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CURSO TECNICO EM BIOTECNOLOGIA DISCIPLINA DE PROCESSOS BIOQUÍMICOS PROF.ª BIANCA PFAFFENSELLER Prática I: SOLUÇÕES TAMPÃO Jessika Lara, Náthaly Luz, Paula Soares e Thayana Tabarkiewicz NOTA = 7,8 19 de Março de 2014 Introdução As soluções tampões são soluções que resistem a mudanças de pH, quando a elas são adicionados ácidos ou bases ou quando uma diluição ocorre. Essa resistência é resultado do equilíbrio entre as espécies participantes do tampão. Um tampão é constituído de uma mistura de um ácido fraco e sua base conjugada, ou de uma base fraca e seu ácido conjugado. “O conceito original de ação tamponante surgiu de estudos bioquímicos e da necessidade do controle do pH em diversos aspectos da pesquisa biológica, como por exemplo em estudos com enzimas que têm sua atividade catalítica muito sensível a variações de pH. Neste contexto, em 1900, Fernbach e Hubert, em seus estudos com a enzima amilase, descobriram que uma solução de ácido fosfórico parcialmente neutralizado agia como uma proteção contra mudanças abruptas na acidez e alcalinidade”¹. A capacidade tamponante é o quanto a solução tampão resiste às variações de pH, quando se adiciona s quantidades de ácido ou base. Os tampões têm a propriedade de resistir a mudanças no pH, isto ocorre porque essas soluções contêm um componente ácido e um básico em sua constituição. É importante lembrar que existe um limite para as quantidades de ácido ou de base adicionados a uma solução tampão antes que um dos componentes seja totalmente consumido. Esse limite é conhecido como a capacidade tamponante de uma solução tampão. Assim, quanto maior a capacidade, maior será o tempo da ação tampão. Os sistemas tampão são escolhidos de acordo com a faixa de pH que se deseja tamponar. Tampões biológicos: Existem mecanismos importantes para a defesa do organismo contra alterações do pH, estes mecanismos, químicos ou então fisiológicos estão interligados. Os mecanismos químicos são representados pelas substâncias químicas que se encontram dissolvidas no plasma e líquido intracelular, que agem como ácidos e bases neutralizando efeitos do aparecimento de quaisquer ácidos ou bases oriundos do próprio metabolismo, de medicamentos ou distúrbios fisiológicos e alimentares (sistemas-tampão). Os órgãos importantes para o funcionamento dos mecanismos filológicos são os pulmões e os rins, que eliminam substâncias indesejáveis ou em excesso, ácidas ou bases, e reservam outras, dependendo da necessidade momentânea do indivíduo. Objetivos: Verificar o efeito do tampão de diferentes soluções e as variáveis que o influenciam. Materiais: 100 mL de solução de fosfato monobásico de potássio 0,1 M 60 mL de solução de fosfato bibásico de potássio 0,1 M 6 mL de HCl 0,1 M 6 mL de NaOH 0,1 M Água destilada Béqueres, provetas Potenciômetro Métodos: - Calibramos o potenciômetro com as soluções padrões de pH 4,0 e 7,0. - Preparamos o tampão fosfato de pH final de 6,5: - Colocamos em um béquer, 100 mL de fosfato monobásico de potássio 0,1 M. Acrescentamos a esta solução fosfato bibásico de potássio 0,1 M até que atingisse o pH de 6,5. Este procedimento foi realizado com adição aos poucos da solução, monitorando o pH com o auxílio do pHmetro. - Capacidade tamponante do tampão fosfato - Colocamos a metade da solução preparada em um béquer e acrescentamos HCl 0,1 M, de 1 em 1 mL, medindo o pH após cada adição - Na outra metade desta solução, colocamos NaOH 0,1 M, de 1 em 1 mL, medindo o pH após cada adição. Resultados: Tampão fosfato (nosso experimento) Medições de pH 0 mL 1 mL 2 mL 3 mL 4 mL 5 mL 6 mL HCl 6,5 6,45 6,42 6,37 6,32 6,27 6,22 NaOH 6,5 6,53 6,58 6,63 6,68 6,72 6,76 *Eixo X: representa a variação do pH da solução tampão de fosfato com a adição de ácido (HCl) e base (NaOH). *Eixo Y: representa o volume adicionado em mL de cada reagente. No preparo do tampão fosfato foi observado que para atingirmos o pH de 6,5 foi necessário a adição de 60 mL de solução de fosfato bibásico de potássio 0,1 M. Foram adicionadas 1190 gotas dessa solução. 1 gota – 50 uL 1190 gotas – x uL X= 59.500uL= 59,5 mL Capacidade tamponante do ácido acético (Colegas) Medições de pH 0 mL 1 mL 2 mL 3 mL 4 mL 5 mL 6 mL HCl 4,68 4,64 4,60 4,56 4,51 4,46 4,41 NaOH 4,68 4,73 4,79 4,84 4,92 4,96 5,02 *Eixo X: representa a variação do pH da solução de ácido acético com a adição de ácido (HCl) e base (NaOH). *Eixo Y: representa o volume adicionado em mL de cada reagente. Capacidade tamponante do leite (colegas) Medições de pH 0 mL 1 mL 2 mL 3 mL 4 mL 5 mL 6 mL HCl 6,70 6,69 6,67 6,64 6,64 6,63 6,61 NaOH 6,70 6,72 6,73 6,76 6,80 6,83 6,86 *Eixo X: representa a variação do pH do leite com a adição de ácido (HCl) e base (NaOH). *Eixo Y: representa o volume adicionado em mL de cada reagente. Capacidade tamponante da água (colegas) Medições de pH 0 mL 1 mL 2 mL 3 mL 4 mL 5 mL 6 mL HCl 5 3,67 3,5 3,09 2,96 2,85 2,18 NaOH 5,15 9,04 9,59 9,89 10,18 10,43 10,61 *Eixo X: representa a variação do pH da água destilada com a adição de ácido (HCl) e base (NaOH). *Eixo Y: representa o volume adicionado em mL de cada reagente. Conclusão: Para o leite proveniente de diversas fontes, após misturado, o pH varia entre 6,6 e 6,8, com média de 6,7 a 20 °C ou 6,6 a 25 °C. No caso da secreção após o parto (colostro), o pH varia de 6,25 no primeiro dia a 6,46 no terceiro. O leite proveniente de animais com mamite é levemente alcalino, podendo atingir pH 7,5. O leite apresenta considerável efeito tampão, especialmente em pH entre 5 e 6, em razão da presença de dióxido de carbono, proteínas, citratos, lactatos e fosfatos. Foi possível observar que dos quatro experimentos realizados, aqueles que têm maior capacidade de tamponamento são: o tampão fosfato, solução de ácido acético e o leite, pois eles têm pouca variação de pH. Já a água tem uma variação muito alta de pH (como observado nos resultados acima). Bibliografia: http://qnesc.sbq.org.br/online/qnesc13/v13a04.pdf PERUZZO, Francisco Miragaia (Tito); CANTO, Eduardo Leite; Química na Abordagem do Cotidiano, Ed. Moderna, vol.1, São Paulo/SP- 1998. ¹ Protocolo da aula prática de soluções tampão. http://qnint.sbq.org.br/qni/visualizarTema.php?idTema=18 Paulo Henrique Fonseca da Silva, originalmente publicado em Química Nova na Escola, n. 6, novembro 1997 Edição: Leila Cardoso Teruya Discussão está pequena. Vcs podem discutir: - pq cada solução se comportou dessa maneira? Aquelas q tem capacidade de tamponar, pq isso ocorre? O que elas contem q as fazem tampões? (par ácido base,etc). - onde estes tampões são utilizados? Qual a faixa de tamponamento de cada? - comparar a capacidade de tamponamento entre eles.