Soluções tampão - Apostilas - Bioquímica _Parte1, Notas de estudo de . Universidade Estadual de Maringá (UEM)
Lula_85
Lula_8514 de Março de 2013

Soluções tampão - Apostilas - Bioquímica _Parte1, Notas de estudo de . Universidade Estadual de Maringá (UEM)

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Apostilas de Bioquímica sobre o estudo das Soluções tampão, Preparar uma solução tampão, Tampão fosfato, Outros sistemas tampão.
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Soluções tampão  Os sistemas biológicos, ao nível intra e

extracelular, necessitam manter o pH (bem como outros parâmetros) dentro de valores adequados para garantir o seu bom desempenho. O meio deve, por isso, ser tamponado, ou seja, não sofrer grandes alterações de pH.

SOLUÇÃO TAMPÃO - É uma solução aquosa que não sofre alteração significativa de pH com a adição de pequenas quantidades de ácido ou base.

Soluções tampão (cont.)  O sistemas biológicos (células individuais,

fluidos orgânicos e sistemas de órgãos) regulam o seu funcionamento, relativamente ao pH, num processo denominado homeostase ácido-base.

 O pH do sangue (±7,4) é o pH fisiológico.

 Exemplo da importância da manutenção do pH: Enzimas e outras proteínas podem ser inactivadas ou mesmo destruídas se colocadas num meio com pH≠pH óptimo.

Soluções tampão (cont.)

 Os sistemas biológicos têm diversas estratégias para contrariar alterações de pH. Entre estas estratégias incluem-se os diversos sistemas tampão.

Soluções tampão (cont.)

 Os sistemas tampão, constituídos geralmente pelo par ácido-base conjugado, têm eficiência máxima para um pH=pKa, ou seja, quando a concentração do ácido é igual à concentração da sua base conjugada.

 A escolha da solução tampão em ensaios bioquímicos no laboratório deve ter em conta o pH a que se pretende manter o meio.

? – Poderia usar o ácido acetilsalicílico (pKa=3,5) para tamponar uma

solução a pH fisiológico?

?

Soluções tampão (cont.)  Os critérios que devem presidir à escolha

de um sistema tampão: • Impermeável relativamente às membranas

celulares; • Não interferência nos processos biológicos; • Não deve absorver radiação visível ou UV; • Não formação de compostos insolúveis

(precipitação); • Contribuição mínima para a composição iónica

(força iónica do meio influencia processos biológicos);

• Limitada influência da temperatura na alteração do pH;

• O pKa não deve distar do pH mais do que 1 unidade.

Preparar uma solução tampão  Para a preparação de uma solução

tampão utiliza-se o ácido e um sal da sua base conjugada (de sódio ou potássio-mto. solúveis):

HA – ácido NaA – sal sódico

As espécies presentes em solução serão HA e A- (e o Na+ ou o K+ mas estes não interferem no processo).

Preparar uma solução tampão (cont.)

 Exemplo – solução tampão de ácido acético (CH3COOH) 0,2M.

1. pKa = 4,76 2. Como um tampão exerce o seu efeito

de forma mais eficiente qundo pH=pKa apenas podemos pretender tamponar um meio a um pH próximo do pKa. Neste exemplo digamos que pretendemos tamponar a pH = 5.

Preparar uma solução tampão (cont.)

3. Podemos então, para pH = 5, utilizando a eq. de Henderson- Hasselbalch, calcular a relação entre as concentrações da forma ácida (CH3COOH)=HA e da sua base conjugada (CH3COO-)=A-:

pH = pKa + log([A-]/[HA]) 5 = 4,76 + log([A-]/[HA])

log([A-]/[HA]) = 0,24 [A-]/[HA] = 1,74/1

[A-]

[HA]

Preparar uma solução tampão (cont.)

4. O total das conc. relativas do ácido e base conjugada, a pH=5, é 1,74+1=2,74.

Uma vez que a concentração total da nossa solução tampão é 0,2M, então, nessa situação específica, teremos:

[CH3COO-] = 0,2x1,74/2,74=0,127M [CH3COOH] = 0,2x1/2,74=0,073M

Resumindo: Um tampão de ácido acético poderia ser usado para tamponar uma solução a pH=5 pq. pH≈pKa (4,76). A esse pH, para uma solução de ác. acético 0,2M, a concentração da forma protonada=0,073M e da sua base conjugada seria 0,127M. Para preparar 1 litro desta solução seria, assim, necessária uma massa de 0,127x82=10,41g de CH3COONa e 0,073x60=4,38g de CH3COOH.

mM(CH3COONa)=82g/mol mM(CH3COOH)=60g/mol

Tampão fosfato (HPO42-/H2PO4-)  Útil na tamponização

do fluido intracelular a pH fisiológico (pK2 é próximo do pH fisiológico). Graças a este efeito o pH intracelular é mantido entre 6,9 e 7,4.

 O fosfato é um anião abundante nas células, seja na sua forma inorgânica ou como constituinte de um grupo funcional, integrado numa molécula orgânica.

Outros sistemas tampão

Histidina Alguns péptidos ou proteínas contendo o aminoácido histidina são adequados para a tamponização a pH fisiológico. Exº.: A anserina, um dipeptídeo contendo β- alanina e histidina tem um pKa de 7,04, próximo do pH fisiológico.

Grupo Imidazola

Tampão bicarbonato

Bicarbonato Tampão do plasma sanguíneo.

H2CO3 HCO3-+H+

Neste sistema inclui-se ainda o CO2 produzido nos tecidos e armazenado nos pulmões. Este CO2 é vital pois pKa(H2CO3) = 3,77 !!!!!

Tampão bicarbonato (cont.)

 O CO2 (g), proveniente dos pulmões e tecidos, dissolve-se no plasma sanguíneo - CO2(d) - e é rapidamente hidratado para formar H2CO3:

CO2(g) CO2(d) (1) CO2(d)+H2O H2CO3 (2) H2CO3 HCO3-+H+ (3)

Resumo

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