 + COO-Na+ 
* CO2 + H2O 
* H2O + NaCl 
* HPO4 –2 + H3O+ 
 
13 – O que acontece (aumenta, diminui, ou não altera) com a concentração 
hidrogeniônica, com o pH e com o pOH da água quando se acrescenta à mesma: 
 _______H3O+ pH pOH____ 
Um ácido _____________________________________________ 
Uma base _____________________________________________ 
 
14 - Justifique : 
a) Quais os três métodos de determinação do pH de uma solução? 
b) Uma solução contém 0,0005 g de H+ em 250 ml. Qual a sua concentração em 
mol/l e o seu pH? Essa solução é ácida , básica ou neutra? 
 
15 – Determinar a concentração hidrogeniônica e o pH: 
a) Uma solução de HCl 10 –4M , com um grau de ionização de 100%. 
b) Uma solução de ácido acético 10 –4mM, com um grau de ionização de 10%. 
 
16 - Responda: 
a) O que é e de que é constituída uma solução tampão? 
b) Como funciona uma solução tampão quando acrescentamos à mesma, um 
ácido ou uma base? 
 
17 - a) De que fatores depende o pH de uma solução tampão? 
 b) Escrever a equação que se usa para calcular o pH de uma solução tampão, 
identificando todos os termos da equação. 
 c) Sistemas tampões com diferentes concentrações de ácidos e de bases 
conjugados podem apresentar o mesmo pH? Justifique. 
 d) Cite, pelo menos, três exemplos de sistemas tampões encontrados no 
organismo, identificando, para cada um deles, o ácido e a base conjugado. 
 
18 – a) No sangue normal humano, a relação entre as concentrações de bicarbonato e 
ácido carbônico (HCO3- / H2CO3) é de 20/l. Sabendo-se que o pK do ácido 
carbônico vale 6,1, qual o pH normal do sangue? 
 b) Baseando-se nos dados do item anterior, e sabendo-se que a concentração de 
bicarbonato no sangue normal é de 25mM, qual deve ser a concentração do 
ácido carbônico? 
 c) Uma pessoa que tenha uma concentração de bicarbonato de 32mM e uma 
concentração de ácido carbônico de 1,6mM, está com pH do sangue normal 
ou anormal? Compare com o item a. 
 d) Qual o pH de uma urina na qual a proporção entre as concentrações de 
Na2HPO4 e NaH2PO4 de 1 para 4? 
 
 
 
EXERCÍCIO: TAMPONAMENTO SANGUÍNEO 
 
01 – Completar o quadro abaixo, utilizando as seguintes equações e valores: 
 
pH = pK + log (HCO3-) \ H2CO3 
pH = pK + log (HCO3- ) \ S. PCO2 
pK = 6,1 S = 0,03 mM\mmHg 
PCO2: mmHg HCO3- : mM H2CO3: mM (moles/l) 
pH PCO2 (HCO3-) H2CO3 HCO3-\H2CO3 
 20 12 
24 20 
7,4 60 
80 84 
80 24 
60 18 
7,1 40 
20 10 
 
7,7 24 
40 40 
 
6,8 20 
40 05 
60 09 
6,8 12 
 
 
02- Distribuir os resultados em um gráfico, relacionando a concentração de 
bicarbonato (em ordenada) com o pH (em abscissa). Unir os pontos 
correspondentes à mesma pCO2 ( pontos isobáricos) e assinalar o valor da pCO2 em 
cada isóbara. 
 
03- O equilíbrio ácido-básico pode ser alterado por causas respiratórias ou 
metabólicas. Ambas podem tender a tornar o pH de sangue mais ácido (acidose) 
ou mais básico (alcalose). 
O mecanismo de produção da acidose respiratória, qualquer que seja a sua causa, 
é sempre o mesmo: dificuldade de eliminação do CO2 pelos pulmões que resulta 
num aumento da pCO2 no sangue com o conseqüente aumento das concentrações 
de H2CO3, HCO3-, e H+. Na alcalose respiratória o mecanismo é inverso: excesso 
de eliminação de CO2 pelos pulmões, diminuição da pCO2 e diminuição da 
H2CO3, HCO3- e H+. 
Na acidose metabólica o mecanismo de produção pode ser: 
a)por ingestão ou produção excessiva de ácidos fixos inorgânicos 
(HCl, etc) ou orgânicos (Ác. Lático, β-hidroxi-butírico, etc. ) 
b) por deficiência de base (diminuição da reabsorção renal de HCO3-). 
Na alcalose metabólica os mecanismo seriam: 
a) perda excessiva de ácido fixos, por via gástrica (HCl) ou renal. 
b) Ingestão excessiva de base (bicarbonato, lactatos, etc.). 
Geralmente quando ocorre uma alteração do equilíbrio ácido-básico de origem 
metabólica o organismo tenta compensar este desvio, total ou parcialmente, com 
uma alteração respiratória inversa e vice-versa. Por exemplo, uma alcalose 
metabólica poderia ser ocorrida parcialmente por uma acidose respiratória 
compensatória e uma acidose respiratória poderia ser ocorrida por uma alcalose 
metabólica compensatória. As alterações compensatórias são reflexas 
(automáticas) e, logicamente, só podem compensar até um determinado limite. As 
alterações respiratórias são obtidas por controle reflexo da freqüência e amplitude 
dos movimentos respiratórios que resultará em maior ou menor eliminação de CO2. 
As compensações metabólicas são efetuadas pelo rim através da maior ou menor 
reabsorção do bicarbonato. 
O sangue, além do tampão bicarbonato, contém outros sistemas tamponantes que, 
em conjunto, respondem pelo seu poder tamponante. 
Além do tampão bicarbonato, o sangue contém outros sistemas tamponantes: 
fostatos, proteínas e hemoglobina. Como o tampão bicarbonato não tampona seus 
próprios componentes(HCO3- e H2CO3), se não houvesse outrossistemas 
tampões no sangue, pequenas variações na pCO2 resultariam em amplas variações 
do pH. 
Partindo da situação normal do sangue (pH = 7,4 HCO3- = 24mM pCO2 para 
20 mmHg o sangue total permitirá um aumento de pH de apenas 0,2 unidades (até 
pH = 7,6). 
Se elevarmos a PCO2 para 60, a variação de pH será de apenas 0,12 unidades 
(até pH = 7,28). No plasma isolado e numa solução pura de bicarbonato de sódio 
24 mM as alterações de pH seriam bem maiores. Assinale esses novos pontos (pH 
= 7,6 na isóbara de 20 mmHg e pH = 7,8 na isóbara de 20 mmHg e pH = 7,28 na 
isóbara de 60 mMHg) no gráfico do quesito 02. Trace uma reta unindo-os ao 
ponto correspondente à situação normal do sangue. Esta reta indica a capacidade 
ou o poder de tamponamento do sangue sem nenhuma compensação renal ou 
respiratória. 
Os valores normais dos parâmetros sanguíneos de importância para o equilíbrio 
ácido-básico são dados a seguir. Como todos os parâmetros biológicos em geral, 
não são valores fixos e idênticos, para todos os indivíduos, trata-se na verdade de 
uma faixa, e não um valor, de normalidade.