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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.

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1 1. Segel, Biochemical Calculations, Capítulo 1, Problema O Ka do ácido fraco HA é 1,6 x Calcular: a) O grau de ionização do ácido para uma solução M. b) O pH 2. Segel, Biochemical Calculations, Capítulo 1, Problema 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 íons OH - ou H 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 (pKa do 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 [HCO 3 - ]/[H 2 CO 3 ] no plasma sanguíneo em pH 7,4 (pKa = 3,77), b) Calcular a relação [HPO 4 2- ]/[H 2 PO 4 - ] 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 gases (totalmente ocupado por líquido)? Exercícios

2 5. Segel, Biochemical Calculations, Capítulo 1, Problema O plasma sanguíneo contém uma reserva ("pool") total de carbonato (essencialmente HCO CO 2 ) de 2,52 x M. a) Qual é a razão [HCO 3 - ]/[CO 2 ] e a concentração de cada componente do tampão presente a pH 7,4? b) Qual seria o pH se for adicionado M de H+ sob condições tais que o aumento da [CO 2 ] não possa ser liberado? c) Qual seria o pH se for adicionado M de H+ e o excesso de CO 2 eliminado (mantendo-se assim a [CO 2 ] original)? Considerar o pKa para o equilíbrio abaixo: CO 2 + H 2 O HCO H +, como sendo 6,1.

3 Ex. 1 a) O grau de ionização do ácido para uma solução M Existem 2 formas de resolver: 1. Como HA é um ácido fraco, o x é muito pequeno comparado com e portanto pode-se desprezar o x no termo [10 -3 – x]: O grau de ionização = 2. Não desprezando o x no termo [10 -3 – x]: -b ± b 2 – 4ac x = 2a x = 3.92 x M ~ 4 x M pH= -log [H + ] Ex. 1 b) O pH pH= -log [4 x ]pH= -log 4 – log pH= pH= 4.4

4 Ex 2 a) Indicar os componentes de um tampão acetato CH 3 COOH : doador de prótons (ácido conjugado) CH 3 COO - : aceptor de prótons (base conjugada) CH 3 COOHCH 3 COO - OH - H2OH2O H+H+ Ex 2 b) Mostrar através de reações como o tampão acetato resiste a mudanças de pH quando se adiciona íons OH - ou H +. OH - adicionado reage com o H + proveniente da dissociação de CH 3 COOH (doador de prótons) H + adicionado reage com CH 3 COO - (aceptor de prótons)

5 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. 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. pK pH OH - adicionado pK + 1 pK-1

6 Ex 4. a) pH = 3,7 pH= pKa + log [A- ] [HA] pH= pKa + log [Ac - ] [HAc] CH 3 COOHCH 3 COO - H+H+ + HAcAc - 3.7= log [Ac - ] [HAc] pKa=4.7 -1= log [Ac - ] [HAc] 1= log [HAc] [Ac - ] [HAc] [Ac - ] = 10 [HAc]:[Ac - ] 10 : 1 Ex 4. b) pH = 5,7 Concentrações finais: [HAc] = M [Ac - ] = M 5.7= log [Ac - ] [HAc] 1 = log [Ac - ] [HAc] 1= log [Ac - ] [HAc] [Ac - ] [HAc] = 10 [Ac - ]:[HAc] 10 : 1 Ci x Vi = Cf x Vf HAc: 0.1 M x 10 ml = Cf x (10 +1)ml Cf = M Ac - : 0.1 M x 1 ml = Cf x (10+1)ml Cf = M

7 Ex 5. a) Calcular a relação [HCO 3 - ]/[H 2 CO 3 ] no plasma sanguíneo em pH 7,4 (pKa = 3,77). pH= pKa + log [A - ] [HA] pH= pKa + log [HCO 3 - ] [H 2 CO 3 ] 7,4= 3,77 + log [HCO 3 - ] [H 2 CO 3 ] 3,63 = log [HCO 3 - ] [H 2 CO 3 ] [HCO 3 - ] [H 2 CO 3 ] = 4265,8 Ex 5. b) Calcular a relação [HPO 4 2- ]/[H 2 PO 4 - ] no plasma sanguíneo (pKa =7,20) 7,4= 7,2 + log [HPO 4 2- ] [H 2 PO 4 - ] 0,2= log [HPO 4 2- ] [H 2 PO 4 - ] [HPO 4 2- ] [H 2 PO 4 - ] = 1,58 Ex 5. 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 gases (totalmente ocupado por líquido)? Espaço fechado: [HPO 4 2- ]/[H 2 PO 4 - ] é mais eficiente. O tampão [HCO 3 - ]/[H 2 CO 3 ] depende do CO 2 gasoso que está em equilíbrio com o CO 2 dissolvido na solução.

8 pH= pKa + log [A - ] [HA] pH= pKa + log [HCO 3 - ] [CO 2 ] CO 2 + H 2 O HCO H +, pKa 6.1. [HCO CO 2 ] = 2,52 x M. 7,4= 6,1 + log [HCO 3 - ] [CO 2 ] 1,3 = log [HCO 3 - ] [CO 2 ] [HCO 3 - ] [CO 2 ] = a) Qual é a razão [HCO 3 - ]/[CO 2 ] e a concentração de cada componente do tampão presente a pH 7,4? 20 1 [HCO 3 - ] ,52 x Mx2,4 x M [CO 2 ] ,52 x Mx1.2 x M

9 b) Qual seria o pH se for adicionado M de H+ sob condições tais que o aumento da [CO 2 ] não possa ser liberado? CO 2 + H 2 O HCO H +, pKa 6.1. [HCO 3 - ]2,4 x M M = 1,4 x M (0,014 M) [CO 2 ] 1.2 x M M = 1,12 x M (0,0112 M) pH = 6,1 + log 1,4 x ,12 x pH= pKa + log [HCO 3 - ] [CO 2 ] pH = 6,1 + log 1,25 pH = 6,2 Lembrar que pH < 6,8 : morte!! c) Qual seria o pH se for adicionado M de H+ e o excesso de CO 2 eliminado (mantendo-se assim a [CO 2 ] original)? pH = 6,1 + log 1,4 x ,12 x pH= pKa + log [HCO 3 - ] [CO 2 ] pH = 6,1 + log 11,66 pH = 7,16


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