I - Sistema Tampão

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17/03/2017 
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Sistema Tampão 
Prof Alvaro Augusto Feitosa Pereira 
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Em 1 litro de água 
 
H2O OH
- + H+ 
 
3,3x1025 6x1016 6x1016 unidades 
 
 ( = 10-7 mol) 
 
 
[H+] = concentração molar de H+ = n mols de H+ / litro de água 
 
[H+] da água pura = 10 -7 mol / litro = 10 -7 M (molar) 
 
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POTENCIAL HIDROGÊNIO-IÔNICO (pH) 
 
pH = - log [H+] 
 
pH da água 
pH = - log [H+] = - log 10 -7 = - (-7) = 7 
 
pH de uma solução HCl 0,1 M 
 
Em 1 litro de uma sol. HCl 0,1 M, todas as moléculas HCl se 
ionizam ( = 100%) (ácido forte): 
 
HCl Cl- + H+ 
 0,1 mol 0,1 mol = 10 -1 mol 
 
pH = - log [H+] = - log 10-1 = - (-1) = 1 
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Calcular pH de solução 0,1 M de NaOH 
 
Em 1 litro de sol. NaOH 0,1 M , todas as moléculas NaOH se 
ionizam ( = 100%) (base forte): 
 
NaOH Na+ + OH- 
 0,1 mol 0,1 mol = 10 -1 mol 
 
[H+] [OH-] = 10-14 
(produto iônico da água, que sempre é igual a 10 -14) 
 
[H+] [10-1] = 10-14 
[H+] = 10-14 / 10-1 = 10 -14 – (-1) = 10 -13 
pH = - log [H+] = - log (10 -13 ) = - (-13) = 13 
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pH [H+] [OH-] 
 (M) (M) 
0 100 10-14 
1 10-1 10-13 
2 10-2 10-12 
3 10-3 10-11 
4 10-4 10-10 
5 10-5 10-9 
6 10-6 10-8 
7 10-7 10-7 
8 10-8 10-6 
9 10-9 10-5 
10 10-10 10-4 
11 10-11 10-3 
12 10-12 10-2 
13 10-13 10-1 
14 10-14 100 6 
Calcular o pH de uma solução H3C-COOH 0,1 M ( = 1%): 
 
Em 1 litro, somente 1% das moléculas se ionizam (ácido fraco) 
 
H3C-COOH H3C-COO
- + H+ 
 1% de 0,1 = 0,001 = 10-3 
 
pH = - log [H+ ] = - log (10-3) = - (-3) = 3 
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ÁCIDOS E BASES DE BRÖNSTED 
• Ácidos: substâncias capazes de doar prótons 
• Bases: substâncias capazes de receber prótons 
– Exemplos: 
• HCl Cl- + H+ 
• H2SO4 HSO4
- + H+ 
• H3CCOOH H3CCOO
- + H+ 
 Ânion resultante (Cl- , HSO4
- , H3CCOO
- ) = base conjugada 
 
• Ácidos fortes ionizam-se totalmente (HCl; H2SO4) 
• Ácidos fracos ionizam-se muito pouco: HA A + H+ 
• Os ácidos fracos são caracterizados por sua constante de 
dissociação (Ka) 
Ka = [A] [H+] 
 [HA] 
 
 
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O EQUILÍBRIO QUÍMICO () FORMADO POR 
UM ÁCIDO FRACO E SUA BASE CONJUGADA 
CONSTITUI UM SISTEMA TAMPÃO 
 
 
 
SISTEMA TAMPÃO 
é um equilíbrio químico que resiste a pequenas 
adições de ácidos ou de bases. 
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Curva de Titulação de um Tampão 
pKa = -log Ka = pH no qual o sistema está 50% ionizado 
Fatores que determinam a eficiência de um sistema tampão 
 
• pH 
 Faixa de eficiência do tampão: pKa  1 
 
• Concentração 
 ↑ concentração ↑ eficiência do tampão 
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Como preparar uma solução tampão de eficiência máxima? 
 
Resposta: 
 
Misturando-se volumes iguais de 2 soluções de igual 
molaridade: 
 
• uma solução do ácido fraco 
• uma solução de sal solúvel do ânion do ácido fraco 
Tampões biológicos 
 
No plasma 
 
• Bicarbonato: H2CO3  HCO3
- + H+ 
• Fosfato monobásico: H2PO4
-  HPO4 
-- + H+ 
• Formas protonadas e desprotonadas dos aminoácidos livres 
• Cadeias laterais dos aminoácidos de proteínas 
 
Nos eritrócitos 
 
• Bicarbonato: H2CO3  HCO3
- + H+ 
• Fosfato monobásico: H2PO4
-  HPO4 
-- + H+ 
• Hemoglobina reduzida: HHb  Hb- + H+ 
• Oxihemoglobina: HbO2  HbO2
- + H+ 
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O tampão bicarbonato: 
 
In vitro 
 pKa = 3,8 
 
In vivo 
 pKa = 6,1 
anidrase carbônica 
H2CO3 HCO3
- + H+ 
POR QUÊ? 
t 
H2CO3 HCO3
- + H+ 
A anidrase carbônica aumenta muito o grau de ionização do ácido 
carbônico. Sem isto, o tampão bicarbonato seria incompatível com os 
sistemas biológicos !!! 
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Ação pulmonar – tampão ácido carbônico / bicarbonato 
 
H2O + CO2  H2CO3  HCO3
- + H+ 
 
 
 
 
 
 
Ação renal 
 
H+ + NH3 
NH4
+ + CO2 
NH4
+ 
uréia 
rins 
urina 
alvéolos p l a s m a 
pH 7,35 – 7,45 
Acidose e alcalose 
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 RESPIRATÓRIA METABÓLICA 
 
ACIDOSE [CO2] alvéolos [HCO3
-] / [H+] plasma 
 
ALCALOSE [CO2] alvéolos [HCO3
-] / [H+] plasma 
Exemplos: 
 
• [CO2] elevada no ar respirado (ambientes confinados)  [CO2] alvéolos  acidose respiratória 
 
• Produção de corpos cetônicos (diabetes) [H+] plasma  acidose metabólica 
 
• Hiperventilação (atletas e mergulhadores) )  [CO2] alvéolos  alcalose respiratória 
 
• H+ plasma  suco gástrico (digestão)  [H+] plasma  alcalose metabólica 
Acidose respiratória 
máscara de oxigênio  [CO2] alvéolos  reversão da acidose 
 
Acidose metabólica 
soro Ringer lactato  fígado gasta H+ para formar glicose  [HCO3
-] plasma 
 reversão da acidose 
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REFERÊNCIA 
 
FERREIRA, C.P. Bioquímica Básica. São Paulo: MNP, 2005. p-409-416. 
 
MARZZOCO, A.; TORRES, B.B. Bioquímica Básica. São Paulo: Guanabara-Koogan, 
1999. p.3-10.