Equilíbrio Ácido-base. Controle de ph por meio de soluções tampão

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1 Equilíbrio Ácido-base Controle de ph por meio de soluções tampão

2 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. O ph é utilizado para quantificar a acidez, neutralidade e basicidade de uma solução liquida (Potencial Hidrogeniônico)

3 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.

4 Conceito de Bröwsted-Lowry: Ácido Qualquer substância que libera prótons H+; Base Qualquer substância que aceita prótons H+

5 Ácidos A acidez é exercida pelo íon H + Ácidos Fortes liberam totalmente o H +. O efeito ácido se manifesta com intensidade. Ex. : HCL Ácidos Fracos liberam parcialmente o H +. O efeito ácido se manifesta fracamente. Ex.: CH 3 COOH Ácido Forte - Base fraca ( retém mal o próton) Ácido Fraco - Base forte ( segura bem o próton)

6 Álcalis ( Base ) São substâncias que ao se dissociarem, liberam a hidroxila OH Entre os álcalis, estão o NaOH, KOH, NH 4 OH, NH 4 OH, Ca(OH) Álcali forte libera completamente hidroxila (OH) Álcali fraco- libera parcialmente a hidroxila (OH)

7 Classificação dos sais Sais São substâncias que, ao se dissociarem, não liberam diretamente nem H +, nem OH - São compostos do tipo NaCL, KCL, CH 3 COONa, NH 4 CL, NaH 2 PO 4. NEUTROS não modificam o ph da água ÁCIDOS abaixam o ph da água BÁSICOS Elevam o ph da água

8 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

9 Escala de ph

10 O ph é característica de toda substância e é determinado pela concentração de íons H +

11 ph - ph = -log H + logaritimo negativo da concentração hidrogeniônica Quando H umenta o ph desce Quando H diminui o ph aumenta

12 A água se dissocia espontâneamente em hidrogenion ( H + ) e hidroxilion (OH - ): H 2 O H + + OH { H + = Hidrônio { OH - = Hidroxila O próton H + não existe livre em solução, portanto se combina imediatamente a outra molécula de água: H + + H 2 O H 3+ O { H + H 3+ O chama-se hidrônio para simplicicar, escreve-se apenas H +

13 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 violentamente ( 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)

14 HCL ph1 CH3COOH ph 4 H2O ph 7 NH4OH ph 9 NaOH ph13 Adição de ácido Adição de base I I

15 1- phmetro Como medir o ph

16 2- Papel de tornassol - Fita

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19 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

20 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 no organismo. O bicarbonato é uma base forte e ácido carbônico é um ácido fraco.

21 Exemplo de solução tampão Ácido acético + acetato de sódio (ácido fraco) (sua base conjugada) Ácido acético (CH 3 COOH) H + + CH 3 COO - Fornece prótons Acetato de sódio (CH 3 COONa) Na + + CH 3 COO - Pronto para receber prótons (H + ) Se acrescentarmos HCl a essa solução tampão: H + + Cl será capturado pelo acetato O ph desce menos e o efeito da acidez é atenuado

22 ph3 ácido + sol sem tampão + base ph11 ph7 ph 6,5 ácido + sol com tampão + base PH 7,5 ph7

23 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

24 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

25 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

26 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

27 Controle do equilíbrio A/B Tampão Bicarbonato Bicarbonato de sódio ( base ) 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 Em ambos os casos o efeito sobre o ph é minimizado 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

28 Causas de Alcalose Respiratória Hiperventilação pulmonar Diminuição da pco2 Ventilação mecânica aumentada Dor Lesão no SNC Ansiedade

29 Causas de Acidose Respitarória Hipoventilação = aumento da pco2 Hipercapnia ( aumento de CO2) Drogas que deprimem o centro respiratório Pneumonia Doenças pulmonares crônicas

30 Causas da Alcalose metabólica Elevação do ph (aumento de bases ou diminui ácido) por distúrbios metabólicos Vômito crônico Ingestão excessiva de anti-ácidos Desidratação

31 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)

32 Exercícios 1) Por que a água e seus íons são importantes em biologia? 2) Assinale V ou F: ( ) Ácidos que liberam pouco o próton são fracos ( ) Ácidos que liberam completamente o próton são fortes ( ) Alcalinidade é exercida pelos íons OH ( ) 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

33 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

34 ( ) 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