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Professor Alexandre Soares dos Santos DCB/UFVJM 2009 1 Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri Faculdade de Ciências Biológicas e da Saúde Departamento de Ciências Básicas Disciplina: Bioquímica AULA PRÁTICA Nº 3 – pH E EFEITO TAMPÃO Introdução: Os seres vivos são equipados com mecanismos que regulam o pH de suas células e de líquidos extracelulares dentro de pequenos limites. O pH do sangue, por exemplo, deve-se conservar entre 7,1 e 7,8 para ser compatível com a vida. Embora ácidos e bases sejam formados constantemente no metabolismo, o pH do sangue raramente varia, em virtude da presença dos sistemas tampões eficientes nos tecidos e líquidos do organismo. É portanto importante que o estudante compreenda o significado do pH, o papel e o mecanismo de ação dos tampões. Neste exercício será feito o estudo com sistemas simples para emitir observação e compreensão clara dos fenômenos. Determinação colorimétrica de pH: Este método baseia-se no conhecimento dos valores dos pK’s dos indicadores. Indicadores são ácidos orgânicos fracos ou bases orgânicas fracas, cuja forma dissociada apresenta uma cor diferente da forma não dissociada. A mudança de cor nas soluções de indicadores de pH depende do aumento ou decréscimo de seu grau de dissociação. Tal mudança pode-se exprimir em função da lei de ação das massas. Desde que (nos indicadores ácidos, por exemplo): HIn ' H + + In - Logo: KIn = [ ] [ ][ ]HInInxH −+ , que em função do pH, será: pH = pKIn + log [ ][ ]HInIn − O aumento da concentração de H + na solução determina recuo na ionização e predominância da cor da molécula não dissociada HIn; já a diminuição da concentração de H +, ao contrário, eleva o grau de dissociação, predominando em solução a cor do ânion In -. Entre os extremos de coloração, há uma zona intermediária, onde realmente se passa a transição de cor, na qual, tanto o ânion como as moléculas não dissociadas encontram-se presentes em quantidades variáveis. A solução exibe, então, tonalidades de cor igualmente intermediárias, de acordo com as proporções dos dois componentes. A zona de transição de cor, ou zona de viragem, passa-se em intervalos de pH diferentes para os vários indicadores e depende, fundamentalmente, de sua constante de dissociação ( pKIn ) e de sua curva de titulação. Tampões Solução tampão é aquela que tende a manter um pH constante, quando se lhe adiciona ácido ou base. Este sistema geralmente consiste de uma mistura de ácido fraco e sua base conjugada ou uma base fraca e seu ácido conjugado. O pH de um sistema tampão depende das quantidades relativas de base e de seu sal ou do ácido e de seu sal. Este comportamento do sistema tampão pode ser expresso pela equação formulada por Henderson e Hasselbach: pH = pK + log [ ][ ]ácido sal onde pK representa o negativo do logarítmo da constante de dissociação do ácido. Professor Alexandre Soares dos Santos DCB/UFVJM 2009 2 Roteiro da Prática pH e Efeito Tampão Reativos ¾ Tampões de pH: 3,0; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0; 9,0; 10,0 ¾ Indicador universal ¾ Solução de hidróxido de sódio 0,1 mol/L ¾ Solução de ácido clorídrico a 0,1 mol/L ¾ Solução de ácido acético a 0,1 mol/L ¾ Tampão fosfato 0,1 mol/L, pH 7,0 Procedimento 1. Prepare uma bateria de oito tubos de ensaio. Adicionar ao primeiro tubo 2,0 mL de solução tampão pH 3,0. No segundo tubo 2,0 mL solução tampão pH 4,0 e assim, sucessivamente, até o tampão pH 10,0. Adicionar a cada tubo duas gotas do indicador universal e 8,0 mL de água destilada. Esta bateria irá constituir sua escala cromática de pH. 2. Verifique o pH aproximado das soluções de ácido acético 0,1 mol/L e de ácido clorídrico 0,1 mol/L, seguindo os mesmos procedimentos do item anterior e comparando-as com a escala cromática obtida com o procedimento do ítem anterior. Como se explica a diferença de pH entre as duas soluções? 3. Prepare outra bateria com quatro tubos de ensaio e numere-os de 1 a 4. Adicione três gotas do indicador universal a cada tubo. 4. Aos tubos 1 e 3 adicione 10,0 mL de água destilada. Aos tubos 2 e 4 adicione 3,0 mL de solução tampão pH 7,0 e 7,0 mL de água destilada. Agite. 5. Adicione uma gota de NaOH 0,1 mol/L aos tubos 1 e 2. Agite. Observe e explique. 6. Com uma pipeta sopre ar expirado na solução do tubo 1 por 45 segundos. Observe as mudanças de coloração. Verifique o pH. Explique. 7. Sopre o tubo 2 por um minuto. Observe e explique. 8. Adicione aos tubos 3 e 4 duas gotas da solução de ácido clorídrico a 0,1 mol/L. Agite. Observe a mudança de coloração e anote o pH. 9. Continue a adição de ácido clorídrico no tubo 4, gota a gota, agitando-o. Determine quantas gotas ou mL de ácido devem ser adicionadas até que se obtenha a mesma coloração do tubo 3. Explique.