Água, pH e Tampões

Prévia do material em texto

ÁGUA, pH E TAMPÕES 
1. A molécula de água, H2O, apresenta um ângulo de 104,5 graus entre as 
duas ligações O–H, dando-lhe um caráter altamente polar. Além disso, o 
átomo de O possui 2 pares de elétrons livres, permitindo a formação de 
ligações (ou pontes) de H entre moléculas vizinhas. Esta estrutura dá à água 
propriedades físicas e químicas de enorme importância biológica. 
 
2. A água se ioniza através de uma reação ácido-base: 
 
A reação ácido-base se caracteriza pela troca de prótons entre pares 
conjugados de ácidos e bases. A água pode se comportar como ácido e 
como base: 
 
 
Estas são reações de equilíbrio, às quais correspondem constantes de 
equilíbriodefinidas. Por exemplo: 
 
K mede a afinidade relativa das bases, de cada par ácido-base conjugados 
(AH/ A- e H3O+/ H2O), por prótons. Fala-se comumente em constante de 
dissociação de um ácido (Ka), significando: 
Ka = K [H2O] = [H
+] [A-], onde [H2O] é essencialmente constante (55 M). 
 [AH] 
 
 
3. [H+] é a concentração hidrogeniônica e os valores de [H+] para a maioria das 
soluções são muito baixos e difíceis de serem comparados. Um valor mais 
prático é conhecido como pH: pH = - log [H+] como 1/[H+] = 1/K x [A-]/[AH] 
pode-se obter pH = - logK + log [A-]/[AH] por analogia - log K = pK e pH = pK 
+ log [A
-
]/[AH] 
Conclui-se que pK é numericamente igual a pH da solução na qual as 
concentrações molares do ácido e sua base conjugada são iguais (ie log [A-
]/[AH] = 0). 
A igualdade pH = pK + log [A-]/[AH] é conhecida como Equação de 
Henderson- Hasselbach. 
 
4. Ácidos são classificados de acordo com sua força relativa, ou seja, de 
acordo com sua capacidade de transferir um próton para a água. Ácidos com 
constantes de dissociação menores do que aquela de H3O+ (que, por 
definição, é igual a 1 em soluções aquosas (vê se consegue confirmar por 
que!)) são só parcialmente ionizados em soluções aquosas e são 
conhecidos como ácidos fracos (K < 1). Já os ácidos fortes têm constantes 
de dissociação maiores que a de H3O
+, sendo quase completamente 
ionizados em soluções aquosas (K>1). 
 
5. Tampões são sistemas aquosos que tendem a resistir a variações no seu pH 
quando pequenas quantidades de ácido (H+) ou base (OH-) são adicionadas. 
Um sistema tampão consiste de um ácido fraco (o doador de prótons) e sua 
base conjugada (o aceptor de prótons). É comum encontrar os seguintes 
símbolos para representar um ácido (AH ou BH+) e sua base conjugada (A- 
ou B:) 
 
6. A adição de ácido forte (H+) ou base forte (OH-) a uma solução aquosa de 
um ácido fraco, por exemplo, ácido acético (pKa = 4,76), causa pequenas 
variações de pH, se a solução estiver a um pH próximo do pK do ácido. Este 
comportamento define um tampão ácido-base.