Ph, Tampão e Água

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Solvente universal
(sangue, linfa, lágrimas)
Equilíbrio térmico
(SUOR)
Meio aquoso
(moléculas em movimento)
Lubrificante
Ambiente para a vida
Equilíbrio osmótico
Equilíbrio ácido-básico
Água
Variação da taxa de água de um organismo
a) Atividade do tecido: > atividade > água
b) Idade: Água diminui com a idade
c) Espécie: varia de uma para a outra – exemplo: homem: 65%, 
medusas: 98%, fungos: 83%, animais domésticos: 60 a 70% 
h"p://portal.virtual.ufpb.br/biologia/novo_site/Biblioteca/Livro_1/2-Bioquimica_Estrutural.pdf
glicose + O2 = CO2 + H2O
Água metabólica
Água é um molécula polar
É assimétrica e bipolar – dipolo elétricos (cargas elétricas)
Os elétrons não compartilhados do oxigénio encontram-se num lado, enquanto 
que os dois núcleos dos átomos de hidrogénio se encontram no outro. Desta 
assimetria resulta um lado da molécula carregada negativamente e o outro lado 
positivamente, formando o que se chama um dípolo.
Estrutura da molécula de água
Água é estabilizada por ligações de hidrogênio
Para formar uma ligação ou ponte de hidrogênio, é necessário: 
Um átomo eletronegativo (aceptor/receptor do hidrogênio); 
Um hidrogênio ligado covalentemente a outro átomo eletronegativo (doador 
de hidrogênio). 
A água como solvente
A água é um solvente polar e dissolve boa parte das moléculas biológicas, que
geralmente contém grupamentos polares ou carregados (também chamados de
compostos hidro;licos – amigo da água).
As substâncias polares dissolvem-se facilmente na água porque podem subsBtuir as
interações água-água por interação água-soluto.
Compostos hidrofóbicos não conseguem interagir com as moléculas de água.
As substâncias apolares interferem com as interações água-água, mas são
incapazes de formar interação água-soluto, assim, essas moléculas são pouco
solúveis em água. Em solução aquosa, moléculas não–polares tendem a se
agregar.
Assim, estes compostos interagem entre si, sendo insolúveis.
Compostos hidrofóbicos
Lipídeos anfipá-cos têm capacidade de autoestruturação
São substâncias que apresentam uma natureza dupla, tendo
um grupo polar (hidro9lico) e outro apolar (hidrofóbico) na
mesma molécula. O grupo polar é denominado cabeça polar e
o grupo apolar é a cauda apolar
Também chamados de anfi9licos (anfipaCcidade)
Exemplos: Sabões (detergentes), lipídios de membranas,
proteínas, colesterol.
Compostos anfipáCcos
Substâncias anfipá.cas em presença de água podem formar estruturas como micela,
bicamadas e lipossomos (vesículas microscópicas compostas de uma ou mais membranas
lipídicas envolvendo um compar.mento aquoso).
Disposição dos lipídeos em meio aquoso
Micelas inversas
Lipídeos anfipá3cos em meio hidrofóbico.
Água pura é levemente ionizada
A água sofre autoionização, ionizando-se a H+ e OH-. Na realidade, o próton, H+, não 
tem existência própria: é capturado por uma molécula de água, originando o íon H3O+
(íon hidrônio ou hidroxônio). Esta ionização é expressa como um equilíbrio químico:
A concentração de hidrogênio na água pura é igual a 10-7 M.
Quantidade de H+ e OH- são iguais
Kw = [H3O+] . [OH-]
Kw = (1 . 10-7) . (1 . 10-7)
Kw = 10-14
Produto iônico da água (Kw) - water
Entender a relação entre íons H+ e OH-
A escala de 
pH é 
baseada no 
produto 
iônico da 
água (Kw)
"Quando a concentração dos íons hidrogênio se eleva ou se reduz, alteram-se a
permeabilidade das membranas e as funções enzimáticas celulares; em consequência,
deterioram-se as funções de diversos órgãos e sistemas."
pH é uma medida indireta da [H]
p: "logaritmo negativo de"
pH: é o logaritmo do inverso da concentração de hidrogênios, portanto, quando a 
concentração de H+ diminui, o pH aumenta e vice-versa. O pH é um indicador de 
concentração de H+ no sangue. É considerado normal de 7,35 a 7,45.
Powers,S.K. e Howley, E.T., Fisiologia do Exercício, (2000), pg207 Fig11.3
SISTEMAS TAMPÕES
§ sistemas que tendem a se opor à 
mudanças de pH
Equilíbrio ácido - básico
Ácido - É toda molécula que doa hidrogênio (H+) 
para o meio aquoso
Base – É toda molécula que recebe hidrogênio (H+).
Em meio aquoso as moléculas se ionizam:
ØVeja a reação de um ácido qualquer: 
üHA D H+ + A-
üPar Conjugado ácido - base
: sistemas tampão no sangue, capazes de neutralizar ácidos e bases 
em excesso, dificultando as oscilações do pH. Sistema bicarbonato / ácido carbônico: é o 
mais importante
Atuação imediata
Ação rápida, elimina ou retém o dióxido de carbono do sangue, 
moderando o teor de ácido carbônico. Sistema bicarbonato / ácido carbônico: é o mais 
importante para evitar variações de pH produzidas por ácidos não-voláteis. 
Composto por ácido carbônico e bicarbonato de sódio e está presente no nosso plasma.
Atuação em minutos ou horas
: Ação mais lenta, promove a poupança ou a eliminação do íon 
bicarbonato para assegurar a manutenção do pH dentro dos limites normais.
pH fora do normal – urina ácida ou urina alcalina
Atuação em horas ou dias
Bioquímica médica
Uma anomalia num ou mais destes mecanismos de controle do pH pode
provocar uma das duas principais alterações no equilíbrio ácido-básico: 
acidose ou alcalose.
A pressão parcial do CO2 nos pulmões pode variar rapidamente pela taxa de respiração e
profundidade da respiração. Por exemplo, um remédio comum para aliviar soluços é o
aumento da concentração de CO2 nos pulmões. Isto pode ser atingido prendendo a respiração,
respirando lenta e superficialmente (hipoventilação) ou respirando dentro de um saco de papel.
Sob estas condições, a pCO2 no espaço aéreo dos pulmões sobe acima do normal. Explique em
termos quantitativos o efeito destes procedimentos no pH sanguíneo. Use o tampão abaixo para
formular sua resposta.
H2CO3-Ácido carbônico
HCO3- Bicarbonato
Questões para resolver em sala da aula
Um mergulhador hiperven1la se preparando para o mergulho sem cilindro 
(mergulho de apneia), reduzindo assim o dióxido de carbono, ocorrendo alcalose 
respiratória, prolongando o tempo de mergulho. Explique porque isso acontece.
Na diabetes mellitus 1po 1 não compensada, a oxidação da glicose é reduzida já que 
essa deixa de entrar nas células por causa da falta de insulina. As células aumentam 
a oxidação de triglicérides, processo que libera ácidos cetônicos no sangue, o que 
contribui com a redução do seu pH, processo chamado cetoacidose diabé5ca. 
Explique porque isso acontece. 
Como poderia agir o tampão?
ØO potencial do ácido (ou da base) dissociar em meio 
aquoso é chamada de Potencial de dissociação ou 
ionização (pKa)
ØEsse potencial é ob>do pela >tulação do ácido ou base.
Se o pH mensura o potencial de hidrogênio iônico no meio (ou seja, a concentração de H+
no meio), o pKa determina o potencial de dissociação do ácido (ou da base), é a
identidade da molécula.
Titulação ácido-base: a concentração de ácido é calculada a par7r
do volume e da concentração de base.
Ø O pKa é o ponto médio da curva de titulação para o ácido e a base.
Titulação do ácido acético
ácido fraco
Um tampão só é eficiente para manter pHs próximos do seu pKa!
Zona tampão ou tamponante
üpKa Ácido acético = 4,76 
üZona Tampão (ZT) = 3,76 a 5,76
ü!" = $%& ± 1
Ø Alguns tampões fisiológicos: 
üÍons fostatos
üH2PO4- D H+ + HPO4–
üpKa = 6,86 
üSeria ótimo para tamponar 
sangue, porém tem em muito
pouica quantidade no sangue
üHistidina (Hys)
üAminoácido com dois grupos aminas 
ionizáveis (-NH3+) 
üpKa = 6,0
üÍons bicarbonato 
üCO2 + H2O D H2CO3 D H+ + HCO3-
üpKa =7,4 
1) A glicina é um aminoácido frequentemente usado como ingrediente de um tampão. O 
pkA desta substância é 9,6. Qual intervalo de pH a glicinapode ser usada como tampão 
efeDvo?
Resposta: 8,6-10,6
2) Qual das substâncias abaixo podem fazer tamponamento do pH fisiológico sanguíneo?
a) Pka=2
b) pKa=6,2
c) pKa-8,1
d) pKa=12,5