Bioquímica Básica
1.2 Sistemas-tampão: definição e propriedades
Tabela 1.1 Variação de força ácida entre os ácidos fracos.
Ácido conjugado Base conjugada K (M) pK aa
Ácido acético CH – – 5 COOH 3 Acetato CH COO 1,7 × 10 4,76 3
Ácido carbônico* H – – 4 CO 2 3 Íon bicarbonato HCO 1,7 × 10 3,77 3
Íon bicarbonato HCO – 2 – – 11 10,2 Carbonato CO 6,3 × 10 3 3
Ácido lático CH – – 4 CHOHCOOH 3,86 3 Lactato CH CHOHCOO 1,4 × 10 3
Ácido fosfórico H – 3 PO Íon di-hidrogênio fosfato 3 4 7,2 × 10 2,14 – H PO 2 4
Íon di-hidrogênio – 7 Íon mono-hidrogênio 1,4 × 10 6,86
fosfatoH – 2 – PO fosfatoHPO
2 4 4
Íon mono-hidrogênio fosfato 3 – – 13 Íon fosfato PO 3,9 × 10 12,4 4 2– HPO 4
Íon amônio NH + – 10 Amônia NH 9,25 3 5,6 × 10 4
* Os dados da tabela referem-se a 25°C. A 37°C, o valor da constante de dissociação (K ) do ácido a carbônico é 2,7 × 10 – 4M e o pK é 3,57. No plasma humano, nas condições atmosféricas habituais,
a
esses valores mudam para 8,1 × 10 – 7M e 6,1, respectivamente.
1.2 Sistemas-tampão: de nição e propriedades
Um sistema-tampão é constituído por um ácido fraco e sua base conjugada
Os ácidos fracos têm para a Bioquímica um interesse particular, pois junto às suas bases conjugadas, constituem os sistemas-tampão, capazes de impedir grandes variações de pH quando da adição de ácidos ou álcalis. Um sistema-tampão é denominado pela sua base conjugada: tampão acetato, tampão fosfato etc.
Segue-se a descrição do modo pelo qual um sistema-tampão hipotético, formado pelo ácido HA e sua base conjugada A, reage à adição de um ácido forte, ou seja, à adição de prótons, já que o ácido forte dissocia-se completamente. Quando se adiciona H+ ao equilíbrio formado pelo ácido, base conjugada e prótons (HA ⇌ A + H+), o sistema-tampão reage por intermédio da base conjugada (A), que se associa a prótons, transformando-se no ácido (HA).
Dois aspectos desta associação são importantes. Primeiramente, o simples fato de haver uma associação deixará livre um número de prótons menor do que se a base A não estivesse presente, pois, neste caso, todos os prótons adicionados ficariam livres. Em outras palavras, o pH irá diminuir, mas muito menos do que diminuiria se a mesma quantidade de prótons fosse adicionada a um meio desprovido da base conjugada de um ácido fraco — água ou uma solução de NaCl, por exemplo.
Em segundo lugar, deve-se notar que o tampão constitui um equilíbrio químico, regido por uma constante de equilíbrio (Keq) e, por isto, nem todos os prótons adicionados associam-se à base conjugada. Se isto ocorresse, o número de prótons em solução seria o mesmo que antes da adição; a concentração de A seria menor e a concentração de HA seria maior. Com estes novos valores para as concentrações das espécies, o valor da constante de equilíbrio seria diminuído, o que é absurdo.
Na realidade, embora a maior parte dos prótons adicionados associem-se a A, uma pequena parte fica livre, em solução. O valor final da concentração de [H+] será, portanto, um pouco maior do que antes da adição; o de A será menor e o de HA, maior. Desta forma, o valor da constante de equilíbrio é mantido:
Quando se adiciona um álcali ao sistema-tampão, o resultado é análogo ao caso anterior. Os íons OH–, provenientes de um álcali como NaOH, associam-se com prótons do meio, formando H O. 2
OH– + H+ ⇌ H2O