PROFESSOR

PAULO CESAR

PORTAL DE ESTUDOS EM QUÍMICA
 

DICAS PARA O SUCESSO NO VESTIBULAR: AULA ASSISTIDA É AULA ESTUDADA - MANTER O EQUILÍBRIO EMOCIONAL E O CONDICIONAMENTO FÍSICO - FIXAR O APRENDIZADO TEÓRICO ATRAVÉS DA RESOLUÇÃO DE EXERCÍCIOS.

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Solução Tampão

 

SOLUÇÃO TAMPÃO

 

Considere as seguintes situações:

 

 

 

 

Perceba que a adição de uma pequena quantidade de um ácido forte ou de uma base forte à água pura provoca uma alteração brusca no pH do meio (variação de 4 unidades). Verifique, também, que a adição da mesma quantidade do ácido ou da base à solução formada pelo ácido acético e acetato de sódio provoca uma alteração muito pequena no pH desta solução.

A solução formada por ácido acético e acetato de sódio recebe o nome de solução tampão.

Portanto temos:

Solução tampão ou solução tamponada é aquela que, ao adicionarmos uma pequena quantidade de ácido ou base, mesmo que fortes, mantém o seu pH praticamente invariável.

É provável que a observação destes fatos levem ao seguinte questionamento:

Como as soluções tampão conseguem manter o seu pH praticamente constante?

Vamos imaginar uma solução tampão constituída por uma base fraca (BOH) e um sal (BA) derivado desta base.

Nesta solução, ocorrem os seguintes fenômenos:

-Pequena dissociação da base:

(Na solução predominam fórmulas da base BOH)

-Dissociação total do sal:

BA B+ + A-

(Na solução predominam íons B+ e A-)

Observação: Note que o íon B+ é comum à base e ao sal.

Ao juntarmos a esta solução uma base forte, esta irá liberar íons OH-, que serão consumidos pelo equilíbrio:

Como consequência, este equilíbrio desloca-se para a esquerda, e com isso a basicidade da solução não aumenta e o pH não sofre variação. Perceba que não irá faltar o íon B+ para que o equilíbrio acima se desloque para a esquerda, uma vez que a dissociação do sal BA B+ + A- fornece uma boa reserva deste íon.

Se juntarmos à solução tampão um ácido qualquer, este irá se ionizar colocando íons H+ em solução. Estes íons H+ serão consumidos pelos íons OH- resultantes da dissociação da base, e, desta forma, a acidez não aumenta e o pH não muda.

H+ + OH-  H2O

Perceba que não irão faltar íons OH- para reagir com o H+ do ácido, pois a base BOH é fraca, e o estoque de fórmulas BOH que continuará se dissociando e fornecendo OH- é muito grande.

Desta forma, conseguimos compreender que a solução tampão só resistirá às variações de pH até que toda base BOH ou todo sal BA sejam consumidos. A resistência que uma solução tampão oferece às variações de pH recebe o nome de efeito tampão.

Caso a solução tampão fosse constituída por um ácido fraco e um sal derivado deste ácido, a explicação para o comportamento desta solução seria semelhante à anterior.

Concluímos, então, que uma solução tampão é usada sempre que se necessita de um meio com pH praticamente constante e preparada dissolvendo-se em água:

bullet

um ácido fraco e um sal derivado deste ácido;

bullet

uma base fraca e um sal derivado desta base.

 

CÁLCULO DO pH DE UMA SOLUÇÃO TAMPÃO

Vamos supor uma solução tampão constituída por um ácido fraco (HA) e um sal (BA) derivado deste ácido.

Neste caso, teremos:

Deduzindo a expressão da constante do equilíbrio para o ácido fraco, temos:

Como o ácido é fraco, a sua concentração praticamente não varia durante a ionização, e a quantidade de íon A- produzida é muito pequena. Por outro lado, o sal se dissocia totalmente, produzindo quase todo íon A-, presente na solução.

[HA] @ [ÁCIDO] e [A-] @ [SAL]

Portanto, a expressão da constante de equilíbrio ficará:

Aplicando logaritmo aos dois membros da equação, teremos:

Para uma solução tampão de base fraca e um sal derivado desta base, podemos demonstrar que:

Como pH + pOH = 14, neste caso ficamos com: pH = 14 - pOH

Com isso teremos:

 

APLICAÇÕES DAS SOLUÇÕES TAMPÃO

-Como os microorganismos se desenvolvem melhor em determinadas faixas de pH, os meios de cultura são, geralmente, tamponados.

-Os fluidos biológicos são tamponados, utilizando para isso várias substâncias (ácidos, bases e sais) que existem no organismo. O sangue humano apresenta, normalmente, pH em torno de 7,4. Um aumento ou diminuição de 4 décimos neste valor, causa morte do indivíduo. Os sucos digestórios também são tamponados, pois as enzimas que catalisam as reações orgânicas atuam em determinadas faixas de pH.

-Determinados medicamentos são tamponados com o objetivo de melhorar a sua atuação o atenuar os efeitos colaterais. Um exemplo de medicamento tamponado é o Buferin, que atua como analgésico e antiinflamatório. Este medicamento é constituído por ácido acetil salicílico (AAS ou aspirina) tamponado com carbonato de magnésio e aminoacetato de alumínio.

 

 

SAIBA MAIS SOBRE....

ACIDOSE E ALCALOSE

O pH dos fluídos corporais deve permanecer dentro de limites próximos. A morte pode resultar de aumentos ou diminuições relativamente pequenos de pH. A razão para nossa sensibilidade ao pH depende das enzimas que catalisam as reações químicas do corpo. Sua atividade cai rapidamente quando o pH muda. Uma vez que as enzimas desempenham papel tão crucial, sua inativação pode ser fatal.

Os tampões do plasma sanguíneo são as primeiras defesas do corpo contra as mudanças do pH interno. Seu papel é manter o pH sanguíneo dentro dos limites 7,35 a 7,45. Se o pH do sangue de uma pessoa cai abaixo de 7,35, diz que ela está com acidose, ou baixo pH sanguíneo. A acidose causa desorientação, coma e finalmente morte. Se o pH sobe além de 7,45, diz-se que ela está com alcalose, ou baixo pH sanguíneo. A alcalose pode causar respiração fraca e irregular, cãibras musculares e convulsões. A acidose e a alcalose podem ser "respiratória", resultando de mudanças na concentração de H2CO3 ou "metabólicas", resultando de mudanças na concentração de HCO3-.

A acidose respiratória ocorre às vezes em pessoas com pneumonia, enfisema, poliomielite, ou em pacientes anestesiados, porque estas condições podem interferir na respiração. Seu nível de H2CO3 sobe porque CO2 suficiente não é exalado. O sistema nervoso responde à acidose, tentando aumentar a velocidade e a intensidade da respiração a fim de diminuir a pressão de CO2.

A alcalose respiratória resulta do outro extremo, ou seja, hiperventilação, ou respiração aumentada. Neste caso, muito CO2 é perdido pelos pulmões. A pressão de CO2 cai e a concentração de H2CO3 é reduzida abaixo do valor normal. Um ataque de ansiedade ou histeria pode, às vezes, fazer com que uma pessoa respire muito rapidamente. Nestas condições, o pH sanguíneo pode subir a 7,6 ou 7,7, dentro de minutos. O sistema nervoso responde à alcalose, baixando a velocidade de respiração para aumentar a pressão de CO2 e a concentração de H2CO3.

Como foi mencionado, a acidose e a alcalose podem resultar de mudanças na concentração de HCO3-. Acidose metabólica, ou baixa concentração de HCO3-, pode resultar de desidratação severa ou de diabetes mellitus não tratada. Alcalose metabólica, ou alta concentração de HCO3-, pode resultar de vômito ou overdose de antiácidos.

A tabela seguinte resume as mudanças que ocorrem em cada uma destas quatro condições:

CONDIÇÃO DISTÚRBIO pH
Acidose respiratória P(CO2) sobe diminui
Alcalose respiratória P(CO2) cai aumenta
Acidose metabólica HCO3- diminui diminui
Alcalose metabólica HCO3- aumenta aumenta

Para diagnosticar a condição ácido-base de um paciente, uma amostra de sangue arterial é retirada. Medidas de pH, P (CO2) e CO2(H2CO3) total são então realizadas.

Resumindo temos:

Solução tampão

 

Tampão H2CO3/HCO3-

- Responsável pela manutenção do pH do sangue:

 

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Este site foi atualizado em 23/07/10