QBQ0230 – 2010Aula 1

Regina L. Baldinibaldini@iq.usp.br

bloco 12 inferior, sala 1211

Quais os elementos mais abundantes nos seres

vivos?

Ligações covalentes Ligações covalentes

Biomoléculas são compostos de

carbono

• Hidroxil (álcool)• Carbonil (aldeído e cetona)• Carboxil (ácidos carboxílicos)• Amino• Éster• Tioéster• Éter• Anidrido• ...

Grupos funcionais presentes em biomoléculas

Biomoléculas geralmente apresentam vários grupos funcionais

Qual a molécula mais abundante nos seres

vivos?

ÁGUA (H2O)

• Propriedades físicas e químicas� importantes para a interações com

biomoléculas

• Ionização� pH

Água ÁGUA (H2O)

Elétrons estão mais próximos do O, criando um dipolo elétrico

Água pode formar até 4 pontes de H Pontes de Hidrogênio no geloÁgua líquida:

3,4 ptes H/molécula

Átomo eletronegativo

H ligado a átomo eletronegativo

Pontes de H de importância biológica

• Água é polar, portanto dissolve compostos polares.

• Compostos apolares são insolúveis em água.

Água como solvente Água como solvente Água dissolve sais cristalinos por hidratação

Compostos anfipáticos:parte polar e parte apolar

Reorganização da água em contato com um composto apolar ou anfipático Formação de

micelas

Interações hidrofóbicas no interior da micela

Interações não covalentes de biomoléculas com o solvente

Ionização da água

• Uma pequena parcela da água ioniza:

• Íons hidrônio (H3O+) e hidróxido (OH-)

• A concentração da água pura é 55,5 M(M = m/v.PM )

• Rearranjando na equação:

Kw = [H+] [OH-] = 1x10-14 M2

Exemplo: Qual é a [OH-] em uma solução 0,1M NaOH?

• Kw é a base para a escala de pH, que é um meio conveniente de expressar a [H+]:

• pH = log 1 = - log [H+]

[H+]

p significa “logaritmo negativo de”

A escala de pH

• Para uma solução precisamente neutra a 25oC, na qual [H+] = 10-7 M:

• pH = - log [H+] = 7

A escala de pH A escala de pH

Como os organismos conseguem manter o pH?

• Conceito de Bronsted-Lowry

� Ácidos são doadores de prótons

� Bases são receptores de prótons

HA H+ + A-

Ácidos e Bases

• Ácidos fortes de dissociam completamente em água� HCl + H2O � H3O+ + Cl_

• Ácidos fracos não dissociam completamente �

Ácidos fortes e fracos Constante de dissociação dos ácidos (Ka)

Quanto menor o ka ou maior o pKa, mais fraco é o ácido

• Adição de uma base forte e medida do pH a cada ponto

• Ex: titulação do ácido acético (HAc)� Dois equilíbrios estão envolvidos:

Kw = 1 x 10-14 M2 Ka = 1,74 x 10-5 M2

A titulação permite determinar o pka de um ácido fraco

HAc H+ + Ac_

Titulação:no início, o ácido acético está pouco ionizado

Titulação:à medida que se adiciona base (OH-), a

ionização aumenta...

Curva de titulação do ácido acético

Quando pH=pKa, metade das moléculas de HAc estão ionizadas

Curvas de titulação de

ácidos fracos

Equação de Henderson-Hasselbach

•Define o pH de uma solução em termos de:•pKa do ácido fraco•Concentração do ácido e sua base conjugada

Solução tampão

• Mistura de um ácido e sua base conjugada, que mantém o pH quando da adição de pequenas quantidades de ácido ou base.

Tampões biológicos

• Proteínas (aminoácidos têm grupos ionizáveis)

• Fosfato (H2PO4-)• Bicarbonato

Manter o pH é importante para a conformação de proteínas e

atividade de enzimas