PH e sistema tampão. [H + ] = [OH - ] = 10 -7 MSoluções neutras Soluções ácidas Soluções...
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pH e sistema tampão
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[H+] = [OH-] = 10-7 M Soluções neutras
Soluções ácidas
Soluções básicas
[H+] > [OH-]
[H+] < [OH-]
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pHParâmetro químico que indica a concentração de íons de hidrogênio em uma
solução aquosa
Afeta a estrutura e a atividade das biomoléculasAbsorção Medicamentos
Diagnóstico clínico (pH do sangue e urina)
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Definição:
ÁCIDOS: ↑ [H+]Doadores de prótons, tendem a perdê-los
numa solução aquosa
BASES: [H+]Aceptores de prótons, tendem a incorporá-
los em suas moléculas numa solução aquosa
Exemplos:
Ácidos
HCl H+ + Cl-
Bases
CH2COOH CH3COO- + H+
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Ácidos e bases
Ácidos ou bases fortes: Completamente ionizados quando diluídos em solução aquosa
Ácidos ou bases fracas: Não estão completamente ionizados quando diluídos em água
Comuns em sistemas biológicos Papel importante no metabolismo e regulação
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Par ácido-base conjugado
Doador de prótons e seu aceptor correspondente
CH3COOH H+ + CH3COO-
Quanto mais forte o ácido, maior a tendência em perder prótons
Constante de equilíbrio:
HA H+ + A-
Ácido Base conjugada
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Equação de Henderson-Hasselbach
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Absorção de medicamentos
Fármacos são ácidos ou bases fracas presentes nas soluções tanto sob a forma ionizada (BH+ ou A-) quanto não-ionizada (B ou HA)Variam de acordo com o pH
BH+ B + H+
HA A- + H+
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Absorção de medicamentos e pH
Ionizada (BH+ ou A-):Menor lipossolubilidade para atravessar as membranas.
Não-ionizada (B ou HA):Maior lipossolubilidade e podem se difundir através da membrana.
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Interação eletrostática
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Em qual pH a aspirina será melhor absorvida??
1 = 3 + log [A- ] [HA]
log [A- ] = -2 [HA]
log [A- ] = log 0,01 [HA]
[HA] = 100 vezes maior que [A-][A- ] = 1[HA] 100
Estômago (ácido)
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Como será absorção da aspirina no pH = pka ?
3 = 3 + log [A- ] [HA]
log [A- ] = 0 [HA]
log [A- ] = log 1 [HA]
[A- ] = [HA] [A- ] = 1 [HA]
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E como será a absorção da aspirina em pH básico ?
8 = 3 + log [A- ] [HA]
log [A- ] = 5 [HA]
log [A- ] = log 100.000 [HA]
[A- ] = 100.000 vezes maior que [HA]
[A- ] = 100.000 [HA]
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Absorção de medicamentos e pH
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Soluções que resistem às variações do pH quando pequenas quantidades de ácido (H+) ou base (OH-) são adicionados;
Composto de um ácido fraco e a sua base conjugada em concentrações próximas;
Tamponamento resulta do equilíbrio de duas reações reversíveis que apresenta quantidades iguais ou próximas do doador (ácido) e aceptor (base) de prótons.
Tampões
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Vídeo sobre tampão
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Como determinar a concentração de um ácido ou base em uma solução?
Titulação:A concentração de ácido é
calculada a partir do volume e da concentração de base
Ácido Acético Acetato
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Curva de titulação de ácidos com forças diferentes
Ácido Acético
Diidrogênio Fosfato
Ácido mais forte (perde H+ mais rapidamente) menor pKa
Íon Amônio
Ácido mais fraco (demora mais a perder H+) maior pKa
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Ação dos tampões contra as variações de pH nos sistemas biológicos
Variações do pH provocam grandes variações na velocidade dos processos biológicos
Ex: Atividade enzimática em catalisar reaçõesPepsina
Enzima digestiva produzida no estômago Função: quebrar proteínas em peptídeos mais simples
Tripsina Age nas proteínas do quimo no intestino
Produzida no pâncreas e ativada no duodeno pelo suco intestinal
Fosfatase Alcalina Remove grupos fosfatos de nucleotídeos,
proteínas e alcalóides Produzida por diversos órgãos e tecidos
(ex: ossos, fígado e placenta)
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Como manter o pH constante e específico?
Ácidos ou Bases fracos tamponam células e tecidos
contra variações no pH
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Proteínas como sistemas tampão
Ex: Aminoácido Histidina (pKa = 6)Tamponamento efetivo em pH neutro
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Tampão fosfato
Tamponamento do citoplasma pH entre 6,9 e 7,4
pH
pKa ~7,0
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Tampão bicarbonato
Tamponamento do plasma sanguíneo pH ~ 7,4
H2CO3 do plasma sanguíneo está em equilíbrio com o CO2 dos pulmões
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Como funciona o tampão bicarbonato durante um exercício físico?
Ácido láctico (H+) produzido no músculo é adicionado no sangue provocando
hiperventilação
Ácido carbônico
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Como funciona o tampão bicarbonato quando o pH do sangue aumenta?Produção de amônia (NH3) durante o catabolismo de proteínas provoca:
Respiração lenta regula pH
Bicarbonato
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Pacientes com problemas respiratórios (liberação de CO2)?
Ex: Fibrose Cística, Asma, Pneumonia Severa, Enfisema Pulmonar (DPOC)
Acidose respiratória
Muco pulmão dificulta a liberação de CO2
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Insuficiência Respiratória – redução na eliminação de CO2
Causas possíveis:Asma - depressão respiratória devido a resistência na passagem do arPneumonia severa – prejuízo nas trocas gasosas Aumento da pCO2 nos tecidos.O equilíbrio desloca-se para a direita.
CO2 + H20 H+ + HCO3-
Acidose Respiratória
Compensação renal:excreta H+ ( aumentar pH plasmático)reabsorve HCO3
- (combina com H+ livre e aumenta o pH)
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Hiperventilação histérica
Ex: Pessoas ansiosas com crise nervosa
Alcalose respiratória
Freqüência respiratória
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Alcalose Respiratória
Algumas causas possíveis: Dor Histeria AnsiedadeA alcalose respiratória ocorre como resultado da hiperventilaçãoA diminuição de CO2 desloca o equilíbrio pra esquerdaPara reverter: respirar dentro de um saco de papel
CO2 + H20 H+ + HCO3-
Compensação renal:excreta HCO3
-
reabsorve H+ (Diminuir pH, aumentando conc H+)
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Distúrbios ácido-base
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Distúrbios ácido-base
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Equilíbrio da reação
HA H+ + A-