O plasma sanguíneo contém uma reserva ("pool") total de carbonato (essencialmente HCO 3-

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1 Exercícios 1. Segel, Biochemical Calculations, Capítulo 1, Problema O Ka do ácido fraco HA é 1,6 x Calcular: a) O grau de ionização do ácido para uma solução 10-3 M. b) O ph 2. Segel, Biochemical Calculations, Capítulo 1, Problema a) Indicar os componentes de um tampão acetato b) Mostrar através de reações como o tampão acetato resiste a mudanças de ph quando se adiciona íons OH - ou H Ler no Capítulo 1 do livro INTRODUÇÃO À BIOQUÍMICA de Conn e Stumpf (tradução da 3a edição americana) o tópico TAMPÕES. Com base à esta leitura responder: Quais os fatores que determinam a eficiência ou capacidade tamponante de uma solução? 4. Dispõe-se de solução de ácido acético e acetato de sódio ambas 0,1 M. Com estas duas soluções, preparar os seguintes tampões acetato 0,1 M (pka do ácido acético = 4,7): a) ph = 3,7 b) ph = 5,7 5. Lehninger, Biochemistry, segunda edição, Capítulo 2, Problema 8. a) Calcular a relação [HCO 3- ]/[H 2 CO 3 ] no plasma sanguíneo em ph 7,4 (pka = 3,77), b) Calcular a relação [HPO 4 ]/[H 2 PO 4- ] no plasma sanguíneo (pka = 7,20), c) Qual dos dois pares ácido-base conjugados é o tampão mais eficiente em uma amostra de plasma sanguíneo em um frasco fechado, sem espaço disponível para gases (totalmente ocupado por líquido)?

2 5. Segel, Biochemical Calculations, Capítulo 1, Problema O plasma sanguíneo contém uma reserva ("pool") total de carbonato (essencialmente HCO 3- + CO 2 ) de 2,52 x 10-2 M. a) Qual é a razão [HCO 3- ]/ e a concentração de cada componente do tampão presente a ph 7,4? b) Qual seria o ph se for adicionado 10-2 M de H+ sob condições tais que o aumento da não possa ser liberado? c) Qual seria o ph se for adicionado 10-2 M de H+ e o excesso de CO 2 eliminado (mantendo-se assim a original)? Considerar o pka para o equilíbrio abaixo: CO 2 + H 2 O HCO 3- + H +, como sendo 6,1.

3 Ex. 1 a) O grau de ionização do ácido para uma solução 10-3 M HA HA H + + A - H + + A x x x Ka = [H+ ] [A - ] Existem 2 formas de resolver: 1. Como HA é um ácido fraco, o x é muito pequeno comparado com 10-3 e portanto pode-se desprezar o x no termo [10-3 x]: Ka= 1.6 x 10-6 Ka = Ka = 1.6 x 10-6 = x = 4 x 10-5 M x O grau de ionização = [A - ] x x 10-5 = x 100 = 4 % Não desprezando o x no termo [10-3 x]: Ka = 1.6 x 10-6 = x = 4 x 10-5 M = (1.6 x 10-6 ) ( x) = 1.6 x x 10-6 x x 10-6 x x10-9 = 0 Ex. 1 b) O ph x = -b ± b 2 4ac 2a x = 3.92 x 10-5 M ~ 4 x 10-5 M ph= -log [H + ] ph= -log [4 x 10-5 ] ph= -log 4 log 10-5 ph= ph= 4.4

4 E a) Indicar os componentes de um tampão acetato CH 3 COOH : doador de prótons (ácido conjugado) CH 3 COO - : aceptor de prótons (base conjugada) E b) Mostrar através de reações como o tampão acetato resiste a mudanças de ph quando se adiciona íons OH - ou H +. OH - H 2 O CH 3 COOH CH 3 COO - H + OH - adicionado reage com o H + proveniente da dissociação de CH 3 COOH (doador de prótons) H + adicionado reage com CH 3 COO - (aceptor de prótons)

5 Ex 3. Quais os fatores que determinam a eficiência ou capacidade tamponante de uma solução? A eficiência ocorre dentro da zona de tamponamento, sendo máxima no ph=pk, onde temos concentrações equimolares do doador e do aceptor de prótons. ph pk + 1 pk pk - 1 OH - adicionado A eficiência também depende da concentração do tampão. Quanto mais concentrado a solução do tampão, maior será a sua eficiência em resistir à alterações de ph.

6 Ex 4. a) ph = 3,7 ph= pka + log [A- ] CH 3 COOH CH 3 COO - + H + HAc Ac - pka=4.7 ph= pka + log [Ac - ] 3.7= log [Ac - ] -1= log [Ac - ] 1= log [Ac - ] [Ac - ] = 10 :[Ac - ] 10 : 1 Ci x Vi = Cf x Vf HAc: 0.1 M x 10 ml = Cf x (10 +1)ml Cf = M Ac - : 0.1 M x 1 ml = Cf x (10+1)ml Cf = M Concentrações finais: = M [Ac - ] = M Ex 4. b) ph = 5,7 5.7= log [Ac - ] 1 = log [Ac - ] 1= log [Ac - ] [Ac - ] = 10 [Ac - ]: 10 : 1

7 Ex 5. a) Calcular a relação [HCO 3- ]/[H 2 CO 3 ] no plasma sanguíneo em ph 7,4 (pka = 3,77). ph= pka + log [A - ] ph= pka + log [HCO 3- ] [H 2 CO 3 ] 7,4= 3,77 + log [HCO 3- ] [H 2 CO 3 ] 3,63 = log [HCO 3- ] [H 2 CO 3 ] [HCO 3- ] [H 2 CO 3 ] = 4265,8 Ex 5. b) Calcular a relação [HPO 4 ]/[H 2 PO 4- ] no plasma sanguíneo (pka =7,20) 7,4= 7,2 + log [HPO 4 ] [H 2 PO 4- ] 0,2= log [HPO 4 ] [H 2 PO 4- ] [HPO 4 ] [H 2 PO 4- ] = 1,58 Ex 5. c) Qual dos dois pares ácido-base conjugados é o tampão mais eficiente em uma amostra de plasma sanguíneo em um frasco fechado, sem espaço disponível para gases (totalmente ocupado por líquido)? Espaço fechado: [HPO 4 ]/[H 2 PO 4- ] é mais eficiente. O tampão [HCO 3- ]/[H 2 CO 3 ] depende do CO 2 gasoso que está em equilíbrio com o CO 2 dissolvido na solução.

8 CO 2 + H 2 O HCO 3- + H +, pka 6.1. [HCO 3- + CO 2 ] = 2,52 x 10-2 M. ph= pka + log [A - ] ph= pka + log [HCO 3- ] a) Qual é a razão [HCO 3- ]/ e a concentração de cada componente do tampão presente a ph 7,4? 7,4= 6,1 + log [HCO 3- ] 1,3 = log [HCO 3- ] [HCO 3- ] = 20 1 [HCO 3- ] x 2,52 x 10-2 M 2,4 x 10-2 M 1 21 x 2,52 x 10-2 M 1.2 x 10-3 M

9 b) Qual seria o ph se for adicionado 10-2 M de H+ sob condições tais que o aumento da não possa ser liberado? CO 2 + H 2 O HCO 3- + H +, pka 6.1. [HCO 3- ] 2,4 x 10-2 M M = 1,4 x 10-2 M (0,014 M) 1.2 x 10-3 M M = 1,12 x 10-2 M (0,0112 M) ph= pka + log [HCO 3- ] ph = 6,1 + log 1,4 x ,12 x 10-2 ph = 6,1 + log 1,25 ph = 6,2 Lembrar que ph < 6,8 : morte!! c) Qual seria o ph se for adicionado 10-2 M de H+ e o excesso de CO 2 eliminado (mantendo-se assim a original)? ph= pka + log [HCO 3- ] ph = 6,1 + log 1,4 x ,12 x 10-2 ph = 6,1 + log 11,66 ph = 7,16