Soluções-tampão

ConceitoTampão é qualquer substância que pode reversivelmente, se ligar aos íons hidrogênio. Uma solução-tampão (ou mistura-tampão ou sistema-tampão) é aquela que resiste a uma variação do pH quando se adiciona ácido ou álcali. Geralmente, uma solução-tampão consiste de uma mistura de ácido fraco de Bronsted e sua base conjugada; por exemplo, misturas de ácido acético e acetato de sódio ou de hidróxido de amônio e cloreto de amônio são soluções-tampão.

Tampão + H ↔ H TampãoTampãoH + OH ↔ H2O + Tampão

ComposiçãoUm tampão resiste ás variações de pH porque ele contém tanto espécies ácidas para neutralizar os íons OH quanto espécies básicas para neutralizar os íons H .As espécies ácidas e básicas que constituem o tampão não devem consumir umas às outras pela reação de neutralização.Os tampões resistem mais eficazmente à variação de pH em qualquer sentido quando as concentrações de ácido fraco e base conjugada são aproximadamente as mesmas.A partir da equação:

Quando as concentrações de ácido fraco e base conjugada são iguais, [H+] = Ka, geralmente tentamos selecionar um tampão cuja forma ácida tem pKa próximo do pH desejado.

ExemplosSão exemplos de tampões: Acetato CH3COOH + CH3COONa, Bicarbonato H2CO3 + NaHCO3 , Fosfato H2PO4 + NaHPO4 , Amônia NH4OH + NH4Cl.

Existem muitos exemplos da importância das soluções-tampão em organismos biológicos, como a capacidade de impedir mudanças bruscas de pH. Os líquidos citoplasmáticos contêm proteínas dissolvidas, substratos orgânicos e sais inorgânicos e resistem ás mudanças excessivas do pH. O plasma sanguíneo é uma solução-tampão muito efetiva, feita quase idealmente para conservar os valores do pH do sangue em 7,2-7,3, com variação de 0,2 unidades de pH; os valores situados fora desses limites são incompatíveis com a vida. Pode-se ter uma apreciação, mais completa do poder tamponante das células vivas, se recordarmos que muitos dos metabólitos, que constantemente estão sendo produzidos e utilizados pelas células, são ácidos fracos de Bronsted. Além disso, todas as enzimas que catalisam as reações das quais participam esses eletrólitos apresentam sua máxima ação catalítica dentro de limites definidos de pH.

No laboratório, deseja-se examinar reações in vitro sob condições em que a variação de pH é mínima. Obtêm-se essas condições pelo uso de tampões eficientes, preferencialmente aqueles inertes ás reações que se investigam. Os tampões podem incluir ácidos fracos, tais como ácido fosfórico, acético, glutárico e tartárico ou bases fracas, tais como, amônia, piridina e tris-(hidroximetil) aminometano.Consideremos o mecanismo mediante o qual uma solução-tampão exerce controle sobre as mudanças bruscas de pH. Quando se adiciona álcali (por exemplo, NaOH) a uma mistura de ácido acético (CH3OOH) e acetato de potássio (CH3COOK) ocorre a seguinte reação:

OH + CH3COOH → CH3COO + H2O

Essa reação estabelece que o OH reage com os prótons produzidos pela dissociação do ácido fraco e formam H2O,

CH3COOH ↔ CH3COO + H → H2O + OH

+ +

+

+

Ao acrescentar álcali há uma dissociação adicional do CH3COOH para fornecer mais prótons e dessa forma conservar a concentração de H ou o pH sem variar.Quando se adiciona ácido a uma solução de tampão de acetato, se efetua a seguinte reação:

H + CH3COO→ CH3COOH

Os prótons adicionados (em forma de HCl, por exemplo), combinam-se instantaneamente com o ânion CH3COO presente na mistura-tampão (como acetato de potássio) para formar o ácido fraco não dissociado CH3COOH. Em conseqüência, a mudança de pH resultante é muito menor do que ocorreria se a base conjugada estivesse ausente.

Dois fatores determinam a eficiência ou capacidade tamponante da solução. Um deles, é a concentração molar dos componentes do tampão. A capacidade tamponante é diretamente proporcional á concentração dos componentes dos sistemas.O segundo fator é a relação entre a concentração de base conjugada e do ácido fraco. Quantitativamente, a solução-tampão mais eficiente será aquela que tiver a mesma concentração de ácido e de base, uma vez que essa mistura pode proporcionar igual quantidade de componentes ácidos e básicos para reagir com base e ácido, respectivamente.

Principais aplicações Como os microorganismos se desenvolvem melhor em determinadas faixas de pH, os meios de cultura

são, geralmente, tamponados. Os fluidos biológicos são tamponados, utilizando para isso várias substâncias (ácidos, bases e sais) que

existem no organismo. O sangue humano apresenta, normalmente, pH em torno de 7,4. Um aumento ou diminuição de 4 décimos neste valor, causa morte do indivíduo. Os sucos digestórios também são tamponados, pois as enzimas que catalisam as reações orgânicas atuam em determinadas faixas de pH.

Determinados medicamentos são tamponados com o objetivo de melhorar a sua atuação o atenuar os efeitos colaterais. Um exemplo de medicamento tamponado é o Buferin, que atua como analgésico e antiinflamatório. Este medicamento é constituído por ácido acetil salicílico (AAS ou aspirina) tamponado com carbonato de magnésio e aminoacetato de alumínio.

FinalidadePor sua propriedade de manter o pH constante mesmo com a adição de ácidos e bases à solução, as soluções tampão são ideais para ajudar na conservação de substâncias e amostras, evitando sua degradação ou modificação pelo pH, na condução de experimentos (controlando o fator pH) etc.

Fonte: Introdução à bioquímica, Conn & StumpfPortal de estudos em química, Professor Paulo Césarhttp://www.profpc.com.br/Solu%C3%A7%C3%A3o_tamp%C3%A3o.htm

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