Revisão de química

...

A sigla pH significa potencial (ou potência) hidrogeniônico e indica o teor de íons hidrônio (H3O+(aq)) livres por unidade de volume da solução.

- Quanto mais hidrônios (H3O+) houver no meio, mais ácida será a solução.

- Quanto mais íons OH-(aq) houver no meio, mais básica ou alcalina será a solução.

Quando [H+]=[OH-], a concentração de cada uma destas espécies é 1,0×10-7M, a 25ºC.

[pic 3]

Isso nos ajuda a entender melhor a escala de pH, que costuma ser usada entre os valores de 0 a 14, em temperatura de 25ºC. A temperatura precisa ser especificada porque ela altera a quantidade de íons no meio. Se aumentarmos a temperatura, por exemplo, a energia das partículas também aumentará. Por isso, elas se movimentarão mais rápido, o que resultará em um maior número de choques entre elas e, portanto, em uma maior quantidade de íons produzidos.

Veja a escala de pH a seguir e algumas soluções do cotidiano com o seu pH aproximado:

- Quanto menor o pH, mais ácida é uma solução: a extrema acidez do suco gástrico ajuda a digestão. O sangue humano tem um pH ligeiramente superior a 7. Produtos comerciais de limpeza têm muitas vezes caráter alcalino.

2.2 - Constantes de ionização (Ki) dos principais compostos

Os ácidos e as bases podem ter muita ou pouca facilidade em doar ou receber prótons. Dependendo dessa facilidade, eles são classificados em fortes ou fracos. Como há menos compostos fortes, conseguimos listá-los facilmente. O restante é considerado composto fraco. Ácidos fortes[pic 4] HCl, HBr, HI, HNO3, HClO3, HClO4 e H2SO4

Bases fortes [pic 5] NaOH, LiOH, KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2 e ânions de ácidos fracos (CN-, S2-, F-, etc).

Devido a essa alta facilidade em doar ou receber prótons, as reações de dissociação de compostos fortes são consideras irreversíveis e são escritas com flecha única. Além disso, eles não possuem Ka ou Kb. Já as reações de dissociação dos compostos fracos entram em equilíbrio, e por isso são expressas com a flecha de equilíbrio ([pic 6]).

- Ka= constante de ionização do ácido/ Kb= constante de ionização da base

O pKa é uma grandeza que permite saber a força de um ácido de forma mais intuitiva que através do valor de Ka. E o pkb permite saber a força de uma base através do valor de Kb.

- Quanto menor é o pKa de um ácido, maior é a sua tendência a ionizar-se e, consequentemente, mais forte é o ácido.

- Quanto maior é o pKa de um ácido, menor é a sua tendência a ionizar-se e, consequentemente, mais fraco é o ácido.

- Conceito reciproco para as bases em relação ao pKb

A tabela abaixo indica alguns valores de pKa doas ácidos;

[pic 7]

Analisando a tabela acima podemos concluir que:

- Se o ácido carbônico tem pKa = 3,77 e o ácido acético (pKa = 4,76), podemos concluir que o ácido carbônico é mais forte, pois tem menor pKa.

A maioria dos fármacos são ácidos ou bases fracas. Fármacos de natureza básica podem ser protonados (receber prótons), levando a formação de espécies catiônicas, enquanto fármacos de natureza ácida podem ser desprotonados, (doar prótons), levando a formação de espécies aniônicas.

A constante de ionização de um fármaco é capaz de expressar a contribuição percentual relativa das espécies ionizadas, dependendo de sua natureza química e do pH do meio. Esta propriedade é fundamental na fase farmacocinética, pois as espécies não ionizadas, mais lipofílicas, conseguem atravessar a membrana plasmática por transporte passivo; já as espécies carregadas são polares e normalmente se encontram solvatadas por moléculas de água, dificultando o processo de absorção passiva.

3 - As soluções tampão em sistemas biológicos

Uma solução tampão é uma solução aquosa de um ácido e da sua base conjugada que não sofre variações significativas de pH quando se adicionam pequenas quantidades de ácidos ou bases. Como já referido, muitos processos biológicos dependem do estado de protonação de moléculas como as enzimas, sendo portanto fundamental o controle rigoroso do pH do meio em que esses processos se desenrolam. Fluidos como o sangue e o citoplasma têm um pH definido, geralmente em torno de 7, e que não muda significativamente graças à presença de diversas substâncias dissolvidas que atuam como tampão.

O citoplasma é rico em proteínas; os grupos laterais ionizáveis de aminoácidos que constituem essas proteínas têm um papel fundamental no tamponamento do meio intracelular. Outras moléculas ionizáveis, como o ATP, ácidos nucleicos e compostos intermediários de vias metabólicas, entre outros, contribuem também para a manutenção de um valor mais ou menos estável de pH no interior da célula.

Dois dos tampões fisiológicos mais importantes, especialmente em fluidos como o sangue, são o tampão de carbonatos e o tampão de fosfatos. O dióxido de carbono (CO2), um gás em condições normais de pressão e temperatura, pode dissolver-se em soluções aquosas formando ácido carbônico, H2CO3. Estabelece-se então o equilíbrio

CO2 (g) + H2O (l) ↔ H2CO3 (aq)

Por sua vez, o ácido carbônico dissocia-se em solução aquosa, estabelecendo-se um segundo equilíbrio:

H2CO3 ↔ HCO3- + H+

A quantidade de íon hidrogenocarbonato (HCO3-) em solução depende em primeira instância da pressão parcial do CO2, pois esta determina o equilíbrio entre CO2 dissolvido e não dissolvido em solução. Assim, quanto mais dióxido de carbono for dissolvido, maior será a acidificação da solução aquosa em que este se dissolve.

O tampão de fosfatos, em situação fisiológica, refere-se especificamente ao equilíbrio

H2PO4- ↔ HPO42- + H+

sendo um tampão natural no citoplasma de todas as células, já que o grupo fosfato está presente em diversas moléculas