Sistema tampão

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Bioquímica - Sistema Tampão 
 
 Cada compartimento do corpo precisa de um determinado ph, então cada um 
terá o seu sistema tampão. 
 A água ou qualquer ácido ou base fraca sofre dissociação (ionização), que é 
tipo uma quebra que resulta em um próton (íon hidrogênio, H+) e uma base, 
que no caso da água é uma hidroxila (íon hidroxila, OH-). 
 
 H2O H+ + OH- 
 
Esse é um exemplo de uma reação reversível, em que ocorre dissociação e 
reassociação, sendo que são pouquíssimas moléculas de água que se 
dissociam, 1 em 10 milhões se dissociarão, ou seja, a reação ta deslocada 
para a esquerda e terá muito mais água H2O do que moléculas dissociadas. A 
concentração de H na água é de 10-7, ou seja, é baixíssima. Mas ai pra não 
trabalhar com exponencial, fazemos log, que é o ph. 
 
Ph: É a concentração de prótons (H+) presentes na substância. Se a da água é de 10-
7, o ph será 7 e ela é uma substância neutra. Quanto maior a presença de prótons, 
mais ácida será a substância e menor será o ph. 
 
 Ph = -- log [H+] OU log 1/[H+] 
 
Teoria ácido-base de Bronsted – lowry 
 
Liberar H+ e OH- foi a primeira teoria de ácido e base mas ela não valeu para todas 
as substâncias, aí veio essa de lowry que é a mais recente. 
 Ácido: Tudo aquilo que em meio aquoso libera H+ como próton. 
 Base: Tudo aquilo que em meio aquoso recebe, ganha H+. 
 Exemplos: HCl h20 H+ + Cl - 
Essa reação é irreversível, então não tem par conjugado apesar do HCl ser ácido, a 
base não é capaz de receber H+ já que a reação não é reversível. 
 
 CH³COOH h2o H+ + CH³COO- 
Já essa reação do ácido acético, ela é reversível, com isso, ela forma um par 
conjugado, formado pela base conjugada (CH³COO-, o negativo da reação) e pelo 
ácido, eles estão juntos, conjugados. Ai a gente pode falar ácido + base conjugada ou 
ácido conjugado + base. Essa base ela é capaz de ganhar H+, então formam um par 
conjugado. 
Ácidos Fortes (ácidos inorgânicos): Todo ácido que se ioniza (dissocia) 100% em 
meio aquoso, são reações irreversíveis. Ele se dissolve totalmente na água. 
Ácidos Fracos (ácidos orgânicos): Todo ácido que não ioniza 100% em meio 
aquoso, são reações reversíveis já que uma parte vai tá ionizada e a outra não. 
Apenas uma parte se dissolve em água. 
 HA H+ + A- Reação generalizada de um ácido fraco, em que 
na sua dissociação, gera um próton e uma base conjugada, formando o par 
conjugado. Essa reação pode tá deslocada para a esquerda ou para a direita. 
 
 Keq (constante de equilíbrio) ou Ka (constante ácida) = Essa constante vai 
medir o quanto o ácido é forte de acordo com sua tendência em se dissociar, 
porque se tiver uma tendência alta em dissociar, vai ter muito H+, ai será um 
ácido forte e vice versa. 
 
 
Portanto, quanto maior a constante ácida, mais forte é o meu ácido e quanto menor a 
Ka, mais fraco é o ácido. O problema é que essa Ka é em notação científica, e pra 
trabalhar com isso é meio complicado ne, assim como o expoente da concentração de 
H+ é complicado ai usa o ph pra tirar o expoente, aqui usaremos o pKa, que é uma 
forma de deixar essa Ka mais legal de se trabalhar, sem expoente, só o número 
mesmo. 
E ela vai seguir a mesma regra do pH, quanto maior o valor da Ka, menor será o pKa 
e mais forte será o ácido, e quanto menor o valor da Ka, maior será o pKa e mais fraco 
será o ácido. 
 Ka: ácido forte pKa: ácido fraco 
 Ka: ácido fraco pKa: ácido forte 
No pH, o pensamento é o mesmo. Quanto maior a conc. de H+, menor será o pH e 
mais ácido será a substância, e quanto menor a conc. de H+, maior será o pH e mais 
básica será a substância. 
pH do meio, do local, do ambiente e pKa da substância 
 pKa: -- log Ka OU log 1/Ka 
 
Durante o metabolismo do organismo, vários ácidos são produzidos que aumentam a 
concentração de H+ no meio e tendem a aumentar o pH, porém os tampões do corpo 
não deixam. Quanto maior o Ka, maior a tendência de dissociar um próton. 
 
 CH³COOH h2o H+ + CH³COO- 
 Protonado: É o ácido com o próton ainda, então seria o CH³COOH. 
 Desprotonado: É o ácido sem o próton, a base conjugada. 
 Par conjugado: O par de protonado e desprotonado. 
 
Correlação entre pH e ácido e base conjugada 
 
O pH do suco gástrico é abaixo de 2 e o do refrigerante é 3. SEM OR. 
O pKa do ácido é uma constante, ele sempre terá aquele valor de pKa e aqui, 
considerar apenas os de ácidos fracos, pq o de ácidos fortes será muito pequeno, 
quase 0. Então vamos comparar ácido forte e fraco entre ácidos fracos. 
 
Quando o pH é igual ao pKa da substância (numericamente), a concentração de ácido 
e da sua base conjugada é igual, ou seja [A-] = [HÁ], 50% das moléculas estarão 
protonadas e 50% estarão desprotonadas. 
 
Quando o pH não for igual ao pKa, a reação estará deslocada para um dos dois lados, 
então vai ter ou mais protonada ou desprotonada, pra saber isso, pra qual lado tá 
deslocada e qual substância terá mais é só olhar o pH 
Quando o pH é menor que o pKa, terá uma concentração maior de H+, o que vai 
deslocar a reação para a esquerda, aumentando a quantidade de protonados, de 
ácidos. 
Agora, quando o pH é maior que o pKa, terá uma menor concentração de H+, que 
desloca a reação para a direita, aumentando a quantidade de desprotonados, de base 
conjugada. 
 
 
Titulação 
 É medir a concentração de um ácido ou de uma base. 
 Titulação de ácido forte 
Por exemplo, tem um ácido forte em um béquer, reação irreversível, pH baixo, todo 
desprotonado e uma bureta com uma base, OH-. E aí com a titulação, o pH aumenta 
já que OH reage roubando o H+, ai a solução fica básica e o indicador muda de cor. 
Pouca base e a mudança já é brusca do pH, porque todo o H+ de lá foi consumido. 
 Titulação de ácido fraco 
Agora, se eu tivesse um ácido fraco, ph baixo também, reação reversível. À medida 
que eu coloco o OH, o ph vai subindo mas de uma forma que não é brusca, 
lentamente, é aos poucos. Isso porque o ácido fraco vai doando mais H+ pro meio à 
medida que os H+ vão sendo consumidos pelo OH, buscando um equilíbrio, mantendo 
o pH mais constante. Mas ai chega uma hora que não tem mais ácido e ai o pH muda. 
Exemplo: pka do bicarbonato – 10,2 região de tamponamento – 9,2/11,2 
 Titulação de um ácido fraco. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Titulação de um ácido forte, o pH já sobe de uma vez 
 
 
 
 
Região de tamponamento: É essa região constante do valor do pH de um ácido 
fraco; o equilíbrio segurando o pH. E esse equilíbrio, essa constância no valor do pH, 
os ácidos fracos conseguem realizar ela em um valor acima e um valor abaixo do seu 
pKa. 
Tampões: São substâncias que não deixam, dificultam a mudança do pH, deixa mais 
estável o pH quando são adicionados hidrogênio ou hidróxidos, dando (exemplo 
acima) ou retirando H+ (em que a base conjugada do tampão reage com o H+ 
produzido por bactérias, por exemplo). Fazem parte do sistema tampão um ácido fraco 
(doador de prótons) e sua base conjugada (o receptor de prótons). 
Sendo assim, ácidos fracos funcionam como tampões. 
 Como selecionar um bom tampão? 
Primeiro, se olha o tampão que tem o pka mais próximo do pH do meio. Em seguida, 
daquele mesmo tampão, se escolhe o que tem maiores concentrações por ter mais 
moléculas que roubam ou cedam H+. 
 
 O pH do sangue é de 7,4 e pode variar entre 7,35 (menor que isso se tem 
acidose) e 7,45 (maior que isso se tem alcalose). Abaixo de 6,85 e acima de 7,95 se 
tem morte celular. E cadaestrutura do corpo terá um pH ideal. 
 
Nosso organismo produz diversos ácidos durante o dia que precisam ser eliminados 
como CO2 e íons na urina. Para que isso ocorra, ele precisa ser tamponado nos 
líquidos corporais, ou seja, precisa ter um tampão nas estruturas corporais para que o 
pH não sofra variações. Os principais tampões extracelulares do corpo são: 
1. Tampão bicarbonato – um dos tampões mais importantes 
2. Tampão fosfato 
3. Tampão proteico 
 
Sistema-tampão Bicarbonato 
Um dos principais tampões sanguíneos é o de bicarbonato. 
A maior fonte de ácidos advindos do metabolismo é o gás CO2, produzido no ciclo de 
Krebs cerca de 0,5 a 1 kg. 
 
Se eu tiver uma diminuição do CO2 no corpo por algum motivo o corpo vai fazer com 
que eu tenha mais CO2, retirando dos depósitos e tal, e aí a reação vai ser deslocada 
para a esquerda, em sentido da formação de co2, com esse deslocamento eu vou ter 
uma diminuição na concentração de H + levando a uma alcalose. Ai o corpo faz de 
tudo para aumentar essa concentração de CO2 como, por exemplo, retirando ele dos 
líquidos corporais em que ta dissolvido para que reaja com a agua e tenha mais 
bicarbonato para aumentar a concentração de H+, e ai vai formando mais H2CO3, 
pela tentativa do aumento de CO2, e esse bicarbonato sempre vai se dissociando, na 
tentativa de aumentar o H+ e aumentar o pH. Com isso, a frequência respiratória 
diminui. 
 
Agora se eu tiver um aumento do CO2 o corpo vai fazer de tudo pra que ele seja 
destruído, eliminado, então vai ter um deslocamento para a direita da equação 
fazendo com que a concentração de H + aumente, levando a uma acidose. Quando eu 
tenho muito H+, isso leva a um aumento do pH e aí pra diminuir essa concentração de 
H + no corpo, essa acidose, o corpo recorre ao controle respiratório. Ele vai aumentar 
a frequência respiratória para que o indivíduo elimine + CO2, diminuindo a sua 
pressão parcial de co2 do corpo, diminuindo a concentração de H + no corpo, já que 
não vai formar o tanto de H+ que formaria se o CO2 não fosse eliminado e, assim, 
aumentando o PH, voltando ao que era normal, só que o corpo faz isso até manter um 
equilíbrio para não ter alcalose. 
Aumento de CO2, leva a um aumento do bicarbonato, de H+, que leva a uma acidose. 
Diminuição de CO2, leva a uma diminuição de bicarbonato , de H+, que leva a uma 
alcalose.