Baixe Água, pH e equilíbrio iónico e outras Notas de estudo em PDF para Bioquímica, somente na Docsity! Água, pH e equilíbrio iónico A Água • A água é o mais abundante componente na crosta terrestre. No seu estado líquido é absolutamente essencial para a manutenção da vida tal como a conhecemos. É um composto químico com propriedades únicas, considerado o “solvente biológico” por excelência. Constitui entre 70 a 90% do peso de uma célula. Luis Ribeiro (http://ciencia-em-si.webnode.pt/) Água (cont.) • A água deve muitas das suas propriedades físico- químicas à sua estrutura molecular de natureza polar. Esta está implícita na sua importância biológica. Luis Ribeiro (http://ciencia-em-si.webnode.pt/) Água (cont.) • As moléculas de água formam, entre si e com solutos de natureza polar, ligações por ponte de hidrogénio. Consequências: 1. Coesão da estrutura; 2. Grande tensão superficial; 3. Elevado ponto de ebulição. Luis Ribeiro (http://ciencia-em- si.webnode.pt/) Água (cont.) • É devido à formação destas pontes de hidrogénio que a água no estado sólido ocupa um maior volume relativamente à água no estado líquido. Densidade gelo < Densidade água Luis Ribeiro (http://ciencia-em-si.webnode.pt/) Água, pH e equilíbrio iónico (cont.) • Devido à sua natureza dipolar a água é um excelente solvente para substâncias iónicas (sais). • Outros compostos de natureza polar (açúcares, álcoois, aminas, aldeídos, cetonas, ácidos carboxílicos, etc) solubilizam também na água – formação de pontes de H intermoleculares. Luis Ribeiro (http://ciencia-em-si.webnode.pt/) Água (cont.) Interacção hidrofóbica Luis Ribeiro (http://ciencia-em-si.webnode.pt/) Estrutura, de natureza anfifílica, de um sal de ácido gordo (palmitato de sódio) Extremidade polar (Na+) e “cauda” apolar Água (cont.) • Compostos químicos de natureza simultaneamente polar e apolar são chamados compostos anfifílicos. Luis Ribeiro (http://ciencia-em-si.webnode.pt/) Água (cont.) • A interacção H2O  moléculas anfifílicas caracteriza-se pela associação da região polar com o solvente. A região da cadeia apolar associa-se às zonas apolares de outras moléculas numa interacção hidrofóbica. Formam-se estruturas denominadas micelas. Processo de enorme importância biológica - constitui o princípio base de formação das membranas celulares. Luis Ribeiro (http://ciencia-em-si.webnode.pt/) Água e equilíbrio iónico (cont.) Molécula de água Ião OH- (hidroxilo) Ião H + (protão) Iões H+ sofrem imediata hidratação formando H3O+ (ião hidrónio) HH O OH H + + Luis Ribeiro (http://ciencia-em- si.webnode.pt/) Água e equilíbrio iónico (cont.) Kw produto iónico da água • A extensão da reacção de dissociação da água é tal que em 1ltr. de água, a 25ºC, estão presentes, no equílibrio, 10-7mol de H+ e 10-7mol de OH-. • A constante de equilíbrio é dada por: Luis Ribeiro (http://ciencia-em-si.webnode.pt/) Água e equilíbrio iónico (cont.) A massa molar da água é 18 g/mol, em 1 litro de água há 1000 g de água (densidade = 1 g/ml), logo temos 1000/18=55,6 mol de água num volume de 1 litro. Assim: Luis Ribeiro (http://ciencia-em-si.webnode.pt/) Ácidos e bases • Segundo a definição de Bronsted- Lowry um ácido é qualquer substância capaz de ceder um ião H+ (protão), sendo que uma base é uma substância capaz de aceitar um ião H+. No exemplo, sendo CH3COOH um ácido, a sua base conjugada é CH3COO-, no outro membro da equação química (H3O+ e H2O é o outro par conjugado ácido-base).Luis Ribeiro (http://ciencia-em-si.webnode.pt/) Ácidos e bases (cont.) • A água, podendo funcionar simultaneamente como ácido e como base, na definição B.-L., é denominda uma substância anfotérica. Na equação CH3NH2 + H+  CH3NH3+, e de acordo com a definição de Bronsted-Lewis, qual o par conjugado ácido base? Luis Ribeiro (http://ciencia-em-si.webnode.pt/) pH • A escala de pH foi criada pelo bioquímico dinamarquês SØRENSEN para evitar o uso de expoentes negativos para o valor das concentrações. O pH de uma solução aquosa foi definido como o logaritmo negativo da concentração do ião H+. pH = -log [H+] Luis Ribeiro (http://ciencia-em-si.webnode.pt/) pH (cont.) Notar que pH = pH + pOH = 14 A escala de pH é muito usada para sistemas biológicos (concentrações de H+ muito pequenas, próximas de 10-7M, que representa o valor 0,0000001 M). Luis Ribeiro (http://ciencia-em-si.webnode.pt/) piFldcont) Concentraton of Examples of hydrogen ions compared! solutions at to distilad water his pH 10,000.000 RENTE battery acid. strong hydronuoric acid 1,000,000 ETERNO myarschioric acid sesreted by stomach lining 100,000 NTRESDDA memon juice, gastric acid, vinegar 19,000 | qH=3 | grapefruit, orange juice, soda 1.000 tomato juice, acid rain 100 HREEENA sor arining vestes, black cores 10 pH urina, saliva 11 BR “pure water AMO | qH=B | sea mater 11100 baking soda 11,000 Great Sal Lake, milk of magnesia 110,000 ammonia solution 1/1D0,000 sonpy water 1/1,000,000 blzaches, oven cleaner 110,009,000. ETERERO nouia crain cisaner The scale E courteay of The Pacific Institute for the Mathematical Sciences. Luis Ribeiro (http://ciencia-em-si.webnode. pt/) pH (cont.) • Atenção à interpretação a fazer de uma variação de valores de pH. O valor de pH do plasma sanguíneo é de 7,4 ([H+] = 0,00000004M). Certas desordens orgânicas podem fazer baixar o valor de pH para 6,8 ou menos, o que pode resultar na morte. De facto, a pH 6,8 a [H+] = 0,00000016 M, quatro vezes superior ao valor correspondente a pH = 7,4 !!!!! Luis Ribeiro (http://ciencia-em-si.webnode.pt/) Dissociação de ácidos fracos e pH (cont.) • Dissociação/ionização de um ácido fraco: Como a ionização não é total, no equílibrio iremos ter presentes em solução as espécies HA e A- (e H+, naturalmente). A const. de ionização ou de acidez é dada por: Luis Ribeiro (http://ciencia-em-si.webnode.pt/) Dissociação de ácidos fracos e pH (cont.) • Por dedução, a partir da expressão da constante de acidez, chegamos à expressão Equação de Henderson- Hasselbalch A equação de Henderson-Hasselbalch permite calcular o pH e conhecer o grau de ionização do ácido em solução aquosa. Luis Ribeiro (http://ciencia-em-si.webnode.pt/) Dissociação de ácidos fracos e pH (cont.) Luis Ribeiro (http://ciencia-em-si.webnode.pt/)