introdução, ph e tampões
TRANSCRIPT
![Page 1: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/1.jpg)
![Page 2: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/2.jpg)
COMO ESTUDAR BIOQUÍMICA CLÍNICA
CONHECIMENTO DAS SUBSTÂNCIAS
CONHECER O METABOLISMO
CONHECER A REGULAÇÃO DO METABOLISMO
![Page 3: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/3.jpg)
Matéria viva : Carbono (C), Hidrogênio (H), Oxigênio (O) e Nitrogênio (N).
A combinação desses elementos origina as moléculas
que compõem as células e são responsáveis pelo seu funcionamento.
![Page 4: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/4.jpg)
![Page 5: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/5.jpg)
Pontes de hidrogênio Resultam da atração eletrostática entre um átomo
eletronegativo um átomo de hidrogênio que está ligado covalentemente a um segundo átomo eletronegativo)
![Page 6: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/6.jpg)
Força de Van der Walls As forças de atração ou repulsão entre entidades
moleculares (ou entre grupos dentro da mesma entidade molecular) diferentes daquelas que são devidas à formação de ligação ou a interação eletrostática de íons ou grupos iônicos uns com os outros ou com moléculas neutras.
Lembre:as forças de Van der Walls são muito mais fracas que as ligações iônicas e de hidrogênio mas contribuem
para a estabilidade das estruturas biológicas
Pata de uma lagartixa enquanto anda sobre uma parede de vidro, graças às forças de van der Waals.
![Page 7: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/7.jpg)
![Page 8: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/8.jpg)
Constituição da matéria viva:
![Page 9: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/9.jpg)
![Page 10: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/10.jpg)
Moléculas de água: tendem a ionizar-se (reversível)
H2O H+ + OH-
![Page 11: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/11.jpg)
Constante de Equilíbrio:
Como todas as reações reversíveis, a ionização da
água pode ser descrita por uma constante de equilíbrio
(Que indica a posição de equilíbrio de uma reação
química)
Keq ou K
IONIZAÇÃO DA ÁGUA
![Page 12: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/12.jpg)
O grau de ionização da água é definido por uma constante de equilíbrio (Keq)
A + B C + D Keq = [ H+ ] [ OH- ]
[ H2O ]
IONIZAÇÃO DA ÁGUA
![Page 13: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/13.jpg)
A 25°C uma pequena porção de moléculas da água estão
ionizadas.
Em um litro : 55,5 moles de água (concentração molar =
55,5M)
Keq = 1,8 x 10 -16M 1,8x10-16M = [H+] [OH-]
55,5M
[H+] [OH-] = 1x10-14 M2
Água neutra: [H+] = 1x10-7 pH = neutro
(concentrações iguais de H+ e OH-)
![Page 14: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/14.jpg)
Propriedades dos Solventescaracterísticas da molécula não carregada + Grau de Ionização [H+] e [OH-]
Moléculas de água: tendem a ionizar-se (reversível)
H2O H+ + OH-
![Page 15: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/15.jpg)
Ácidos ou bases dissolvidos na água produz H+ (ácidos) e OH- (bases).
O pH de uma solução aquosa reflete, em uma escala logarítmica, a concentração de íons hidrogênios
pH = log 1 = - log [H+]
[H+]
![Page 16: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/16.jpg)
pH: Concentração de íons hidrogênio
Água pura: pH neutro
pH = log 1
[H+]
IONIZAÇÃO DA ÁGUA
![Page 17: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/17.jpg)
A medida do pH é um dos procedimentos mais importantes e frequentemente usados na bioquímica
![Page 18: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/18.jpg)
Numa reação de ionização há sempre um par ácido-base conjugado. Para cada doador de próton (ácido) há sempre um receptor (base).
A ionização é alta em ácidos fortes (HCl, H2SO4) e baixa em ácidos fracos (acético).
Constantes de dissociação (Ka): a força de ionização de um ácido (Keq) expressa em uma escala logarítica
pKa = log 1 = - log Ka
Ka
![Page 19: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/19.jpg)
Conceito de pK: valor de pH no qual 50% do
ácido encontra-se dissociado.
IMPORTANTE: Quanto menor o pK, maior é
a força de ionização do ácido
![Page 20: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/20.jpg)
Usada para
determinar a
concentração de um
ácido em uma
solução.
Volume do ácido é
titulado com uma base
forte (NaOH) até a
neutralização deste
ácido.
![Page 21: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/21.jpg)
Medidas de pH
Eletrométrico
Colorimétrico
pHmetro
Potenciômetro mede diferença de potencial elétrico entre duas soluções - [H+]
indicadores
Indicador-H H+ + Indicador (Cor A) (Cor B)
![Page 22: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/22.jpg)
Indicadores de pH
Indicadores de pH são substâncias (corantes)
utilizadas para determinar o valor do pH
Exemplos
Metil-violeta
pH
0 2 4 6 8 10 12 14
A Violeta
Tornassol Amarelo Azul
incolor Vermelho Violeta
Fenolftaleína
![Page 23: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/23.jpg)
Atividade catalítica das enzimas;
Diagnóstico de doenças (sangue e urina).
Ex.: plasma sanguíneo do animal com diabetes é
menor que 7,4 (acidose).
![Page 24: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/24.jpg)
Homeostasia é a constância do meio interno
equilíbrio entre a entrada ou produção de íons hidrogênio e a livre remoção desses íons do organismo.
o organismo dispõe de mecanismos para manter a [H+] e, conseqüentemente o pH sangüineo, dentro da normalidade, ou seja manter a homeostasia .
pH do Sangue Arterial
7,4 7,0 7,8
Faixa de sobrevida
Acidose Alcalose
pH normal
![Page 25: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/25.jpg)
FONTES DE H+ DECORRENTES DOS
PROCESSOS METABÓLICOS
Powers,S.K. e Howley, E.T., Fisiologia do Exercício, (2000), pg207 Fig11.3
Metabolismo aeróbico da glicose
Metabolismo anaeróbico da glicose
Ácido Carbônico Ácido Lático
Ácido Sulfúrico
Ácido Fosfórico
Corpos Cetônicos Ácidos
H+
Oxidação de Amino ácidos Sulfurados
Oxidação incompleta de ácidos graxos
Hidrólise das fosfoproteínas e nucleoproteínas
![Page 26: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/26.jpg)
![Page 27: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/27.jpg)
Substâncias que em solução aquosa dão a estas
soluções a propriedade de resistir a variações do seu
pH quando as mesmas são adicionadas em
quantidades pequenas de ácidos (H+) ou base (OH-).
O pH de uma solução de ácido fraco (ou base) e seu sal
é dada pela equação de Henderson-Hasselbalch
pH = pKa – log [HA]
[A-]
![Page 28: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/28.jpg)
Quase todos os processos biológicos são dependentes do pH. Plasma → 7,35 – 7,48
Intracelular: Função da célula (Eritrócito: 7,2)
O fosfato e as proteínas são os principais tampões do fluido intracelular, em conseqüência da presença de grupos dissociáveis contidos em resíduos de aminoácidos ácidos (glutâmico e aspártico) e básicos (lisina e histidina)
![Page 29: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/29.jpg)
Sistema Tampão Bicarbonato
É um sistema tampão fisiológico efetivo
Principal tampão do espaço extracelular: ácido
carbônico /Bicarbonato
Componentes: Ácido- CO2 e Básico- íon
bicarbonato (HCO3-)
O ácido carbônico é formado a partir de CO2 e H2O
e está em equilíbrio com o reservatório de CO2
localizado nos pulmões.
![Page 30: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/30.jpg)
Quando H+ é adicionado no
sangue, a concentração de
H2CO3 aumenta,
aumentando a
concentração de CO2 no
sangue, aumentando a
pressão deles nos espaços
aéreos e o CO2 é expirado.
![Page 31: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/31.jpg)
A finalidade do tampão é manter o pH
do sangue praticamente constante.
Os componentes do sistema-tampão
do bicarbonato são produzidos
metabolicamente em grande quantidade.
![Page 32: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/32.jpg)
Condição Causas possíveis
acidose
respiratória
apnéia ou capacidade pulmonar prejudicada, com acúmulo de CO2 nos
pulmões.
acidose
metabólica
ingestão de ácido, produção de cetoácidos no diabetes descompensado
ou disfunção renal.
(Em todas elas, há um acúmulo de H+ não decorrente de um excesso de
CO2.)
Condição Causas possíveis
alcalose
respiratória
hiperventilação, produzindo diminuição do CO2 no sangue.
alcalose
metabólica
ingestão de álcali (base), vômitos prolongados (perda de HCl) ou
desidratação extrema levando a retenção de bicarbonato pelos rins.
(O aspecto comum é a perda de H+ não decorrente de uma baixa do CO2
sangüíneo)
![Page 33: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/33.jpg)
![Page 34: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/34.jpg)
![Page 35: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/35.jpg)
![Page 36: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/36.jpg)
Concentração de H+ em mEq/l pH Líquido Extracelular Sangue arterial 4.0 x 10-5 7.40 Sangue venoso 4.5 x 10-5 7.35 Líquido Intersticial 4.5 x 10-5 7.35 Líquido Intracelular 1 x 10-3 a 4 x 10-5 6.0 a 7.4 Urina 3 x 10-2 a 1 x 10-5 4.5 a 8.0 HCl gástrico 160 0.80
![Page 37: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/37.jpg)
Mecanismos de Ação dos
Tampões
1. Adição de ácido
CH3-COOH + CH3-COONa + HCl
2CH3-COOH + NaCl
CH3-COOH + CH3-COONa
2. Adição de base
+ NaOH
2CH3-COONa + H2O
![Page 38: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/38.jpg)
Exemplos de Tampões
CH3-COOH + CH3-COONa Acetato
Bicarbonato H2CO3 + NaHCO3
Fosfato H2PO-4 + NaHPO4
Amônia NH4OH + NH4Cl
![Page 39: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/39.jpg)
CAPACIDADE DE TAMPÃO
É a quantidade de ácido ou base que um
tampão pode neutralizar antes que o pH
comece a variar a um grau apreciável.
Depende da quantidade de ácido e base
da qual o tampão é feito.
![Page 40: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/40.jpg)
pH
Depende de Ka para o ácido e das
respectivas concentrações relativas de
ácido e base que o tampão contém.
Quanto maior as quantidades do par ácido-base
conjugado, o pH se tornam mais resistentes às
mudanças.
![Page 41: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/41.jpg)
Equação de Henderson-Hasselbalch
HA H+ + A- Ka = [H+] [A-]
[HA]
H+ = Ka . HA 1 = 1 . A-
A- H+ Ka HA
Log 1 = log 1 + log A-
H Ka HA
pH = pKa + log A- Aceptor de H+
HA Doador de H+
![Page 42: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/42.jpg)
Poder Tamponante
pH do tampão [sal] [ácido]
Relação Sal/Ácido = 0,1 pH = pKa + log 0,1
pH = pKa -1
Relação Sal/Ácido = 10 pH = pKa + log 10
pH = pKa +1
Poder tamponante de um sistema tampão pode
ser definido pela quantidade de ácido forte que
é necessário adicionar para fazer variar o pH de
uma unidade
![Page 43: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/43.jpg)
Os sistemas químicos de tampões ácido-base
dos líquidos corporais;
O centro respiratório, que regula a remoção de
CO2 do líquido extracelular;
Os rins, que agem reabsorvendo o bicarbonato
filtrado ou eliminado o H+ pelo sistema tampão
fosfato ou na forma de NH4+
![Page 44: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/44.jpg)
Os principais sistemas tampões
presentes no organismo, que permitem a
manutenção da homeostasia, são:
sistema bicarbonato
sistema fosfato
proteínas
![Page 45: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/45.jpg)
SANGUE COMO UMA SOLUÇÃO-TAMPÃO
Sistema tampão usado para controlar o
pH no sangue.
SISTEMA TAMPÃO ÁCIDO
CARBÔNICO-BICARBONATO
H2CO3 / HCO3- : são um par ácido base conjugado.
![Page 46: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/46.jpg)
SANGUE COMO UMA SOLUÇÃO-TAMPÃO
H+(aq) + HCO3
-(aq) H2CO3(aq) H2O(l) + CO2(g)
Equilíbrios importantes no sistema tampão
ácido carbônico-bicarbonato:
CO2: um gás que fornece um mecanismo para o
corpo se ajustar aos equilíbrios.
A remoção de CO2 por exalação desloca o
equilíbrio para a direita, consumindo íons H+.
![Page 47: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/47.jpg)
SANGUE COMO UMA SOLUÇÃO-TAMPÃO
Para que o tampão tenha pH de 7,4, a razão
[base] / [ácido] deve ser igual a um valor de 20.
No plasma sangüíneo normal as concentrações
de HCO3- e H2CO3 são aproximadamente de
0,024 mol / L e 0,0012 mol /L, respectivamente.
![Page 48: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/48.jpg)
SANGUE COMO UMA SOLUÇÃO-TAMPÃO
Regulação: pulmões e rins (ácido
carbônico/bicarbonato)
Alguns dos receptores no cérebro são sensíveis
às concentrações de H+ e CO2 nos fluídos
corpóreos.
Quando a concentração de CO2 aumenta, os
equilíbrios deslocam-se para a esquerda, o que
leva à formação de mais H+.
![Page 49: Introdução, pH e tampões](https://reader031.vdocuments.pub/reader031/viewer/2022020123/557202e34979599169a43ddb/html5/thumbnails/49.jpg)
SANGUE COMO UMA SOLUÇÃO-TAMPÃO
Os receptores disparam um reflexo para respirar
mais rápido e mais profundamente, aumentando a
velocidade de eliminação de CO2 dos pulmões e
deslocando o equilíbrio de volta para a direita.
Os rins absorvem ou liberam H+ e HCO3-; muito
do excesso de ácido deixa o corpo na urina, que
normalmente tem pH de 5,0 a 7,0.