Equilíbrio Ácido-base
Controle de pH por meio de
soluções tampão
Conceitos
• Soluções tampão = são sistemas aquosos que
tendem a resistir a mudanças no seu pH quando
pequenas quantidades de ácido ( H + ) ou base
( OH - ) são adicionadas.
• Não evitam totalmente a variação, mas podem
minimizar seus efeitos.
Controle de pH/ Sistemas
tampão
• Os seres vivos são extremamente sensíveis
à mudanças de pH no seu meio interno
• Variações de +- 0,3 unidades de pH no
plasma sanguíneo por exemplo ( pH 7,42),
trazem sérios riscos de vida
• Portanto soluções tampão são utilizadas o
tempo todo pelo organismo para diminuir
as variações do pH e evitar condições de
acidose ou alcalose.
Conceito de Bröwsted-Lowry:
• Ácido → Qualquer substância que
libera prótons H+;
• Base → Qualquer substância que
aceita prótons H+
Sempre que H+ ou OH- são adicionados
ao tampão, o resultado é uma pequena
mudança na razão das concentrações
relativas do ácido fraco e seu ânion e
portanto uma pequena mudança de pH
• Assim o HCL é ácido porque libera prótons
(H+) e o cl – é base porque se liga ao H+,
dando o HCL.
• Exemplos de ácidos e bases:
NOME
ÁCIDO / PRÓTON / BASE
NOME
Ácido clorídrico
HCL
CL -
Cloreto
Ácido Acético
CH3COOH H +
CH3COO-
Acetato
Amônia
NH4 +
H+
NH3
Amoníaco
Ácido fosfórico
H3PO4
H+
H+
H2PO4 -
Fosfato I
Ácidos e Álcalis
A acidez é exercida pelo íon H +
Ácidos Fortes – liberam totalmente o H+
formando H+3O em alta concentração. O efeito
ácido se manifesta com intensidade.
Ex. : HCL
Ácidos Fracos – liberam parcialmente o H+ ,
formando H+3O em baixa concentração. O efeito
ácido se manifesta fracamente.
Ex.: CH3COOH
Ácido Forte - Base fraca ( retém mal o próton)
Ácido Fraco - Base forte ( segura bem o próton)
Álcalis
• São substâncias que ao se dissociarem,
liberam a hidroxila OH –
• Entre os álcalis, estão o NaOH, KOH,
NH4OH, NH4OH, Ca(OH)…
• Álcali forte – libera completamente
hidroxila (OH)
• Álcali fraco- libera parcialmente a hidroxila
(OH)
Classificação dos sais
Sais
• São substâncias que, ao se dissociarem,
não liberam diretamente nem H+, nem OHSão compostos do tipo NaCL, KCL,
CH3COONa, NH4CL, NaH2PO4….
• NEUTROS – não modificam o pH da água
• ÁCIDOS – abaixam o pH da água
• BÁSICOS – Elevam o pH da água
Composição e pH da água
Um litro de água tem uma enorme
quantidade de moléculas de água, H2O e
uma diminuta quantidade de íons H+ e OH-,
que resultam da escassa dissociação da
água. Entretanto,esses íons possuem uma
profunda e marcante influência sobre as
propriedades da água .
Através de vários cálculos chegou-se a
conclusão que a concentração da água é
uma constante
K = 1 x 10 -14 (mol.l - )
pH e tampões
• O pH é utilizado para quantificar a acidez,
neutralidade e basicidade de uma solução
liquida – Potencial Hidrogeniônico
• A representação da escala de concentração
hidrogeniônica, usa-se a escala de pH
• A água e seus íons desempenham importante
papel nos sistemas biológicos
• A água se dissocia espontâneamente em
hidrogenion ( H+) e hidroxilion (OH-):
• H2O
H + + OH –
{ H + = Hidrônio
{ OH - = Hidroxila
• O próton H + não existe livre em solução,
portanto se combina imediatamente a outra
molécula de água:
• H + + H2O
H3+O
{H
+
• H3+O chama-se hidrônio – para simplicicar,
escreve-se apenas H +
• A concentração bidrogeniônica varia de 1
a 10 -14 mol.L -1
• A concentração Hidroxiliônica
acompanha em sentido inverso:
• Quando H + sobe, OH - desce
ou seja o pH
é o logaritimo negativo da concentração
hidrogeniônica
• Escala de pH = -log H +
pH = potencial hidrogeniônico
(Escala de 0 a 14)
pH = -log H +
pH
-
logaritimo negativo da concentração
hidrogeniônica
• Quando H umenta o pH desce
• Quando H diminui o pH aumenta
Modificações do pH da água
• Quando se acrescentam ácidos, esses ácidos
liberam H+ e o pH desce
• A adição de ácidos fortes abaixa o pH a extremos
(Ex. Ácido clorídrico)
• A adição de ácidos fracos abaixa o pH menos
violetamente ( Ex. Ácido acético)
• A adição de Álcalis fortes eleva bruscamente o pH
( Ex. hidróxido de sódio – soda caústica)
• A adição de álcalis fracos eleva o pH menos
violentamente ( Ex. Amônia)
HCL
pH1
CH3COOH
pH 4
Adição de ácido
H2O
pH 7
NH4OH NaOH
pH 9
pH13
Adição de base
I______________________________________________________I
0
7
14
O sistema Tampão:
• Age na proteção contra mudanças
abruptas de acidez e alcalinidade
• Recolhe prótons quando há excesso ou
fornece prótons quando há falta
• Sendo assim o sistema tampão é
formado por um aceptor de prótons e
um doador de prótons, operando
reversivelmente
• As substâncias que constituem os tampões agem
aos pares ou, menos comumente, em grupos,
constituindo um sistema protetor.
• Um sistema tampão é constituído :
• Ácido fraco + sua base conjugada- (ac acético e
acetato de sódio)
• Base fraca + seu acido conjugado - (amônia e
cloreto de amônio)
• O sistema tampão bicarbonato/ácido carbônico é o
mais importante na regulação do pH. O ácido fraco
do sistema é o ácido carbônico e a base forte é o
bicarbonato
Como medir o pH
•1- pHmetro
• 2- Papel de tornassol - Fita
Escala de pH
O pH de uma substância varia :
• Composição
• [ ] de sais, metais, ácidos e bases
• [ ] subst. Orgânicas
• Temperatura
Sistemas tampão do organismo
Os mais importantes são:
• Proteínas plasmáticas
• Hemoglobina
• Sistema fosfato-ácido fosfórico
• Sistema bicarbonato-ácido carbônico
• Variações nesses sistemas conduzem
a condições de acidose e alcalose
Acidose/Alcalose
• A acidose está relacionada à excesso
de ácido no sangue com redução do
pH sanguíneo
• A alcalose está relacionada à excesso
de base no sangue com aumento do
pH sanguíneo
• Podem ser classificadas como metabólicas
ou respiratórias
• Acidose e alcalose metabólica – podem ser
causadas por desequilíbrio na produção ou
excreção de ácidos e bases pelos rins
• Acidose e alcalose respiratória – podem
ser causadas por problemas pulmonares
ou respiratórios
• O organismo utiliza três mecanismos para
controlar o equilíbrio ácido-base do sangue:
• Excesso de ácido excretado pelos rins
( amônia)
• Soluções-tampão - bicarbonato ( composto
básico)
• Excreção de CO2 pela expiração pulmonar
Controle do equilíbrio A/B
Tampão Bicarbonato
Excreção de CO2
• Bicarbonato de sódio está
em equilíbrio com o CO2
( ácido )
• Entrando mais ácido na
corrente sanguínea:
• Aumenta a produção do
bicarbonato e diminui a de
CO2
• Entrando mais base na
corrente sanguínea:
• Diminui a produção de
bicarbonato e aumenta a
de CO2
• Centros de controle
respiratório no cérebro
regulam a quantidade de
CO2 que é expirado através
de :
• Controle da velocidade
• Profundidade da
respiração
Em ambos os casos o efeito sobre o
pH é minimizado
• Quando a respiração
aumenta - [ ] de CO2
diminui – sangue básico
• Quando a respiração
diminui - [ ] de CO2
aumenta – sangue ácido
Causas de Alcalose Respiratória
• Hiperventilação pulmonar
• Diminuição da pCO2
• Ventilação mecânica aumentada
• Dor
• Lesão no SNC
• Ansiedade
Causas de Acidose Respitarória
• Hipoventilação = aumento da pCO2
Hipercapnia ( aumento de CO2)
• Drogas que deprimem o centro
respiratório
• Pneumonia
• Doenças pulmonares crônicas
Causas da Alcalose metabólica
• Elevação do pH (aumento de bases ou
diminui ácido) por distúrbios metabólicos
• Vômito crônico
• Ingestão excessiva de anti-ácidos
• Desidratação
Causas da Acidose metabólica
• Diminuição do pH (aumento de ácidos ou
diminui bases) por distúrbios metabólicos
• Diabetes mellitus (acúmulo de ácido
acetoacético)
• Insuficiência renal
(diminui reabsorção de Na)
Exercícios
1) Por que a água e seus íons são importantes em biologia?
2) Assinale V ou F:
( V ) Ácidos que liberam pouco o próton são fracos
( V ) Ácidos que liberam completamente o próton são fortes
( V ) Alcalinidade é exercida pelos íons OH
( F ) Álcalis que liberam totalmente o OH são fracos
3 ) Conceituar sistema tampão.
4) “Uma solução tamponante é capaz de impedir modificações
de pH”. Essa afirmativa é correta? Por que?
5) O que são sais e como são classificados conforme sua atuação
no pH da água?
6- Conceitue ácidos fortes e bases fortes
EXERCÍCIOS 2
• 1 – Completar:
Quando o pH desce, H+ ____________________
Quando o pH sobe, H+ ____________________
• 2 – O mecanismo do efeito tampão é:
______________ prótons quando há excesso
______________ prótons quando há falta
• 3 – Marque verdadeiro ou falso:
( ) Uma solução tamponada sofre grandes alterações de pH
( ) Uma solução não tamponada sofre pequenas alterações de pH
( ) Quando se acrescentam ácidos na água, esses ácidos liberam H+
e o pH desce
( ) Soluções básicas possuem pH > 7
( ) O suco gástrico é acido porque possui pH< 7
( ) A alcalose está relacionada à excesso de base no sangue
com aumento do pH sanguíneo
• 4- Explique a constituição básica de um sistema tampão
• 5 – Quais são os 3 meios que o organismo utiliza para realizar
o controle ácido-base no sangue
• 6- Explique como funciona o tampão bicarbonato no controle
do equilíbrio ácido/base
• 7 – Quais as causas da acidose metabólica
• 8- Explique como a velocidade e a profundidade da respiração
podem alterar o pH do sangue