Exercícios Água pH e tampão

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Exercícios – Água, pH e soluções tampão 
1. Descreva a estrutura tridimensional da molécula de água e como 
2. Como a ligação de hidrogênio entre as moléculas de água interferem no seu ponto de fusão e de 
ebulição? 
3. Por que a água é o solvente ideal para as biomoléculas. 
4. Por que a dissolução de compostos polares ou carregados em água tem variação favorável de 
energia livre, enquanto a dissolução de compostos apolares tem variação desfavorável de energia 
livre. 
5. O que são micelas? Explique como estas estruturas são formadas e quais forças atuam para 
manter a estrutura. 
6. Qual é o papel das interações fracas na estrutura de biomoléculas? Explique. 
7. Explique como os organismos conseguem manter o equilíbrio osmótico com o meio circundante. 
8. Por que é mais vantajoso (em termos de osmolaridade) para a célula acumular energia na forma 
de macromoléculas, em relação aos seus constituintes monoméricos. 
9. Explique por que soluções neutras apresentam pH 7. 
Considerando que para a água pura [H+] = 10-7 e o pH=7, calcule o pH das seguintes soluções 
aquosas dos seguintes ácidos e bases fortes. (Atenção!!! Avalie se a ionização da água irá ou não 
contribuir para quantidade de íons H+ ou HO- na solução). 
a) HCl 5 x 10-5 M 
b) NaOH 7 x 10-5 M 
c) HCl 1,5 x 10-3 
d) HCl 0,1 M 
e) KOH 2 x 10-2 M; 
e) KOH 2  108 M. 
f) HClO4 5  1010 M; 
 
10. Calcule a concentração de íons hidrogênio, [H+], para cada uma das seguintes soluções: 
a) Plasma sanguíneo, pH 7,4 
b) Urina humana, pH 6,2 
c) Água Sanitária, pH 11,5 
 
11. No laboratório de um hospital, uma amostra de 10 mL de suco gástrico, obtida muitas horas 
depois de uma refeição, foi titulada com 0,1 M NaOH até a neutralidade; foram necessários 7,2 mL 
de NaOH. O estômago do paciente não continha nenhuma comida ou bebida, então se presume que 
não exista nenhum tampão presente. Qual era o pH do suco gástrico? 
 
12. Qual das soluções aquosas seguintes tem o menor pH: 0,1 M de HCl, 0,1 M de ácido acético (pKa = 
4,86), 0,1 M de ácido fórmico (pKa= 3,75)? 
13. Compare um ácido forte e um ácido franco quanto à tendência de ionização, Ka e pKa? 
14. A aspirina é um ácido com pKa=3,5; sua estrutura contém um grupo carboxila. Para ser absorvido 
pela corrente sanguínea, ela precisa passar através de uma membrana que reveste o estômago e o 
intestino delgado. Moléculas eletricamente neutras conseguem passar através das membranas muito 
mais facilmente do que as carregadas. Onde você acha que uma maior quantidade de aspirina seja 
absorvida: no estômago, onde o pH do suco gástrico é igual a 1, ou no intestino delgado, com pH em 
torno de 6? Por quê? 
15. Quais os fatores que determinam a eficiência ou capacidade tamponante de uma solução? 
16. Qual desses compostos seria o melhor tampão em pH 5,0: ácido fórmico (pKa = 3,8), ácido acético 
(pKa = 4,76) ou etilamina (pKa = 9,0)? Justifique brevemente sua resposta. 
17. Qual é a razão [CH3COO-]/[CH3COOH] em um tampão acetato em pH 5,0, considerando o 
equilíbrio ácido acético↔acetato tendo pKa= 4,76? 
18. Explique como o tampão acetato resiste a mudanças de pH quando se adiciona íons OH- ou H+ 
19. Calcule o pH de uma solução tampão preparada misturando-se 75 ml de ácido lático 1M e 25ml 
de lactato de sódio 1M. (obs: equilíbrio ácido lático↔lactato possui pka=3,86). 
20. O aminoácido glicina pode ser usado como o ingrediente principal de um sistema tampão em 
experimentos de bioquímica. O grupo amino da glicina, que tem pKa de 9,6, pode existir tanto na 
forma protonada quanto como base livre. 
(a) Em qual intervalo de pH a glicina pode ser usada como tampão efetivo devido ao seu grupo 
amino? 
(b) Em uma solução de 0,1 M de glicina em pH 9, qual a fração de glicina que tem os seus grupos 
amino na forma protonada? 
(c) Quanto de KOH 5 M deve ser adicionado em 1 L de uma solução de glicina de 0,1 M a pH 9,0 para 
mudar o pH para exatamente 10,0? 
(d) Quando 99% da glicina estão na forma protonada, qual é a relação numérica entre o pH da 
solução e o pKa do grupo amino? 
21. Imagine que você precisa preparar uma solução tampão de acetato. Você dispõe de solução de 
ácido acético e acetato de sódio, ambas 0,1 M. Sabendo que o pKa do ácido acético = 4,7: 
A) Como você preprararia uma solução tampão de pH 3,7 utilizando as soluções acima? 
B)Como você preprararia uma solução tampão de pH 5,7 utilizando as soluções acima? 
 
22. O plasma sanguíneo possui dois principais sistemas tampão: o tampão bicarbonato e o tampão 
fosfato. 
A) Calcular a relação [HCO3-]/[H2CO3] no plasma sanguíneo em pH 7,4 (pKa = 3,77). 
B) Calcular a relação [HPO42-]/[H2PO4-] no plasma sanguíneo (pKa = 7,20). 
C) Qual dos dois pares ácido-base conjugados é o tampão mais eficiente em uma amostra de plasma 
sanguíneo em um frasco fechado, sem espaço disponível para gases (totalmente ocupado por 
líquido)? 
23. O plasma sanguíneo contém uma reserva carbonato (HCO3- + CO2) de 2,52 x 10-2M. O pKa para o 
equilíbrio CO2 + H2O  HCO3- + H+ é de 6,1. 
A) Qual é a razão [HCO3-]/[CO2] e a concentração de cada componente do tampão presente a pH 7,4? 
B) Qual seria o pH se for adicionado 10-2 M de H+ sob condições tais que o aumento da [CO2] não 
possa ser liberado? 
c) Qual seria o pH se for adicionado 10-2 M de H+ e o excesso de CO2 eliminado (mantendo-se assim a 
[CO2] original)? 
24. Explique como a hiperventilação (respiração rápida e profunda) pode aumentar o pH sanguíneo e 
a como a hipoventilação (respiração lenta e superficial) pode diminuir o pH sanguíneo. 
25. Alguns distúrbios metabólicos podem levar a alterações no pH sanguíneo. Explique por que a O 
bicarbonato sérico encontra-se baixo na acidose metabólica (p. ex., cetoacidose diabética) e elevado 
na alcalose metabólica (p. ex., vomitos intensos devidos a estenose pilórica).