Água, PH e Tampão

Água, PH e Tampão

1. A água é a substância mais abundante nos sistemas vivos.

   • Constituindo mais de 70% do peso da maioria dos organismos.
     • As ligações de hidrogênio fornecem as forças coesivas que fazem da água um líquido a temperatura ambiente e um sólido cristalino (gelo).
       • As biomoléculas polares se dissolvem facilmente em água - hidrofílicas. Elas podem substituir interações entre moléculas de água por interações geneticamente mais favoráveis.
         • Biomoléculas apolares são muito pouco solúveis em água, porque elas interferem nas interações do tipo água-água - hidrofóbicas.

2. As moléculas de água têm a leve tendência de sofrer uma ionização reversível. Produzindo um íon hidrogênio (próton) e um íon hidróxido, gerando o equilíbrio. A posição de equilíbrio de qualquer reação química é dada por sua constante de equilíbrio, pKa.

   • O produto iônico da água, pKa, é a base para a escala de pH. Soluções com o pH maior que 7 são alcalinas ou básicas. A concentração de OH- é maior que a de H+. Inversamente, soluções tendo pH menor que 7 são ácidas. A concentração de H+ é maior que a de OH-.
     • O pH afeta a estrutura e a atividade de macromoléculas biológicas. As medidas do pH do sangue da urina são comumente usadas em diagnóstico médico. Diversos distúrbios podem levar a um pH sanguíneo abaixo de 7,4 condição chamada acidose.
       • Em outras doenças, o pH sanguíneo é mais alto do que o normal, condição conhecida como alcalose.
         • A constância do pH é atingida por tampões biológicos: misturas de ácidos fracos e suas bases conjugadas.

3. Tampões são sistemas aquosos que tendem a resistir a mudanças de pH. Quando pequenas quantidades de ácido (H+) ou base (OH-), são adicionadas. Um sistema tampão consiste em um ácido fraco (o doador de prótons) e sua base conjugada (o aceptor de prótons).

   • O tamponamento resulta do equilíbrio entre duas reações reversíveis. Ocorrendo em uma solução de concentrações quase iguais de doador de prótons e de seu aceptor de prótons.
     • Sempre que H+ ou OH- é adicionado em um tampão, o resultado é uma pequena mudança na razão das concentrações relativas dos ácidos fracos e seus ânions.
       • Brönsted definiu ácidos com substâncias capazes de doar prótons e bases como substâncias capazes de recebê-los. Segundo essa definição, são classificados como ácidos: HCl, H2SO4, H3CCOOH.
         • Por mais que se adicione ácido ou base em um meio contendo tampão, o pH sempre tenderá a se manter estável por decorrência da constante de equilíbrio.
           • Tampão é toda solução que impede que ocorram variações bruscas de pH em uma determinada faixa quando é adicionado ácido ou base ao meio.
             • Um sistema-tampão é denominado pela sua base conjugada: tampão acetato, tampão fosfato, etc...