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Equilíbrio Ácido-base Controle de pH por meio de soluções tampão

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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. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: Equilíbrio Ácido-base

Equilíbrio Ácido-baseControle de pH por meio de

soluções tampão

Page 2: Equilíbrio Ácido-base

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.

Page 3: Equilíbrio Ácido-base

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.

Page 4: Equilíbrio Ácido-base

Conceito de Bröwsted-Lowry:

• Ácido → Qualquer substância que libera prótons H+; • Base → Qualquer substância que aceita prótons H+

Page 5: Equilíbrio Ácido-base

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

Page 6: Equilíbrio Ácido-base

• 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 H + CL - Cloreto

Ácido Acético CH3COOH H + CH3COO-

Acetato

Amônia NH4 + H + NH3 Amoníaco

Ácido fosfórico H3PO4 H + H2PO4 - Fosfato I

Page 7: Equilíbrio Ácido-base

Ácidos e ÁlcalisA 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.: CH3COOHÁcido Forte - Base fraca ( retém mal o próton)Ácido Fraco - Base forte ( segura bem o próton)

Page 8: Equilíbrio Ácido-base

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)

Page 9: Equilíbrio Ácido-base

Classificação dos sais

Sais• São substâncias que, ao se dissociarem,

não liberam diretamente nem H+, nem OH- São 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

Page 10: Equilíbrio Ácido-base

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 - )

Page 11: Equilíbrio Ácido-base

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

Page 12: Equilíbrio Ácido-base

• 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 +

Page 13: Equilíbrio Ácido-base

• A concentração bidrogeniônica varia de 1 a 10 -14

mol.L -1

• A concentração Hidroxiliônica acompanha em sentido inverso:

• Quando H + sobe, OH - desce

• Escala de pH = -log H + ou seja o pH

é o logaritimo negativo da concentração hidrogeniônica

pH = potencial hidrogeniônico

(Escala de 0 a 14)

Page 14: Equilíbrio Ácido-base

pH = -log H +

pH - logaritimo negativo da concentração

hidrogeniônica

•Quando H umenta o pH desce

•Quando H diminui o pH aumenta

Page 15: Equilíbrio Ácido-base

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)

Page 16: Equilíbrio Ácido-base

I______________________________________________________I0 7 14

HCLpH1

CH3COOHpH 4

H2OpH 7

NH4OHpH 9

NaOHpH13

Adição de ácido Adição de base

Page 17: Equilíbrio Ácido-base

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

Page 18: Equilíbrio Ácido-base

• 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

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Como medir o pH

•1- pHmetro

Page 20: Equilíbrio Ácido-base

•2- Papel de tornassol - Fita

Page 21: Equilíbrio Ácido-base

Escala de pH

Page 22: Equilíbrio Ácido-base
Page 23: Equilíbrio Ácido-base
Page 24: Equilíbrio Ácido-base

O pH de uma substância varia :

• Composição

• [ ] de sais, metais, ácidos e bases

• [ ] subst. Orgânicas

• Temperatura

Page 25: Equilíbrio Ácido-base

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

Page 26: Equilíbrio Ácido-base

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

Page 27: Equilíbrio Ácido-base

• 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

Page 28: Equilíbrio Ácido-base

• 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

Page 29: Equilíbrio Ácido-base

Controle do equilíbrio A/BTampão Bicarbonato• 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

Excreção de CO2

• Centros de controle respiratório no cérebro regulam a quantidade de CO2 que é expirado através de :

• Controle da velocidade• Profundidade da respiração

• Quando a respiração aumenta - [ ] de CO2 diminui – sangue básico

• Quando a respiração diminui - [ ] de CO2 aumenta – sangue ácido

Em ambos os casos o efeito sobre o pH é minimizado

Page 30: Equilíbrio Ácido-base

Causas de Alcalose Respiratória

• Hiperventilação pulmonar• Diminuição da pCO2• Ventilação mecânica aumentada • Dor • Lesão no SNC• Ansiedade

Page 31: Equilíbrio Ácido-base

Causas de Acidose Respitarória

• Hipoventilação = aumento da pCO2 Hipercapnia ( aumento de CO2)• Drogas que deprimem o centro

respiratório• Pneumonia• Doenças pulmonares crônicas

Page 32: Equilíbrio Ácido-base

Causas da Alcalose metabólica

• Elevação do pH (aumento de bases ou diminui ácido) por distúrbios metabólicos

• Vômito crônico• Ingestão excessiva de anti-ácidos• Desidratação

Page 33: Equilíbrio Ácido-base

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)

Page 34: Equilíbrio Ácido-base

Exercícios1) 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

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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

Page 36: Equilíbrio Ácido-base

( ) 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