tampão Prof a Alessandra Smaniotto QMC Química Analítica Curso de Graduação em Farmácia Turmas 02102A e 02102B

Transcrição

1 Cap 3: Equilíbrio Químico Soluções tampão Prof a Alessandra Smaniotto QMC Química Analítica Curso de Graduação em Farmácia Turmas 02102A e 02102B

2 Água:excepcional habilidade em dissolver grande variedade de substâncias. Soluções aquosas encontradas na natureza: fluidos biológicos e a água do mar. Contêm muitos solutos. Muitos equilíbrios acontecem simultaneamente nessas soluções.

3 O efeito do íon comum Concentrações no equilíbrio de íons em solução contendo um ácido fraco ou uma base fraca; Soluções que contêm não apenas um ácido fraco, como o ácido acético (CH 3 COOH), mas também um sal solúvel desse ácido, como o CH 3 COONa; O que acontece quando CH 3 COONa éadicionado à solução de CH 3 COOH?

4 CH 3 COONaéum eletrólito forte. Dissocia-se completamenteem solução aquosa para formar íons Na + e CH 3 COO -. Em comparação, CH 3 COOHéum eletrólito fraco.

5 A adição de CH 3 COO - a partir de CH 3 COONa faz com que o equilíbrio desloque-se para a esquerda, diminuindo, portanto, a concentração no equilíbrio de H + (aq). CH 3 COO - Na + CH 3 COO - é uma base fraca, então o ph da solução aumenta devido à diminuição na [H + ]

6 EFEITO DO ÍON COMUM: A extensão da ionização de um eletrólito fraco édiminuída pela adição àsolução de um eletrólito forte no qual háum íon comum com o eletrólito fraco.

7 A ionização de uma base fraca também diminui com a adição de um íon comum; Por exemplo, a adição de NH 4+ (a partir do NH 4 Cl) faz com que o equilíbrio de dissociação de NH 3 desloque para a esquerda, diminuindo a concentração de OH - no equilíbrio e abaixando o ph. NH 4 Cl

8 Soluções Tampão São misturas de soluções de eletrólitos que resistem à variação de ph quando pequenas quantidades de ácidos ou bases são adicionadas ao sistema. As soluções tampão sofrem pequenas variações por diluição. São constituídas por misturas de soluções ácidos fracos e bases fracas. Para fins práticos existem dois tipos de soluções tampão: -Mistura de ácido fracocom sua base conjugada -Mistura de uma base fracacom seu ácido conjugado 8

9 Um tampão resiste às variações no ph porque 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; Exigência preenchida por um par ÁCIDO-BASE CONJUGADO: CH 3 COOH / CH 3 COO - ou NH 4+ / NH 3

10 Mistura de um ácido fraco ou uma base fraca com um sal do ácido ou da base: A adição de ácido ou base a uma solução tampão interferecom os seguintes equilíbrios, exemplificados para o caso de uma solução tampão de um ácido fraco HA e sua base conjugada, A - : 1) HA + H 2 O H 3 O + + A - 2) A - + H 2 O HA + OH -

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13 Solução aquosa de ácido acético e acetato de sódio: s 1)HOAc+ H 2 O H 3 O + + OAc - 2)OAc - + H 2 O HOAc+ OH - A adição de uma pequena quantidade de H 3 O + leva àreação: H 3 O + + OAc - HOAc+ OH - Ocorre pequena variação no ph, uma vez que a quantidade de H 3 O + adicionado émuito menor que a concentração analítica de NaOAc. A adição de pequena quantidade de OH-leva àreação: OH - + H 3 O + 2 H 2 O Ocorre pequena variação no ph, uma vez que a quantidade de OH - adicionado émuito menor que a concentração analítica de HOAc. 13

14 Solução de amônia e cloreto de amônio: 1) NH 3 + H 2 O NH 4+ + OH - 2) NH 4+ + H 2 O NH + 3 H 3 O + A adição de uma pequena quantidade de H 3 O + leva àreação: H 3 O + + OH - 2 H 2 O Ocorre pequena variação de ph, uma vez que a quantidade de H 3 O + adicionado émuito menor que a concentração analítica de NH 3. A adição de uma pequena quantidade de OH-leva àreação: OH - + NH 4+ NH 3 + H 2 O Ocorre pequena variação de ph, uma vez que a quantidade de OH - adicionado émuito menor que a concentração analítica de NH4Cl. 14

15 A dissociação de um ácido fraco HA ocorre da seguinte forma: Então, HA + H 2 O H 3 O + + A - + K a[ HA ] [ H 3O ] = [ A ] + K a[ HA] log[ H 3O ] = log [ A ] ph = pk a + log [ A ] [ HA ] Equação de Henderson-Hasselbalch 15

16 Capacidade do tampão e ph Éo número de mols de ácido ou base fortes que 1 L do tampão pode absorver sem variar o ph em mais de 1 unidade; Depende da quantidade de ácido e base da qual o tampão é feito; Depende de K a para o ácido e das respectivas concentrações relativas de ácido e base que o tampão contém; Quanto maior as quantidades do par ácido-base conjugado, a razão de suas concentrações, e, consequentemente, o ph se tornam mais resistentes às mudanças.

17 Sistemas Primários rios Reguladores do ph Os sistemas químicos de tampões ácido-base dos líquidos corporais; O centro respiratório, que regula a remoção de CO 2 do líquido extracelular; Os rins, que agem reabsorvendo o bicarbonato filtrado ou eliminando o H + pelo sistema tampão fosfato ou na forma de NH 4 +. Os principais sistemas tampões presentes no organismo, que permitem a manutenção da homeostasia, são: sistema bicarbonato, sistema fosfato, proteínas e sistema da amônia.

18 SANGUE COMO UMA SOLUÇÃO-TAMPÃO Sistema tampão usado para controlar o ph no sangue: ácido carbônico-bicarbonato; Equilíbrios importantes no sistema tampão: CO 2 :fornece um mecanismo para o corpo se ajustar aos equilíbrios. A remoção de CO 2 por exalação desloca o equilíbrio para a direita, consumindo íons H +.

19 Para que o tampão tenha ph de 7,4, a razão [base] / [ácido] deve ser igual a um valor de 20; No plasma sangüíneonormal as concentrações de HCO 3 - e H 2 CO 3 são aproximadamente de 0,024 mol / L e 0,0012 mol /L, respectivamente; O tampão tem alta capacidade para neutralizar ácido adicional, mas apenas uma baixa capacidade para neutralizar base adicional.

20 Os principais órgãos que regulam o ph do sistema tampão ácido carbônico-bicarbonato são pulmões e rins; Alguns dos receptores no cérebro são sensíveis às concentrações de H + e CO 2 nos fluídos corpóreos; Quando a concentração de CO 2 aumenta, os equilíbrios deslocam-se para a esquerda, o que leva àformação de mais H + ; Os receptores disparam um reflexo para respirar mais rápido e mais profundamente, aumentando a velocidade de eliminação de CO 2 dos pulmões e deslocando o equilíbrio de volta para a direita; Os rins absorvem ou liberam H + e HCO 3- ; muito do excesso de ácido éeliminado pela urina, que normalmente tem ph de 5,0 a 7,0.