5 pH e tampão

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Aula de 
BIOQUÍMICA 
Prof. Roque C. Pereira 
 
pH E SOLUÇÕES TAMPÃO 
INTRODUÇÃO 
A Molécula de água e suas propriedades 
1- Molécula polar 
2- Geometria tetraédrica 
3- Forma ponte de H 
4- Alto PF e PE 
5- Elevado calor específico 
6- Elevado calor de vaporização e calor de fusão. 
Dissociação da água e seu produto iônico 
 
H2O + H2O OH - + H3O+ 
A água funciona tanto como ácido quanto como base 
 
Lei da ação das massas: 
 
 K.[H2O]
2 = Kw = [ H3O
+] [OH -] = 10-14 
Na água pura a [H+] é igual a [OH-] que é igual a 10-7 
ÍON HIDROGÊNIO 
O íon hidrogênio (H+) é o íon mais importante nos 
sistemas biológicos 
A [H+] nas células e líquidos biológicos influencia a 
velocidade das reações químicas, a forma e função das 
enzimas assim como de outras proteínas celulares e a 
integridade das células 
A [H+] nas células e líquidos biológicos deve estar em 
torno de 4x10-8 
 
DEFINIÇÕES DE ÁCIDOS E BASES 
 Ácidos e Bases de Arrhenius. 
 Ácidos e Bases de Bronsted-Lowry. 
ÁCIDOS E BASES DE ARRHENIUS 
Svante Arrhenius (1859-1927): 
Ácido é uma substância que contém 
hidrogênio e libera o íon hidrogênio (H+) 
como um dos produtos de ionização em água. 
H C l( a q ) H
+ ( a q ) + C l - ( a q ) 
ÁCIDOS E BASES DE ARRHENIUS 
Svante Arrhenius (1859-1927): 
Base é um composto que libera íons 
hidróxido em água. 
N a O H ( a q ) N a
+
( a q ) 
+ O H - ( a q )
N H 3 ( a q ) + H 2 O ( l ) N H 4
+
( a q ) + O H
-
( a q )
AUTO-IONIZAÇÃO DA ÁGUA 
AUTO-IONIZAÇÃO DA ÁGUA 
Friedrich Kohlrausch (1840-1910) 
Demonstrou que a água mesmo depois de 
purificada, ainda tinha uma pequena condutividade 
elétrica, pois auto-ionização provocava a presença 
de concentrações muito baixas de H3O
+ e OH- 
mesmo na água mais pura. 
ÁCIDOS E BASES DE BRONSTED 
1923 
 Johannes N. Bronsted (1879-1947) em 
Copenhague (Dinamarca) 
 Thomas M. Lowry (1874-1936) em 
Cambridge (Inglaterra) 
Novo conceito para o comportamento 
dos ácidos e bases. 
ÁCIDOS E BASES DE BRONSTED 
ÁCIDO 
 Qualquer substância capaz de doar um próton a 
qualquer outra substância. Assim, os ácidos podem ser: 
H N O 3 (a q ) + H 2 O ( l ) N O 3
-
( a q ) + H 3 O
+
(a q )
 Neutros, como o ácido nítrico, 
 Ou podem ser cátions ou ânions, 
N H 4
+
( a q ) + H 2 O ( l ) N H 3 ( a q ) + H 3 O
+
(a q )
H 2 P O 4
-
( a q ) + H 2 O ( l ) H 3 O
+
(a q ) + H P O 4
2 -
( a q )
ácido 
ácido 
ácido 
ÁCIDOS E BASES DE BRONSTED 
BASE 
 Substância que pode receber um próton de uma outra 
substância. Podem ser: 
 Um composto neutro, 
 Ou um ânion, 
base 
base 
base 
N H 3 ( a q ) + H 2 O ( l ) N H 4
+
( a q ) + O H
-
( a q )
C O 3
2 -
(a q ) + H 2 O ( l ) H C O 3
-
( a q ) + O H
-
(a q )
P O 4
3 -
(a q ) + H 2 O ( l ) H P O 4
2 -
( a q ) + O H
-
(a q )
ÁCIDOS E BASES DE BRONSTED 
PARES ÁCIDO-BASES CONJUGADOS 
 Transferência de um próton para a água ou da água: 
H C O 3
-
( a q ) + H 2 O ( l ) C O 3
2 -
(a q ) + H 3 O
+
(a q )
Ácido Ácido Base Base 
 O conceito de equilíbrio (representado por ) 
envolvendo ácidos e bases conjugadas é o princípio 
fundamental da teoria de Bronsted. 
HCO3
-
(aq) + H2O(l) CO3
2-
(aq) + H3O
+
(aq)
- H+
+ H+
 Um par de compostos que diferem pela 
presença de uma unidade H+ é denominado 
par ácido-base conjugado. 
ÁCIDOS E BASES DE BRONSTED 
PARES ÁCIDO-BASES CONJUGADOS 
Ácido Ácido conjugado 
da H2O 
Base Base 
conjugada 
do HCO3
- 
Conceitos de ácido e bases 
O íon acetato é a base conjugada do ácido acético 
O ácido acético é o ácido conjugado do íon acetato 
O íon hidrônio é o ácido conjugado da água 
A água é a base conjugada do íon hidrônio 
Ácidos aumentam a [H+] de uma solução aquosa e 
 bases a diminuem 
 
CH3COOH + H2O CH3COO - + H3O+ 
CAMADA DE SOLVATAÇÃO 
MAIS PRÓXIMA 
CAMADA DE SOLVATAÇÃO MAIS 
AFASTADA 
 DIFUSÃO FACILITADA 
As proteínas transportadoras aumentam 
a eficiência do transporte de pequenas 
moléculas hidrofílicas através da 
membrana plasmática 
 Mudanças na concentração de íons Hidrônio (H3O+) ou 
ions Oxidrila (OH-) alteram a solubilidade das 
substancias e compostos hidrossolúveis 
 Quando há alteração na concentração dos produtos 
iônicos da água, também há alteração na força iônica 
da solução 
Soluções Ácidas 
Alta força iônica 
Soluções Básicas 
Alta força iônica 
Soluções Neutras 
Baixa força iônica 
 POTENCIAL HIDROGENIÔNICO (pH) 
 A [H+] de uma solução é quantificada em 
unidades de pH 
 
 O pH é definido como o logarítmo negativo da 
[H+] 
 pH = -log [H+] 
 
 A escala de pH varia de 1 até 14, uma vez que 
qualquer 
 [H+] está compreendida na faixa de 10 0 a 10 -14. 
HC RAMIFICADOS