Exercicios pH e sistema tampao

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Exercícios
1. Segel, Biochemical Calculations, Capítulo 1, Problema 1-19.
O Ka do ácido fraco HA é 1,6 x 10-6. Calcular:
a) O grau de ionização do ácido para uma solução 10-3 M.
b) O pH
2. Segel, Biochemical Calculations, Capítulo 1, Problema 1-26.
a) Indicar os componentes de um tampão acetato
b) Mostrar através de reações como o tampão acetato resiste a mudanças de pH
quando se adiciona íonsOH- ou H+.
3. Ler no Capítulo 1 do livro INTRODUÇÃO À BIOQUÍMICA de Conn e Stumpf (tradução
da 3a edição americana) o tópico TAMPÕES. Com base à esta leitura responder:
Quais os fatores que determinam a eficiência ou capacidade tamponante de uma
solução?
4. Dispõe-se de solução de ácido acético e acetato de sódio ambas 0,1 M. Com estas
duas soluções, preparar os seguintes tampões acetato 0,1 M (pKado ácido acético =
4,7):
a) pH = 3,7
b) pH = 5,7
5. Lehninger, Biochemistry, segunda edição, Capítulo 2, Problema 8.
a) Calcular a relação [HCO3-]/[H2CO3] no plasma sanguíneo em pH 7,4 (pKa = 3,77),
b) Calcular a relação [HPO42-]/[H2PO4-] no plasma sanguíneo (pKa = 7,20),
c) Qual dos dois pares ácido-base conjugados é o tampão mais eficiente em uma
amostra de plasma sanguíneo em um frasco fechado,sem espaço disponível para

5. Segel, Biochemical Calculations, Capítulo 1, Problema 1-52.
O plasma sanguíneo contém uma reserva ("pool") total de carbonato
(essencialmente HCO3- + CO2) de 2,52 x 10-2M.
 
a) Qual é a razão [HCO3-]/[CO2] e a concentração de cada componente do
tampão presente a pH 7,4?
b) Qual seria o pH se for adicionado 10-2 M de H+ sob condições tais que o
aumento da [CO2] nãopossa ser liberado?
c) Qual seria o pH se for adicionado 10 -2 M de H+ e o excesso de CO2
eliminado (mantendo-se assim a [CO2] original)?
 
    Considerar o pKa para o equilíbrio abaixo:
 
CO2 + H2O
HCO3- + H+, como sendo 6,1.

Ex. 1

a) O grau de ionização do ácido para uma solução 10-3 M

HA

H+

HA

H+

10-3

-x

+

A-

+

A-

x

Ka =

[H+] [A-]
[HA]

Ka= 1.6 x

10-6

Ka =

x

x2
10-3 - xExistem 2 formas de resolver:
1. Como HA é um ácido fraco, o x é muito pequeno comparado com 10-3 e portanto pode-se
desprezar o x no termo [10-3 – x]:
x2
x2
-6
1.6 x 10
x = 4 x 10-5 M
Ka =
=
-3
10
10-3
O grau de ionização =

[A-]
[HA]

x 100 =

4 x 10-5
10-3

2. Não desprezando o x no termo [10-3 – x]:
x2
x2
-6
1.6 x 10
Ka =
=
-3
10-3
10
x2 = (1.6 x 10-6) (10-3 - x)
x2 = 1.6 x10-9 - 1.6 x 10-6 x
x2+ 1.6 x 10-6 x

Ex. 1

-

1.6 x10-9 = 0

x=

x 100

= 4%

x = 4 x 10-5 M

-b ±b2 – 4ac
2a

x = 3.92 x 10-5 M ~ 4 x 10-5 M

b) O pH

pH= -log [H+]

pH= -log [4 x 10-5 ]

pH= -log 4 – log 10-5

pH= -0.6 + 5

pH= 4.4

Ex 2 a) Indicar os componentes de um tampão acetato
CH3COOH : doador de prótons (ácido conjugado)
CH3COO- : aceptor de prótons (base conjugada)

Ex 2 b) Mostrar através de reaçõescomo o tampão acetato resiste
a
mudanças de pH quando se adiciona íons OH- ou H+.
OH-

CH3COOH

H2O

CH3COO-

H+

OH- adicionado reage com o H+ proveniente
da dissociação de CH3COOH (doador de
prótons)
H+ adicionado reage com CH3COO- (aceptor
de prótons)

Ex 3.

Quais os fatores que determinam a eficiência ou capacidade
tamponante de uma solução?

A eficiência ocorre dentro da zona de tamponamento,sendo máxima no pH=pK, onde temos
concentrações equimolares do doador e do aceptor de prótons.
pH
pK + 1
pK
pK - 1

OH- adicionado

A eficiência também depende da concentração do tampão.
Quanto mais concentrado a solução do tampão, maior será a sua eficiência em resistir à
alterações de pH.

Ex 4.

a) pH = 3,7

pH= pKa + log [A- ]
[HA]

CH3COOH

CH3COO- + H+

HAc

Ac-

-1= log [Ac- ]
[HAc]

1=log [HAc]
[Ac-]

pKa=4.7

pH= pKa + log [Ac- ]
[HAc]
3.7= 4.7 + log [Ac- ]
[HAc]

Ci x Vi = Cf x Vf
HAc: 0.1 M x 10 ml = Cf x (10 +1)ml
Cf = 0.091 M
Ac : 0.1 M x 1 ml = Cf x (10+1)ml
Cf = 0.0091 M

Ex 4.

[HAc] = 10
[Ac-]

[HAc]:[Ac-]
10 : 1

Concentrações finais: [HAc] = 0.091 M
[Ac-] = 0.0091 M

b) pH = 5,7

5.7= 4.7 + log [Ac- ]
[HAc]

1 = log [Ac- ]
[HAc]

1= log [Ac-]
[HAc]

[Ac-] = 10
[HAc]...
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