equilíbrio Ácido-base
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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 PresentationTRANSCRIPT
Equilíbrio Ácido-baseControle 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 H + CL - Cloreto
Ácido Acético CH3COOH H + CH3COO-
Acetato
Amônia NH4 + H + NH3 Amoníaco
Ácido fosfórico H3PO4 H + H2PO4 - Fosfato I
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)
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 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
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
• Escala de pH = -log H + ou seja o pH
é o logaritimo negativo da concentração hidrogeniônica
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)
I______________________________________________________I0 7 14
HCLpH1
CH3COOHpH 4
H2OpH 7
NH4OHpH 9
NaOHpH13
Adição de ácido Adição de 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
• 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/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
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)
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
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