Água e solução tampão

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Águ� � soluçã�
tampã� - conceit��
Águ�:
A molécula da água possui um ângulo
de 104,5 graus entre os átomos de
oxigênio.
Essa estrutura da molécula de água
gera cargas parcialmente eletrizadas.
A ligação entre duas moléculas de
água possuem natureza bipolar, em
decorrência dos átomos serem
parcialmente negativos de uma e da
outra positiva, esse arranjo de cada
molécula representa uma geometria
aproximadamente tetraédrica.
Por conta dessa geometria, tetraédrica
quase perfeita, confere à molécula da
água todas as suas propriedades.
Duas moléculas de água estão ligadas
por ligações de hidrogênio, e é
formada por um hidrogênio com a
carga parcialmente positiva e outro
hidrogênio com a carga parcialmente
negativa. Ele é considerado solvente
universal por causa dessa ligação de
hidrogênio!
Quando estivermos estudando
farmacologia, a forma como as
moléculas estão ligadas é importante
na ligação do receptor, isso é
denominado de afinidade.
Organizaçã� d� molécul� d� águ�:
Ligações de hidrogênio comuns em
sistemas biológicos. Sem a ligação de
hidrogênio, a proteína se desnatura.
No gelo, cada molécula de água forma
quatro ligações de hidrogênio, isso é o
máximo possível que a molécula
consegue formar.
O hidrogênio precisa estar ligado a F,
O ou N para se caracterizar como
ponte de hidrogênio.
1. Polaridade da molécula:
Molécula de glicose = Polar
Para ser polar é visível que a
molécula consegue realizar
ligação de hidrogênio, assim
como possui hidroxilas.
Os grupos polares conferem à
estrutura características de
polaridade, isso é importante
para entender a estrutura e
perceber que fazem ponte de
hidrogênio na estrutura da
proteína.
Cera comum = Apolar
Grande cadeia carbônica, é
uma de suas características
Fenilalanina = Anfipáticas
Parte da molécula confere
polaridade à molécula e a outra
parte confere uma estrutura
apolar. Importante para as
micelas, exemplo membrana
plasmática!
Essas moléculas podem ou não
interagir com a de água.
2. A água interage
eletrostaticamente com solutos
carregados.
A água consegue dissolver a
molécula porque consegue
quebrar a rede cristalina, por
exemplo o NaCL. A partir da
dissolução a água começa a se
arrumar ao redor do átomo
sempre o parcialmente positivo
com o parcialmente negativo. E
assim, denominamos de Nome
do átomo + Hidratado. Isso
ocorre, pois a estrutura
geométrica da estrutura da
água e o ângulo confere a
característica de se organizar
ao redor das estruturas dos
ânions e cátions.
3. Formação das micelas:
Ocorre quando se coloca uma
molécula anfipática na água.
Sendo assim, as moléculas de
água se organizam ao redor
dessa estrutura apolar, já que a
água não consegue interagir
com essa apolar. A água se
organiza de forma certa,
diminuindo a entropia do
sistema, o que não é
energeticamente favorável.
Entropia é uma grandeza que
mede a desordem do sistema,
segundo a lei da
termodinâmica. Quando temos
uma forma organizada
ΔG = ΔH - T.ΔS
● ΔG = Variação da energia
livre de Gibbs
● ΔH = Variação da entalpia
do sistema
● ΔS = Variação da entropia
● T = Temperatura do
sistema ( Em kelvin)
ΔG < 0 (negativo): processo
espontâneo
ΔG > 0 (positivo): processo não
espontâneo
Quanto maior a entropia, maior a
desordem e menor é o ΔG.
A formação das micelas é um
processo não espontâneo, tendo em
vista que entropia é igual a desordem,
por consequência do grupo apolar na
solução aquosa, as moléculas de H20
se ordenaram diminuindo a entropia e
aumentando o delta G, fazendo com
que o sistema não seja espontâneo.
Sendo assim, é perceptível que o ΔG
é inversamente proporcional a
entropia.
Micela é, por definição, a forma como
as moléculas anfipáticas organizam a
parte hidrofóbica, ou apolar, fica de
forma interna, escondida, e a parte
hidrofílica fica em contato com a água.
Enzima� � águ�:
A interação enzima-substrato torna o
sistema energeticamente favorável.
Quando a enzima e o substrato estão
separados, a água forma uma camada
ordenada, o que diminui a entropia e o
sistema se encontra energeticamente
desfavorável.
Já quando acontece a interação
enzima-substrato, a entropia aumenta
e o sistema passa a ser
energeticamente favorável, pois as
moléculas de água se deslocam
desordenadamente.
Enzimas diminuem a energia de ativação
Para que uma reação aconteça o
composto X precisa ter uma energia
cinética e se chocar com o composto
Y, essa interação precisa ser perfeita,
choques efetivos, essa energia é
necessária para que X se ligue a Y,
isso é a energia de ativação.
A desordem das moléculas contribui
termodinamicamente para que o
substrato se ligue com a enzima.
O aumento da entropia com o
deslocamento da água favorece
termodinamicamente o complexo
enzima-substrato, que ocorre de forma
espontânea, e uma vez conectados a
energia de ativação será diminuída.
pH :
Potencial de hidrogênio
-log [H+] = pH
A escala vai de 0 até 14, e no meio
dessa escala há o pH neutro (7),
acima disso é ácido e abaixo básico
pH baixo = ácido
pH baixo =concentração elevada de H
O pH, na medicina, é importante nos
líquidos corporais, a concentração de
hidrogênio pode mudar a absorção de
alguns fármacos.
O pH do sangue tem que ficar dentro
de uma faixa, que se variar e ficar
muito ácido ou muito básico pode
causar o óbito.
pH menor que 7 é ácido, quanto
menor o pH maior é a concentração
de hidrogênio.
1. As curvas de titulação revelam
o pKa de ácidos fracos
O pH do sangue é entre 7,35
até 7,45, é ideal para que todos
os processos aconteçam.
O que pode fazer o pH passar
de 7,35 para 6,45? Isso foi
devido a um aumento na
concentração de hidrogênio ou
uma diminuição de hidrogênio
no sangue? R: Aumento da
concentração do hidrogênio, o
que levou à diminuição do pH,
aconteceu uma acidose.
Hemogasometria do paciente =
exame que observa se o
sangue tá ácido ou base
A acidose sanguínea pode ser
respiratória ou por um processo
metabólico.
O pH do paciente está em 8,2,
por que saiu da faixa normal
para esse valor? R: Ao ter um
aumento no pH, é visível que
houve uma redução na
concentração de hidrogênio,
processo chamado de alcalose.
A alcalose também pode ser de
origem respiratória ou
metabólica.
Soluçã� tampã�:
O sistema tampão é uma mistura de
um ácido fraco e um sal desse ácido
(base conjugada)
1. Gráfico de titulação
Na parte azul do gráfico está a
região de tamponamento, na
qual a variação de pH é muito
pequena. No ponto do meio, a
concentração do ácido é igual a
concentração da sua base
conjugada (seu sal).
2. Tamponamento do sangue
É um tampão biológico que
ajuda a manter o pH do sangue
na faixa da normalidade
O CO2 no espaço aéreo
pulmonar está em equilíbrio
com o tampão bicarbonato do
plasma sanguíneo que circula
pelos capilares pulmonares.
Como a concentração de CO2
dissolvido pode ser ajustada
rapidamente por mudanças na
faixa de respiração, o sistema
tampão bicarbonato no sangue
está em estreito equilíbrio com
um grande reservatório de
CO2.
O bulbo irá detectar variações.
Corpos cetónicos irão acidificar
o sangue, aumenta a
concentração de hidrogênio,
por isso o diabetes é um dos
motivos para a acidificação
metabólica do sangue do
indivíduo.
Ao aumentar a concentração de
H +, o bulbo irá perceber e
incentivar a formação de
H2CO3. Se aumentar a
concentração de HCO3-
Concentração elevada de
H2CO3, será resolvido pela
decomposição do CO2, e para
reduzir a concentração de
dióxido de carbono será feita a
expiração.
Hemogasometri�:
Coleta de sangue para analisar as
concentrações do pH (7,35-7,45),
PCO2 (35-45 mmHg), [CO2] =
0,03PCO2
HCO3 (22-23 mmEq)
Todas as vezes que uma
hemogasometria constar um processo
que varia o CO2, esse distúrbio é de
origem respiratória, quando a PCO2
está com distúrbio. Quando o HCO3
está com distúrbio metabólico.
O aumento da pressão de CO2 faz
cair o pH, ou seja, acidose respiratória
aumenta o PCO2 e faz cair o pH.
Uma diminuição na concentração de
HCO3- (acidose) leva a uma redução
do pH, e temos uma acidose
metabólica.
Caso clínico 1:
Primeira pergunta: Ph é ácido ou
básico?
Segunda pergunta: O PCO2 estáconcordando ou discordando com o
pH?
Terceira pergunta: O HCO3 E=está
concordando ou discordando com o
pH?
1. Caso de alcalose respiratória
descompensada = pH básico,
PCO2 básico e HCO3 ácido,
para tentar compensar a
variação do PCO2
Descompensada por causa do
pH, que não foi regularizado.
2. Caso de acidose metabólica
descompensada = pH ácido,
PCO2 não concorda com o pH
e HCO3 está ácida
3. Caso de acidose respiratória
descompensada = pH ácido,
PCO2 compatível com a acidez
e HCO3 básico, para
compensar o distúrbio
4. Caso de alcalose metabólica
descompensada = pH básico,
PCO2 na faixa e HCO3 básica
5. Caso de acidose metabólica
compensada = pH na faixa,
PCO2 na faixa e HCO3 ácida
Caso clínico 3:
1. Caso de acidose mista= pH
ácido, PCO2 alto e HCO3 baixo
( acidose)
2. caso de alcalose mista
3. Caso de alcalose ácida
compensada
4. Caso em que não tem como
saber diretamente qual foi o
distúrbio primário e qual é o
distúrbio compensatório, porém
sabemos que é compensado,
para identificar qual o tipo
distúrbio devemos fazer:
a. Acidose = 60- 45 = 15
b. Alcalose = 38 - 26 = 12
Esses números 60 e 38
foram tirados do caso 9,
enquanto os números 45
e 26 são os valores
máximos do PCO2 e
HCO3, respectivamente.
Portanto, quem variou
mais (PCO2) será
considerado o distúrbio
primário! E o processo
será identificado como
acidose respiratória
compensada.
Caso clínico 5:
BE - Excesso de base (-3 a +3)
BB - Base tampão
sHCO3 (22-26 mEq/L)
1. Acidose respiratória
2. Acidose respiratória
3. Alcalose respiratória
4. Alcalose respiratória
Fisiologi�:
Um alvéolo preenchido por exsudato
(Líquido que fica no pulmão, secreção)
inflamatório, dificulta a eliminação do
CO2, promovendo a elevação da
pCO2 no sangue, e de acordo com a
equação de Henderson-Hasselbach,
causa a queda pH do sangue ou do
plasma - Acidose respiratória
Choque hipovolêmico - Quando a
pessoa perde uma grande quantidade
de sangue e líquidos.
Pape� d�� rin� n� regulaçã� d�
Equilíbri� ácid�-bas�
Relação do pH com secreção de H+ e
a reabsorção de HCO3
As modificações da excreção renal de
H + induzidas pela alteração do PH
sanguíneo iniciam-se dentro de 24
horas, porém só se completam após 4
ou 5 dias.
PCO2 Descer - Hiperventilação -
Alcalose respiratória
PCO2 Aumentando - Hiperventilação -
Acidose respiratória