BIOQUÍMICA<br />Vida<br />+<br />Química<br />O que é vida?<br />É difícildefinir o que é “vida” maspodemosdistinguí-la do...
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As macromoléculas encontradas nos organismos vivos são conhecidas como BIOMOLÉCULAS.<br />a) Aminoácidos - formam polímero...
a) As reações bioquímicas, chamadas vias metabólicas são praticamente as mesmas em todos os organismos vivos<br />b) A inf...
LIVROS-TEXTO EM BIOQUÍMICA<br />1) A. L. Lehninger, D. L. Nelson, M. M. Cox, Princípios de Bioquímica<br />2) D. Voet, J. ...
ÁGUA<br />-A água é a substâciamaisabundantenossistemasvivos, perfazendo 70 % oumaisdamassadamaioria dos organismos.<br />...
Interações fracas emSistemasAquosos<br />Ponto de fusão, Ponto de ebulição e calor de vaporização de algunssolventes<br />...
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Arranjocristalino das moléculas de água no GELO<br />A passagemdaágua do estadosólido para o líquidorequer a quebra de vár...
Pontes de hidrogênio com solutospolares<br />- As pontes de hidrogênionãosãorestritas à água!<br />Regra para formação de ...
Issoexplicaporque o butanolCH3CH2CH2CH2OH tem um alto ponto de ebulição(117 ºC) enquanto o butanoCH3CH2CH2CH2CH3 tem um ba...
Algumas pontes de hidrogênio de importânciabiológica<br />Entre o grupohidroxila de um álcool e água<br />Entre o grupocar...
As pontes de hidrogêniosãomais fortes quandoosátomosparticipantesestãoalinhados<br />Ponte de hidrogênio forte<br />Ponte ...
A águacomosolvente<br />
A água é um solvente polar!<br />Algunsexemplos de biomoléculaspolares, nãopolares e anfipáticas<br />Polar<br />Não - Pol...
Porquê a água dissolve sais?<br />Os íons de um salinteragem entre si de acordo com a lei de Coulomb<br />Reflete o nº de ...
Constantedielétrica de algunssolventes<br />Quantomaior a constantedielétricamenor a atração entre osdoisíons<br />
Os solventes com altaconstantedielétricapodemsolvatar as moléculas do soluto!<br />
Os gases não-polaressãopoucosolúveisemágua<br />Solubilidade de alguns gases naágua<br />Solubilidadeemágua g/L<br />Estru...
Solubilidade das moléculasanfipáticas<br />Dispersão dos lipídiosemágua<br />Cadamolécula de lipídioforça as moléculas de ...
Bicamada lipídica<br />Micela<br />
A remoçãodaáguaorganizadafavorece a formação do complexoenzima-substrato<br />Águaorganizadainteragindo com o substrato e ...
Tipos de interaçãonão-covalente (fracas)<br />Tabela 2-5 Quatrotipos de interaçõesnão-covalentes entre biomoléculasdissolv...
Interação  de van der Waals<br />Distância ótima<br />Ocorre entre quaisquerdoisátomospróximos entre si<br />Quandoosátomo...
Envoltório de van der Waals<br />Raio de van der Waals do O = 1.4 Å  <br />O—H covalente; <br />distância de ligação<br />...
Raio de van der Waals de algunselementos<br />
Os solutosafetam as propriedadescoligativasdaágua<br />PropriedadesColigativas<br />Pressão de vapor - Pressão de vapor é ...
Formação de cristal de gelo<br />Evaporação<br />Nestasolução, a concetraçãoefetivadaágua é reduzida; apenastrês de quatro...
Osmose e medidadapressãoosmótica<br />Osmose– movimentodaáguaatravés de umamembranasemipermeávelimpelidopordiferençanapres...
Comparação entre soluções<br />SOLUÇÕES ISOTÔNICAS – possuem a mesmaosmolaridade. Rodeadaporumasoluçãoisotônicaumacélulane...
O rompimento das célulasseriamumacatástrofe para a vida!<br />Mecanismos de proteçãodesenvolvidos<br />Bactérias e plantas...
Respostaao toque nasplantas: um eventoosmótico<br />Vênus-pega-mosca<br />Fechamentosúbitodafolha (0,5s) causadopelasaída ...
IONIZAÇÃO DA ÁGUA<br />A água tem apenasumapequenatendência a ionizar-se<br />H2O                               H+  + OH-<...
Íonhidrôniodoandopróton<br />A ionizaçãodaáguapode ser medidapelacondutividadeelétrica<br />Salto protônico<br />A águapur...
A + B                               C + D<br />H2O                               H+  + OH-<br />
O valor daKeq para a águapuramedidoporcondutividadeelétrica é 1,8 x 10-16M<br />Assim:<br />Kw = [H+] [OH-] = 55,5 x 1,8 x...
Na águapura<br />[H+] = [OH-] = 1,0 x 10-14<br />[H+]2 = 1,0 x 10-14<br />
A escala de pH<br />pH é definidocomo o logarítmonegativodaconcentração de H+ no meio<br />Tomandologarítmonegativo do pro...
A escala de pH é prática e costuma ser usada entre 0 e 14<br />Na água pura<br />pH = log[H+] = log(107)= 7<br />Também...
A Escala de pH<br />
Problema:<br />1) Qual a concentração de H+emumasolução de NaOH 0,1 M?<br />Resolvendo para H+<br />1 x 10-14 M2<br />= 10...
Os ácidos e bases fracas tambémpossuemconstantes de dissociação<br />HCl                               H+  + Cl-<br />Ácid...
Ácidoacético<br />Um ácidofraco<br />Ácidoacético<br />Um doador de próton<br />Ânionacetato<br />Um aceptor de próton<br ...
A tendência de um ácidoionizar-se é medidapelaconstante de equilíbrio (Keq)<br />HA                               H+  + A-...
A curva de titulaçãorevela o pKa do ácido<br />=10-14 M2<br />Região de tamponamento<br />=1,74 x 10-5 M<br />Equivalentes...
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Demonstrandomatematicamenteque no pontomédiodatitulação o pH = pKa<br />Quandoemsoluçãoaquosa<br />Logo a constante de dis...
Estaequação é conhecidacomoequação de Henderson-Hasselbalch<br />No pontomédiodatitulação  [A-] = [HA], logo<br />Log 1 = ...
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TAMPÕES EM SISTEMAS BIOLÓGICOS<br />Os fluídos intra e extra celulares dos organismospossuem pH constantedevido:<br />-as ...
O tampãofosfato age emtodas as células<br />H2PO4-                               H+  + HPO42-<br />pKa = 6,86, portanto é ...
O plasma sanguíneo é tamponadopelosistematampãobicarbonato<br />Equação 1<br />Equação 2<br />Substituindonaequação 1<br />
H+ + HCO3-<br />Reação 1<br />Sangue<br />H2CO3<br />Um aumentonaconcentração de H+ no sanguetira o sistema do equilíbrio ...
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  1. 1. BIOQUÍMICA<br />Vida<br />+<br />Química<br />O que é vida?<br />É difícildefinir o que é “vida” maspodemosdistinguí-la dos abjetosinanimadosporalgumascaracterísticas<br /> 1)grau de complexidadequímica e organização;<br /> 2)osorganismosvivosextraem, transformam e usam a energiadisponível no meioambiente;<br /> 3)capacidade de auto-replicação e automontagem.<br />
  2. 2. Tudoficamuitosemelhanteemnívelcelular<br />A vida é realmentemuitodistintaemnívelmacroscópico<br />6000 tipos de compostosorgânicos<br />3000 proteínas<br />3000 moléculas de ácidosnucléicos<br />A maioria dos constituintesmoleculares dos sistemasvivos é composta de poucosátomos<br />C, H, O e N<br />
  3. 3. Os organismosvivos, assimcomo a matériamorta, sãoformados de um conjunto de moléculainanimadas!<br />Moléculasinanimadas<br />A Bioquímicapossuiimportantesaplicaçõespráticasemmedicina, agricultura, nutrição e indústria!<br />Organismosvivos<br />ObjetivodaBioquímica<br />Mostrarcomo as coleções de moléculasinanimadasinteragem entre si para manter e perpetuar a vidaanimada, exclusivamentepelas leis químicasquegovernam o universonão vivo<br />
  4. 4. TrabalharemBIOQUÍMICAenvolve a caracterização das inúmerasmacromoléculasexistentesnosseresvivos!<br />Subunidadesmonoméricas<br />Entretanto a infinidade de macromoléculassãoformadasporpoucasunidadesmonoméricas<br />Phe<br />Thr<br />Asn<br />Glu<br />V<br />A<br />Q<br />O<br />Tyr<br />Gly<br />Gln<br />Lys<br />M<br />K<br />G<br />R<br />I<br />Asp<br />T<br />Met<br />Val<br />Ala<br />H<br />U<br />L<br />P<br />C<br />A<br />T<br />Leu<br />His<br />Ser<br />Ile<br />J<br />Cys<br />Pro<br />Trp<br />GATCATAC<br />AGTCTTGC<br />GACTACGT<br />MASSAGES<br />AESSAGES<br />M<br />ESSAGES<br />Asn<br />Glu<br />Val<br />Lys<br />Met<br />Ile<br />His<br />Pro<br />Trp<br />Trp<br />Palavras<br />DNA<br />Proteínas<br />
  5. 5. As macromoléculas encontradas nos organismos vivos são conhecidas como BIOMOLÉCULAS.<br />a) Aminoácidos - formam polímeros chamados PROTEÍNAS<br />b) Carboidratos - formam polímeros chamados POLISSACARÍDEOS<br />c) Gorduras (LIPÍDEOS) - podem formar estruturas supra-moleculares (membranas)<br />d) Bases nitrogenadas – formam polímeros chamados ÁCIDOS NUCLÉICOS<br />e) Muitos outros compostos orgânicos - ácidos carboxílicos, etc...<br />f) Compostos inorgânicos - CO2, NH3, O2,,ÁGUA, além de íons como Fe2+, Ca2+, Mg2+, Na+, K+, Cl-, etc.<br />
  6. 6. a) As reações bioquímicas, chamadas vias metabólicas são praticamente as mesmas em todos os organismos vivos<br />b) A informação hereditária é codificada quimicamente de modo idêntico em todos os organismos vivos<br />
  7. 7. LIVROS-TEXTO EM BIOQUÍMICA<br />1) A. L. Lehninger, D. L. Nelson, M. M. Cox, Princípios de Bioquímica<br />2) D. Voet, J. G. Voet, Bioquímica<br />3) T. M. Devlin, TextbookofBiochemistry<br />4) A. Bracht, E. L. Ishii-Iwamoto, Métodos de Laboratório em Bioquímica<br />
  8. 8. ÁGUA<br />-A água é a substâciamaisabundantenossistemasvivos, perfazendo 70 % oumaisdamassadamaioria dos organismos.<br />-A vidacomeçou no ambienteaquoso, portanto, a evoluçãofoimarcadapelaspropriedadesfisico-químicasdaágua.<br />ouseja:<br />As estruturas das moléculas nas quais a vida se baseia, proteínas, ácidos nucléicos, membranas lipídicas e carboidratos complexos, resultam diretamente de suas interações com o ambiente aquoso!<br />
  9. 9. Interações fracas emSistemasAquosos<br />Ponto de fusão, Ponto de ebulição e calor de vaporização de algunssolventes<br />Ponto de fusão ºC<br />Ponto de ebulição ºC<br />Calor de vaporização (J/g)<br />Água<br />A água tem ponto de fusão, ponto de ebulição e calor de vaporizaçãomaioresqueosdamaioria dos solventescomuns.<br />Essapropriedade é consequência das atrações entre moléculas de águaadjacentesquedão à águalíquidaumagrandecoesãointerna!<br />
  10. 10. A estruturadaáguaaproxima-se de um tetraedroperfeito<br />Ângulodaligação H – O – H 104,5º<br />Ânguloem um tetraedroperfeito 109,5º<br />-O núcleo do Oxigênioatraielétronsmais forte do que o núcleo do Hidrogênio<br />-Issogera um dipolo, no qual o oxigêniopossuicarganegativa 2δ- e o hidrogêniocargapositivaδ+<br />-Assimexisteumaatração entre o oxigênio de umamolécula e o hidrogênio de outramolécula.<br />Essainteração é chamadaPONTE DE HIDROGÊNIO!<br />Ponte de hidrogênio<br />0.177 nm<br />Ligaçãocovalente<br />0.0965 nm<br />
  11. 11. As pontes de hidrogêniosãomais fracas do que as ligaçõescovalentes<br />Energia de dissociação de ligação:<br />- ligaçãocovalente 348 KJ/mol C-C <br />- ponte de hidrogênio 20 KJ/mol<br />Ponte de hidrogênio<br />0.177 nm<br />Curiosidade<br />Embora, emtodoinstante, a maioria das moléculas de águaestejaligadapor pontes de hidrogênio, o tempo de vida de cadaponte de hidrogênio é menorque 1 x 10-9s.<br />Ligaçãocovalente<br />0.0965 nm<br />TEORICAMENTE – umamolécula de águapodeformaraté 4 pontes de hidrogênio<br />NA ÁGUA LÍQUIDA– umamolécula de água forma 3,4 pontes de hidrogênio, devidoaoconstantemovimento<br />NO GELO – umamolécula de água forma 4 pontes de hidrogênio com outrasmoléculas de água num arranjo regular<br />
  12. 12. Arranjocristalino das moléculas de água no GELO<br />A passagemdaágua do estadosólido para o líquidorequer a quebra de várias pontes de hidrogênio o quecontribui para o alto ponto de ebuliçãodaágua!<br />O mesmoacontece com a passagemdaágua do estadolíquido para o gasoso, o quetambémjustifica o alto ponto de ebulição!<br />H2O(s) H2O(l) ΔH = +5,9 KJ/mol<br />H2O(l) H2O(g) ΔH = +44 KJ/mol<br />
  13. 13. Pontes de hidrogênio com solutospolares<br />- As pontes de hidrogênionãosãorestritas à água!<br />Regra para formação de pontes de hidrogênio<br />Ela é formada entre um átomoeletronegativo e um átomo de hidrogênioligadocovalentemente a outroátomoeletronegativo.<br />Aceptor de<br />Hidrogênio<br />Doador de<br />Hidrogênio<br />LigaçõesC-Hnãoformam pontes de hidrogênio!<br />
  14. 14. Issoexplicaporque o butanolCH3CH2CH2CH2OH tem um alto ponto de ebulição(117 ºC) enquanto o butanoCH3CH2CH2CH2CH3 tem um baixoponto de ebulição(-0,5 ºC)<br />Ponto de fusão, Ponto de ebulição e calor de vaporização de algunssolventes<br />Ponto de fusão ºC<br />Ponto de ebulição ºC<br />Calor de vaporização (J/g)<br />Água<br />
  15. 15. Algumas pontes de hidrogênio de importânciabiológica<br />Entre o grupohidroxila de um álcool e água<br />Entre o grupocarbonila de umacetona e água<br />Entre grupospeptídesempolipeptídeos<br />Entre bases complementares do DNA<br />Timina<br />Adenina<br />
  16. 16. As pontes de hidrogêniosãomais fortes quandoosátomosparticipantesestãoalinhados<br />Ponte de hidrogênio forte<br />Ponte de hidrogêniofraca<br />
  17. 17. A águacomosolvente<br />
  18. 18. A água é um solvente polar!<br />Algunsexemplos de biomoléculaspolares, nãopolares e anfipáticas<br />Polar<br />Não - Polar<br />Ceratípica<br />Glicose<br />Anfipática<br />Fenilalanina<br />Glicina<br />Aspartato<br />Fosfatidilcolina<br />Lactato<br />Glicerol<br />Não - Polar<br />Polar<br />
  19. 19. Porquê a água dissolve sais?<br />Os íons de um salinteragem entre si de acordo com a lei de Coulomb<br />Reflete o nº de dipolos de um solvente<br />F = é a forçaiônica entre as cargas q1 e q2<br />r = é a distância entre as cargas<br />K = é umaconstante de proporcionalidade 8,99 x 10 9 J m C-2<br />D = constantedielétrica<br />
  20. 20. Constantedielétrica de algunssolventes<br />Quantomaior a constantedielétricamenor a atração entre osdoisíons<br />
  21. 21. Os solventes com altaconstantedielétricapodemsolvatar as moléculas do soluto!<br />
  22. 22. Os gases não-polaressãopoucosolúveisemágua<br />Solubilidade de alguns gases naágua<br />Solubilidadeemágua g/L<br />Estrutura<br />Gás<br />Polaridade<br />No sangue dos animaisexistemproteínascarregadoras para os gases O2 e CO2<br />
  23. 23. Solubilidade das moléculasanfipáticas<br />Dispersão dos lipídiosemágua<br />Cadamolécula de lipídioforça as moléculas de águacircunvizinhas a ficaraltamenteorganizadas<br />Grupocabeçahidrofílico<br />Aglomerados de moléculas de lipídios<br />Somente as porçõeslipídicas das bordasdaassociaçãoforçam a associaçãodaágua. Poucasmoléculas de águasãoorganizadas e a entropiaaumenta.<br />Grupoalquilhidrofóbico<br />“Aglomeradososcilantes” de moléculas de águanafaseaquosa<br />Micelas<br />Todososgruposhidrofóbicossãosequestradosdaágua. A conchaorganizada de moléculas de água é minimizada.<br />Moléculas de águaaltamenteorganizadasformamgaiolasaoredor das cadeiasalquílicashidrofóbicas<br />Interaçãohidrofóbica<br />
  24. 24. Bicamada lipídica<br />Micela<br />
  25. 25. A remoçãodaáguaorganizadafavorece a formação do complexoenzima-substrato<br />Águaorganizadainteragindo com o substrato e a enzima<br />As pontes de hidrogênio entre as moléculas de água e ossolutospolarestambémprovocamalgumaorganização das moléculas de água!<br />Assim, parte daenergia de ligação de um substrato polar à superfíciedaenzimaprovém do aumentodaentropia, à medidaque a enzimadesloca a águaorganizadaaoredor do substrato.<br />Moléculas de águadeslocadaspelainteraçãoenzima-substrato<br />Interaçãoenzima-substratoestabilizadapor pontes de hidrogênio, interaçõesiônicas e hidrofóbicas<br />
  26. 26. Tipos de interaçãonão-covalente (fracas)<br />Tabela 2-5 Quatrotipos de interaçõesnão-covalentes entre biomoléculasdissolvidasem um ambienteaquoso<br />A ligação covalente é um tipo de ligação química entre átomos, caracterizada pelo compartilhamento de um ou mais pares de Elétrons entre átomos<br />1) Ponte de Hidrogênio<br />Entre gruposneutros<br />Entre ligaçõespeptídicas<br />2) Interaçãoiônica<br />Atração<br />Repulsão<br />3) Interaçãohidrofóbica<br />Quaisquerdoisátomospróximos entre si<br />4) Interação de van der Waals<br />
  27. 27. Interação de van der Waals<br />Distância ótima<br />Ocorre entre quaisquerdoisátomospróximos entre si<br />Quandoosátomos se aproximam as suasnuvenseletrônicascomeçam a se repelir<br />
  28. 28. Envoltório de van der Waals<br />Raio de van der Waals do O = 1.4 Å <br />O—H covalente; <br />distância de ligação<br />= 0.958 Å<br />Raio de van der <br />Waals<br /> do H = 1.2 Å<br />Cadaátomo tem um raio de van der Waals<br />
  29. 29. Raio de van der Waals de algunselementos<br />
  30. 30. Os solutosafetam as propriedadescoligativasdaágua<br />PropriedadesColigativas<br />Pressão de vapor - Pressão de vapor é a pressão exercida por um vapor quando este está em equilíbrio dinâmico com o líquido que lhe deu origem, ou seja, a quantidade de líquido (solução) que evapora é a mesma que se condensa. <br />Ponto de ebulição – passagem do estadolíquido para o estadogasoso<br />Ponto de fusão – passagem do estadosólido para o estadolíquido<br />Pressãoosmótica- pressãogeradapelofluxoosmótico de águaatravés de umamembranasemipermeável para um compartimentoaquosocontendosoluto a umaconcentraçãomaior<br />
  31. 31. Formação de cristal de gelo<br />Evaporação<br />Nestasolução, a concetraçãoefetivadaágua é reduzida; apenastrês de quatromoléculasnasuperfície e no corpodasoluçãosãoágua e a tendência de a águalíquidaformar o cristalsãoreduzidasproporcionalmente.<br />Emáguapura, cadamoléculanasuperfície é água e todaselascontribuem para a pressão de vapor. Cadamolécula no corpodasolução é água e podecontribuir para a formação de cristais de gelo.<br />
  32. 32. Osmose e medidadapressãoosmótica<br />Osmose– movimentodaáguaatravés de umamembranasemipermeávelimpelidopordiferençanapressãoosmótica, é um importantefatornavidadamaioria das células<br />A equação de van`t Hoff ajuda a medir a pressãoosmótica:<br />Π = ic RT<br />Onde:<br />R = constante dos gases<br />T = temperaturaabsoluta<br />I = concentração molar dasolução<br />C= medida do grau de dissociação do soluto<br />Águapura<br />Solventenão-permeantedissolvidonaágua<br />Pistão<br />Membranasemipermeável<br />Para umasolução com váriossolutosΠ = RT (i1c1 + i2c2 + incn)<br />
  33. 33. Comparação entre soluções<br />SOLUÇÕES ISOTÔNICAS – possuem a mesmaosmolaridade. Rodeadaporumasoluçãoisotônicaumacélulanemganha e nemperdeágua<br />SOLUÇÕES HIPOTÔNICAS – quandoumacélula é rodeadaporumasoluçãohipotônicaelaentumece e eventualmente se rompe<br />SOLUÇÕES HIPERTÔNICAS – quandoumacélula é rodeadaporumasoluçãohipertônicaelamurcha à medidaque a águaflui para a solução<br />
  34. 34. O rompimento das célulasseriamumacatástrofe para a vida!<br />Mecanismos de proteçãodesenvolvidos<br />Bactérias e plantas – paredecelular<br />2)Protozoários – vacúolocontrátilquebombeiaágua para foradacélula<br />3)Animaismulticelulares - meiointersticial é mantido com a mesmaosmolaridade do citoplasma<br />
  35. 35. Respostaao toque nasplantas: um eventoosmótico<br />Vênus-pega-mosca<br />Fechamentosúbitodafolha (0,5s) causadopelasaída de K+ e consequenteefluxodaágua<br />Mimosa pudica<br />Os folículosdaplantasensitiva, em forma de pena, fecham-se e murcham, protegendo a planta contra danosestruturaiscausadospelovento<br />
  36. 36. IONIZAÇÃO DA ÁGUA<br />A água tem apenasumapequenatendência a ionizar-se<br />H2O H+ + OH-<br />2H2O H3O+ + OH-<br />Íonhidrônio<br />Íonhidroxila<br />
  37. 37. Íonhidrôniodoandopróton<br />A ionizaçãodaáguapode ser medidapelacondutividadeelétrica<br />Salto protônico<br />A águapuraconduzcorrenteelétrica a medidaque o H+migra para o cátodo e o OH- para o ânodo<br />A mobilidade dos íons H+ e OH- emsoluçãoaquosa é anormalmenterápidaquandocomparada com outrosíons (Na+, K+ e Cl-)<br />Águaaceitandopróton e tornando-se íonhidrônio<br />
  38. 38. A + B C + D<br />H2O H+ + OH-<br />
  39. 39. O valor daKeq para a águapuramedidoporcondutividadeelétrica é 1,8 x 10-16M<br />Assim:<br />Kw = [H+] [OH-] = 55,5 x 1,8 x 10-16<br />Kw = [H+] [OH-] = 1,0 x 10-14<br />
  40. 40. Na águapura<br />[H+] = [OH-] = 1,0 x 10-14<br />[H+]2 = 1,0 x 10-14<br />
  41. 41. A escala de pH<br />pH é definidocomo o logarítmonegativodaconcentração de H+ no meio<br />Tomandologarítmonegativo do produtoiônicodaágua<br />Chamando –log [H+] = pH e –log [OH-] = pOH<br />
  42. 42. A escala de pH é prática e costuma ser usada entre 0 e 14<br />Na água pura<br />pH = log[H+] = log(107)= 7<br />Também na água pura:<br />pOH = 14 – pH = 14 – 7 = 7<br />Alvejantedoméstico<br />Amoníacodoméstico<br />Aumenta<br />basicidade<br />Solução de bicarbonato de sódio<br />Água do mar<br />Neutro<br />Sanguehumano<br />Importante:<br />Note que a escala de pH é logarítmica e nãoaritmética, ouseja, umasolução de pH 6,0 possui 10 vezesmaisprótons do queumasolução de pH 7,0.<br />Leite, saliva<br />Café preto<br />Cerveja<br />Suco de tomate<br />Vinhotinto<br />Coca-Cola, vinagre<br />Aumenta<br />acidez<br />Suco de limão<br />Sucogástrico<br />
  43. 43. A Escala de pH<br />
  44. 44. Problema:<br />1) Qual a concentração de H+emumasolução de NaOH 0,1 M?<br />Resolvendo para H+<br />1 x 10-14 M2<br />= 10-13 M<br />0,1 M<br />
  45. 45. Os ácidos e bases fracas tambémpossuemconstantes de dissociação<br />HCl H+ + Cl-<br />Ácidos<br />Fortes<br />H2SO4 2H+ + SO4-<br />NaOH Na+ + OH-<br />Bases<br />Fortes<br />KOH K+ + OH-<br />Dissociam 100% quandoemsoluçãoaquosa<br />O maiorinteresse dos bioquímicosestánaspropriedades dos ácidos e bases fracas, ouseja, aquelesquenãodissociamcompletamentequandoemsoluçãoaquosa.<br />
  46. 46. Ácidoacético<br />Um ácidofraco<br />Ácidoacético<br />Um doador de próton<br />Ânionacetato<br />Um aceptor de próton<br />-Um ácidopode ser definidocomo um doador de próton<br />-Uma base pode ser definidacomo um aceptor de próton<br />Um doador de próton e seuaceptorcorrespondenteformam um par ácido base conjugado<br />-Cadaácidofracoem particular possuiumatendênciaemdoarpróton.<br />-Quantomais forte o ácidomaior a tendência do ácidoemionizar-se (doarpróton).<br />
  47. 47. A tendência de um ácidoionizar-se é medidapelaconstante de equilíbrio (Keq)<br />HA H+ + A-<br />Ka = constante de dissociação – quantomais forte o ácidomaior a constante de dissociação<br />Podemosdefinir o pKa de um ácidocomosendo<br />pKa = -log Ka<br />Essadefinição é análoga à definição de pH.<br />Quantomenor o pKamais forte é o ácido.<br />
  48. 48. A curva de titulaçãorevela o pKa do ácido<br />=10-14 M2<br />Região de tamponamento<br />=1,74 x 10-5 M<br />Equivalentes de OH-adicionados<br />Porcentagemdatitulação<br />
  49. 49. Regiõesimportantesemumacurva de titulação<br />Fimdatitulação<br />Todoácido original dissociou-se<br />Ponto médiodaTitulação<br />Metade do ácido original dissociou-se<br />Região de Tamponamento<br />Iníciodatitulação<br />Moléculatotalmenteprotonada<br />Equivalentes de OH-adicionados<br />Porcentagemdatitulação<br />No pontomédiodatitulação o pH = pKa<br />
  50. 50. Demonstrandomatematicamenteque no pontomédiodatitulação o pH = pKa<br />Quandoemsoluçãoaquosa<br />Logo a constante de dissociação é:<br />Resolvendo para [H+]<br />Tomandologarítmosnegativos<br />Como vimos<br />-log[H+] = pH e –logKa = pKa, portanto<br />
  51. 51. Estaequação é conhecidacomoequação de Henderson-Hasselbalch<br />No pontomédiodatitulação [A-] = [HA], logo<br />Log 1 = 0, portanto<br />Importante:<br />O detalhemaisimportantenacurva de titulação de um ácidofraco é queelamostragraficamenteque um ácidofraco e o seuânion – um par ácido-base conjugado – podemfuncionarcomo um tampão<br />
  52. 52. TAMPÕES - São sistemasaquososqueresistemàsvariações do pH quandoquantidadesrelativamentepequenas de ácido (H+) ou base (OH-) sãoadicionados à solução<br />Nasextremidades das curvas o pH variaMUITO com POUCOSequivalentes de HO-adicionados<br />Na faixamédia, com pH`s próximosaos dos pKa`s, no entanto, o pH variaPOUCO com MUITOSequivalentes de HO-adicionados<br />Regiões de tampona-mento<br />As curvasaoladoemborasemelhantesestãodeslocadasaolongo do eixo de pH porqueessesácidospossuemforçasdiferentes.<br />Equivalentes de OH-adicionados<br />Porcentagemdatitulação<br />
  53. 53. pKa e Ka de algunsácidos e bases fracas<br />
  54. 54. TAMPÕES EM SISTEMAS BIOLÓGICOS<br />Os fluídos intra e extra celulares dos organismospossuem pH constantedevido:<br />-as proteínaspossuemresíduos de aminoácidosquepodem ser ionizados e contribuem para a manutenção do pH celular<br />-Nucleotídeoscomo o ATP<br />-ácidosorgânicos<br />-Amônia (tampona a urina)<br />Exemplo:<br />Resíduo de histidina<br />pKa = 6,0<br />Éster<br />Adenina<br />Anidrido<br />Anidrido<br />
  55. 55. O tampãofosfato age emtodas as células<br />H2PO4- H+ + HPO42-<br />pKa = 6,86, portanto é um bomtampão entre os pH’s de 5,9 a 7,9<br />Nosmamíferososfluidosextracelulares e a maioria dos compartimentoscitoplasmáticostêm um pH naregião entre 6,9 e 7,4<br />
  56. 56. O plasma sanguíneo é tamponadopelosistematampãobicarbonato<br />Equação 1<br />Equação 2<br />Substituindonaequação 1<br />
  57. 57.
  58. 58. H+ + HCO3-<br />Reação 1<br />Sangue<br />H2CO3<br />Um aumentonaconcentração de H+ no sanguetira o sistema do equilíbrio e estimula as reaçõesindicadaspelassetasamarelas, aumentando a pressãoparcial do CO2nospulmões. Animais com acidose metabólica em geral apresentam respiração acelerada (hiperventilação)<br />Reação 2<br />H2O<br />H2O<br />CO2(d)<br />Reação 3<br />Pulmões<br />CO2(g)<br />A introdução de HO-tambémtira o sistema do equilíbriopoisestasreagem com os H+ para formaráguahavendo, portanto, umadiminuiçãonaconcentração dos H+.<br />Este fenômeno, porsuavez, estimula as reaçõesindicadaspelassetasvermelhas, o queimplicanumaabsorção de CO2 dos pulmões. (gerandohipoventilação)<br />

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