4 - Ph e sistemas tampões

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18/08/2014 
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QUÍMICA E BIOQUÍMICA 
Ph e SISTEMAS TAMPÕES 
Profa. Thaís Melo de Paula Seixas 
pH e SISTEMAS TAMPÕES 
A manutenção do pH dos líquidos corporais é essencial para a vida. 
 
As reações bioquímicas ocorrem em um meio com pH ideal. 
 
Deve haver um equilíbrio ácido-base. 
IONIZAÇÃO DA ÁGUA 
A molécula de água pode dissociar-se (sofre auto-ionização) e 
transformar-se em um ácido ou base, dependendo do reagente. 
 
 
 
 
Para o equilíbrio iônico da água, as concentrações dos íons H+ e 
hidroxila (OH-) devem ser equivalentes. 
H2O H
+ + OH- 
H2O + H2O H3O
+ + OH- 
Cátions 
Hidrônios 
A molécula de água dificilmente sofre dissociação, gera pequena 
quantidade de íons hidrônios. 
 
Em 1 litro de água pura, a 25°C, há: 
 
 0,0000001 mol (10-7) de íons H+; 
 0,0000001 mol (10-7) de íons OH-. 
 
 
IONIZAÇÃO DA ÁGUA 
A ionização da água é descrita por uma constante de dissociação Kw. 
 
Kw H2O = H
+ + OH- 
Kw H2O = 10
-7 +  10-7 
IONIZAÇÃO DA ÁGUA 
Kw H2O = 10
-7 +  10-7 
Kw = 10-14 
SOLUÇÃO COM H+ = OH- = 10-7 = NEUTRA 
 
SOLUÇÃO COM H+  10-7 (OH-  10-7) = ÁCIDA 
 
SOLUÇÃO COM H+  10-7 (OH-  10-7 ) = BÁSICA 
IONIZAÇÃO DA ÁGUA 
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ÁCIDOS E BASES 
ÁCIDOS 
 Soluções ácidas possuem maior quantidade de hidrônios (H+ e 
H3O
-) que aquela produzida pela dissociação da água. 
 
 
BASES 
 Soluções básicas possuem menor quantidade de hidrônios (e 
maior quantidade de hidroxila OH-) que a produzida pela dissociação 
da água. 
ÁCIDOS são compostos que em solução aquosa se ionizam 
liberando íons H+. 
 
BASES são compostos que em solução aquosa se ionizam liberando 
hidroxila (OH-). 
 
Teoria de Arrhenius 
ÁCIDOS E BASES 
Teoria de Brönsted - Lowry 
ÁCIDOS são compostos capazes de doar prótons (H+). 
 
 
BASES são compostos capazes de receber prótons (H+). 
 
HCl + H2O H3O
+ + Cl- 
NaOH + H3O
+ Na+ + 2 H2O 
ÁCIDOS E BASES ÁCIDOS E BASES 
Numa reação de ionização há sempre um par ácido-base 
conjugado. 
 
 
Para cada doador de próton (ácido) há sempre um receptor (base). 
 
 
A ionização é alta em ácidos fortes e baixa em ácidos fracos. 
 
 
A constante de dissociação de um ácido é descrita como Ka. 
 
 
Quanto maior o valor de Ka, maior o poder de dissociação e mais 
forte o ácido. 
Ácidos fortes 
 Possuem grau de dissociação elevado. 
Ácidos fracos 
 Possuem grau de dissociação baixo. 
 
A dissociação libera íons H+. 
Os ácidos sempre apresentam uma base conjugada: 
Ácido 
Conjugado 
Base 
Conjugada 
ÁCIDOS E BASES ÁCIDOS E BASES 
Se um ácido está muito ionizado (dissociado) as H+ e A_ estarão 
altas e a HA estará baixa, então Ka é elevada. 
A constante de dissociação de um ácido é equivalente às 
concentrações de H+ e A- divididas pela concentração do ácido. 
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Ph – A EXPRESSÃO DA ACIDEZ 
O pH é uma forma conveniente de expressar a concentração de H+. 
ESCALA DE pH 
Para determinação se uma solução é ácida ou básica existe uma 
escala de pH. 
 
Mede a concentração de íons H+. 
 
Pode variar de zero a 14. 
 
A H+ pode variar entre 100 a 10-14. 
Relação entre H+ e 
pH 
Como a escala de pH é 
logarítmica, uma diferença 
de 1 unidade de pH é 
equivalente a uma diferença 
de 10 vezes a H+. 
ESCALA DE pH 
Valores de pH de algumas soluções 
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Valores de pH de alguns líquidos corporais MANUTENÇÃO DO Ph SANGUÍNEO 
Deve haver um equilíbrio entre a entrada de íons H+ no organismo 
e a remoção desse íon. 
 
O organismo possui mecanismos para manter a H+ constante e, 
consequentemente, o pH sanguíneo dentro da normalidade. 
MANUTENÇÃO DO Ph SANGUÍNEO 
SUBSTÂNCIA TAMPÃO: 
 Liga-se irreversivelmente aos íons H+ e é formada por um ácido 
fraco e uma base conjugada que atuará como tampão. 
 
 
 
Um tampão resiste às variações de pH porque possui tanto 
espécies ácidas para neutralizar os íons OH- quanto espécies 
básicas para neutralizar os íons H+. 
Tampão + H+ H+ Tampão 
DEFINIÇÃO DE SISTEMAS TAMPÕES 
EQUILÍBRIO ÁCIDO-BASE NO SANGUE 
O organismo tende a produção de ácidos. 
 
O pH de 7,3 a 7,4 é mantido por meio dos sistemas tampões. 
 
Quando há um desequilíbrio nas concentrações de ácidos ou bases 
ocorre um distúrbio ácido-base. 
 
 Ácidos do organismo: H+ e CO2 e outros. 
 Base do organismo: HCO3-. 
Tendência 
à Acidemia 
SISTEMAS TAMPÃO 
BICARBONATO 
 Principal sistema tampão do organismo. 
 O bicarbonato (HCO3-) combina-se com os íons H+ formando o 
ácido carbônico (H2CO3). 
 
 
 
 O H2CO3 se dissocia em H2O e CO2 e, este último, é eliminado 
pelos pulmões. 
 
 
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SISTEMAS TAMPÃO 
PROTEÍNAS PLASMÁTICAS E INTRACELULARES 
 Algumas proteínas plasmáticas e intracelulares possuem 
grupos químicos capazes de liberar ou receber íons H+. 
 
 Comportam-se como ácidos ou bases. 
 
PROTEÍNAS PLASMÁTICAS E INTRACELULARES 
SISTEMAS TAMPÃO 
SISTEMAS TAMPÃO 
HEMOGLOBINA 
 A hemoglobina auxilia no tamponamento plasmático. 
 Dentro das hemácias, o CO2 se liga à H2O devido à ação da 
enzima Anidrase Carbônica. 
 
 
 
 O H2CO3 formado dissocia-se em íons H
+ e HCO3- . 
 H+ permanece dentro da hemácia se ligando à hemoglobina e 
o HCO3- é liberado no plasma: efeito tampão. 
 
 
 
SISTEMAS TAMPÃO 
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EQUILÍBRIO ÁCIDO-BASE NO SANGUE 
ACIDEMIA: pH sanguíneo baixo devido aumento da H+. 
 pH  7,35. 
 
ACIDOSE: condição fisiopatológica do acúmulo de ácidos no sangue. 
 
ALCALEMIA: pH sanguíneo alto devido diminuição da H+. 
 pH  7,45. 
 
ALCALOSE: condição fisiopatológica da diminuição de ácidos no 
sangue. 
EQUAÇÃO DE HENDERSON - HASSELBALCH 
Quando um ácido é adicionado à água, a concentração final de íons 
H+ depende da tendência do ácido de se ionizar. 
O pH final depende da A- e H+. 
 
 
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EQUILÍBRIO ÁCIDO-BASE NO SANGUE 
Equação de Henderson 
Componente 
respiratório 
Componente 
metabólico 
Acidose Respiratória 
Alcalose Respiratória 
Acidose Metabólica 
Alcalose Metabólica 
DISTÚRBIOS ÁCIDO-BÁSICOS 
ACIDOSE RESPIRATÓRIA 
 Causada pelo aumento da PaCO2 e, consequentemente, da 
H+ devido a um desequilíbrio entre a produção e eliminação do CO2 
pelos pulmões. 
 
 
ALCALOSE RESPIRATÓRIA 
 Causada pela diminuição da PaCO2 e, consequentemente, da 
H+ decorrente da eliminação excessiva de CO2 pelos pulmões. 
DISTÚRBIOS ÁCIDO-BÁSICOS 
ACIDOSE METABÓLICA 
 Decorrente do aumento da H+ e pela diminuição do HCO3- 
por consumo. 
 Causas: produção de ácidos (ácido lático, uremia, corpos 
cetônicos), diarreia com perda de HCO3-. 
 
ALCALOSE METABÓLICA 
 Decorrente do aumento de HCO3- ou diminuição da H+ no 
sangue 
 Causas: vômito gástrico, diuréticos. 
DISTÚRBIOS ÁCIDO-BÁSICOS: Respostas Compensatórias 
ACIDOSE METABÓLICA 
ALCALOSE METABÓLICA 
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DISTÚRBIOS ÁCIDO-BÁSICOS: Respostas Compensatórias 
ACIDOSE RESPIRATÓRIA 
ALCALOSE RESPIRATÓRIA