SLIDES - Aula pH e Tampoes 2025 1

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31/03/2025
INTRODUÇÃO À 
BIOQUÍMICA
 ADVERTÊNCIA 
“Os materiais (imagens, áudios e textos) veiculados nesta aula 
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sem o consentimento prévio por escrito do(a) docente e, mesmo 
com tal consentimento, a fonte e os direitos autorais e de imagem 
devem ser reconhecidos.”
Altera, atualiza e consolida a legislação sobre 
direitos autorais e dá outras providências.
ÁGUA 
“Solvente da vida”
Água
• O solvente para as reações bioquímicas;
• A estrutura ou a função das biomolécula depende 
de suas características de afinidade com a água 
(hidrofílicas, hidrofóbicas e anfipáticas);
• A água é uma molécula dipolar devido a diferença 
de eletronegatividade entre o Oxigênio e o 
Hidrogênio.
Estrutura da molécula
 da água 
NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 7 ed., Porto Alegre: Artmed, 2018.
Orientação das ligações de Hidrogênio
NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 7 ed., Porto Alegre: Artmed, 2018.
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Devido às ligações de Hidrogênio, a 
água líquida apresenta elevada 
coesão e alta tensão superficial, 
possibilitando até que insetos 
caminhem sobre ela e que 
permaneça líquida à temperatura 
ambiente. A coesão é a responsável 
pelo elevado ponto de fusão e 
ebulição da água. 
No gelo, cada molécula 
de água forma quatro 
ligações de hidrogênio, 
criando uma estrutura 
de rede regular. 
Na água líquida, à 
temperatura ambiente, 
cada molécula de água 
faz uma média de 3,4 
ligações de hidrogênio 
com outras moléculas. 
NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 7 ed., Porto Alegre: Artmed, 2018.
Água
A capacidade da água em formar ligações de 
Hidrogênio
• confere à água grande coesão e resistência à 
evaporação; 
• permite a solvatação de biomoléculas que também 
possam formar ligações de hidrogênio.
Ligações de Hidrogênio
 Água e grupo OH
 Água e grupo carbonila (aldeído, cetona, ác. 
carboxílico, éster ou amida)
 Grupo amina e grupo OH
 Grupo amina e grupo carbonila
 Grupo amina e outro composto contendo N
NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 7 ed., Porto Alegre: Artmed, 2018.
• A água estabiliza as formas 
• ionizadas das moléculas, hidratando 
• seus íons!
• Na+ , Cl- , K+ , Mg+ 2, Ca+ 2, 
• SO4 - 2, PO4 – 2 e HCO3
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Propriedade Solvente
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NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 7 ed., Porto Alegre: Artmed, 2018.
A água dissolve muitos sais cristalinos pela hidratação de seus íons!
NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 7 ed., Porto Alegre: Artmed, 2018.
MAGALHÃES, A.C.; OLIVEIRA, R.C.; BUZALAF, M.A.R. Bioquímica Básica e Bucal. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017.
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MAGALHÃES, A.C.; OLIVEIRA, R.C.; BUZALAF, M.A.R. Bioquímica Básica e Bucal. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017.
Água, pH e Tampões Ionização da água 
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Água 
A água é um eletrólito fraco.
As moléculas de H2O sofrem ionização reversível:
H2O  H+ + OH-
 
Água 
H2O  H+ + OH-
Por convenção, considera-se que a água se “ioniza” em 
H+ e OH−, porém, na verdade, a equação correta 
expressa a reação de 2 moléculas de água, 
formando íon hidrônio (H3O+) e hidroxila (OH−):
 H2O + H2O  H3O+ + OH− 
Mas na maioria das vezes o íon hidrônio é simplificado 
na forma de íon hidrogênio (H+) e assim será 
considerado nas nossas aulas. 
Como todas as 
reações reversíveis, 
a ionização da água 
pode ser descrita por 
uma constante de 
equilíbrio! 
Reações químicas reversíveis
1. Constante de 
equilíbrio:
 A + B  C + D
 [C] [D] 
 K eq = _______ 
 [A] [B]
2.Constante de 
equilíbrio para água
 H2O  H + + OH -
 [H + ] [OH -] 
 K eq = __________ 
 [H2O ]
• A constante de equilíbrio (Keq) é fixa e 
característica para uma reação 
química em uma temperatura 
específica. 
• Define a composição final da mistura 
no equilíbrio, independentemente das 
concentrações iniciais dos reagentes e 
dos produtos. 
Reações químicas reversíveis
Constante de equilíbrio para água
 
 H2O  H + + OH -
 [H + ] [OH -] 
 Keq = __________ 
 [H2O ]
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A concentração molar de água em soluções 
diluídas pode ser calculada considerando-se o 
peso molecular da água (18 g) 
e sua densidade (1 g/mL), resultando em:
 
Água e pH
 [H + ] [OH -] 
K eq = __________ 
 [H2O ]
 [H + ] [OH -] 
K eq = __________ 
 55,5 M 
 
1,8 x10 -16 M
 
Água e pH
 [H + ] [OH -] 
K eq = __________ 
 [H2O ]
 [H + ] [OH -] 
K eq = __________ 
 55,5 M → 
 1,8 x 10 -16M x 55,5M= [H + ] [OH -] 
 10 -14 M2 = [H + ] [OH -] 
 
H2O pura a 25º.C1,8 x10 -16 M
 
Água e pH
 [H + ] [OH -] 
K eq = __________ 
 [H2O ]
 [H + ] [OH -] → 
K eq = __________ 
 55,5 M → 
 1,8 x 10 -16M x 55,5M= [H + ] [OH -] = KW
 10 -14 M2 = [H + ] [OH -] = KW
 
Kw (Produto 
iônico da água)
H2O pura a 25º.C1,8 x10 -16 M
 Água e pH
Resolvendo a equação para [ H+]
 Água e pH
Qual a importância do 
produto iônico (Kw) 
da água?
 
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Escala de pH
O produto iônico da água é a base 
para a escala de pH, que 
representa um meio de designar a 
concentração de H+ e, portanto de 
OH- em uma solução. 
NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 7 ed., Porto Alegre: Artmed, 2018.
NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 7 ed., Porto Alegre: Artmed, 2018.
pHCompartimento
1,5-2,5Secreção gástrica
5,5Lisossoma
7,6-8,6Bile
7,0água pura
7,2Citoplasma (célula típica)
7,4Líquido cefalorraquidiano
7,4Plasma arterial
7,5Matriz mitocondrial
7,1-8,2Secreção pancreática
6,8Saliva (repouso) 
NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 7 ed., Porto Alegre: Artmed, 2018.
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 Água e pH
Qual a importância do conhecimento 
do conceito de pH? 
 
Caso clínico 
Paciente: 39 anos, masculino
Histórico: consumo excessivo de limão
Queixa: “Dentes amarelados” Dentística – UERJ
Prof. Alexandre Lacerda
https://www.google.com/search?q=lim%C3%A3o&source=lnms&tbm
CARACTERÍSTICAS DOS DENTES NATURAIS 
https://www.anatomiaemfoco.com.br
Caso clínico 
Paciente: 39 anos, masculino
Histórico: consumo excessivo de limão
Queixa: “Dentes amarelados” Dentística – UERJ
Prof. Alexandre Lacerda
https://www.google.com/search?q=lim%C3%A3o&source=lnms&tbm
28 anos
DRGE
29 anos
Distúrbio alimentar
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Água e pH
O que é pH ?
 
Conceitualmente, pH é uma forma de 
expressar a concentração de íons 
hidrogênio (H+ ) em uma solução. 
O prefixo “p” significa “logaritmo 
(decimal) negativo de”. Portanto, pH 
é o logaritmo negativo da 
concentraçãode H+ em uma solução, 
em molaridade. 
Assim, uma solução com pH 7 tem 
uma concentração de H+ da ordem 
de 10−7 M.
(Tenuta, LMA; Tabchoury, CPM. 2017)
Água e pH
A escala de pH é logarítmica, 
assim, a diferença de 1 unidade 
de pH significa diferença de 
10 vezes na concentração de H +. 
 Água e pH
pH 
o símbolo “ p” denota 
“ logaritmo negativo de .......” 
e o termo pH é definido pela expressão: 
 
Água e pH
Para uma solução neutra a 25oC, na qual a 
concentração de íons hidrogênio é 
exatamente igual a 1,0 x 10–7 M, o pH 
pode ser calculado como se segue: 
 
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 Água e pH
Os processos bioquímicos são 
extremamente sensíveis às variações do 
pH. 
Ex: o pH do sangue no homem é mantido 
entre 7,35 – 7,45. 
pH pH
Alcalose Acidose 
pH x COVID-19
“Fake News”
A simples ingestão 
de um ou outro 
alimento poderia 
nos tornar imunes 
ao SARS-CoV-2* ? 
*SARS-CoV-2: vírus da família dos coronavírus que, ao infectar humanos, 
causa uma doença chamada Covid-19. https://www.blogs.unicamp.br/covid-19/a-desinformacao-azeda-sobre-o-limao-na-covid-19/
Gildo Giotto Júnior e Cyntia Almeida 
pH e 
Sistema Tampão
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Tampões
Como manter ou controlar o 
pH de uma solução?
Tampões
Os sistemas-tampão são 
capazes de absorver tanto H+ 
como OH-, resistindo às 
variações de pH quando 
pequenas quantidades e 
concentrações de ácidos ou 
bases são adicionadas.
Tampões
Sistemas tampão consistem de: 
Ácido fraco (doador de prótons) e de sua
Base conjugada (aceptor de próton)
HA  H+ + A-
• Ácidos fracos: ionizam-se pouco
• Ácidos fortes: dissociam-se totalmente
CH3COOH  H+ + CH3COO-
www.cq.ufam.edu.br/cd_24_05/Acido_acetico.html
Ionização 
completa X parcial
HCl  H+ + Cl- 
HA A-H+
CH3COOH CH3COO- + H+
HA
HA
H+ A-
Quanto mais forte for o ácido, maior a tendência de perder seu próton!!!
 
Tampões
PARES DE ÁCIDO-BASE CONJUGADOS:
CH3COOH  H+ + CH3COO-
HA  H+ + A-
 [C] [D] [H+ ] [A-] 
 K eq = _______  Ka = ______
 [A] [B] [HA]
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Tampões
Os ácidos fracos ionizam-se pouco e são 
caracterizados por sua constante de 
dissociação:
 HA  H+ + A-
 H+ + A-
 [C] [D] [H+ ] [A-] 
 Keq = _______  Ka = ________
 [A] [B] [HA]
Ka
As constantes de equilíbrio para as 
reações de ionização são comumente 
chamadas de constantes de ionização 
ou constantes de dissociação ácidas, 
frequentemente designadas por Ka. 
 Tampões
 Ka = [H+ ] [A-] 
 [HA]
 Da mesma forma como se definiu “pH”, é possível 
definir o “pKa” de um ácido, sendo o logaritmo 
negativo da Ka:
 Tampões
O pKa é uma grandeza que 
permite saber a força de um 
ácido. Quanto menor é o pKa de 
um ácido, maior é a sua 
tendência a ionizar-se e, 
consequentemente, mais forte é 
o ácido.
 Tampões
 [H+ ] [A-] 
 Ka = ______ 
 [HA]
ácido forte : alto Ka e baixo pKa
ácido fraco : baixo Ka e alto pKa
pKa = - log Ka
Tampões
A ação tamponante é 
conseqüência de duas reações 
reversíveis simultâneas e que 
atingem o equilíbrio pelas 
constantes Kw e Ka. 
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NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 7 ed., Porto Alegre: Artmed, 2018.
(Tenuta, LMA; Tabchoury, CPM. 2017)
Contudo, existe um limite para a 
capacidade do sistema tampão de evitar 
variações bruscas no pH da solução pela 
entrada de H+ ou OH− no sistema. 
Um excesso de H+ pode converter todo o 
acetato disponível em ácido acético, e o 
inverso ocorre para um excesso de OH−. 
Nesse caso, o sistema tampão perde 
totalmente seu efeito!!!
A faixa na qual um sistema tampão 
exerce seu efeito varia em duas 
unidades de pH, uma acima e uma 
abaixo do ponto de equilíbrio no 
qual a concentração do ácido e de 
sua base conjugada são equivalen- 
te, ou seja, igual a 50% de cada um 
dos componentes.
NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 7 ed., Porto Alegre: Artmed, 2018.
Tampões
O pH onde ocorre 50% de 
dissociação, isto é, 
[ HA ] = [ A- ] pode ser 
determinado por titulação
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Titulação
“Determina a concentração de um ácido em uma dada solução”
 
CH3COOH H+ + CH3COO-
NaOH
OH-
[H20]
www.cq.ufam.edu.br/cd_24_05/Acido_acetico.html (Tenuta, LMA; Tabchoury, CPM. 2017)
O conhecimento do pKa do par ácido-base conjugado é 
importante, pois indica a faixa de pH na qual o sistema 
exercerá seu efeito tampão. 
Essa relação entre pH e pKa é guiada pela equação de 
Henderson-Hasselbalch, assim definida:
Tampões
Uma titulação consiste na 
adição de uma base a uma 
solução aquosa de um 
ácido (ou um ácido a uma 
solução aquosa de uma 
base) em pequenas 
quantidades, medindo-se o 
pH da solução após cada 
adição. 
www.cq.ufam.edu.br/cd_24_05/Acido_acetico.html
Tampões
Base 
conjugadas
Ácidos Tampões 
Prot -HProtProteínas
HPO4
-2H2PO4
-Fosfato
HCO3
-H2CO3Bicarbonato
Principais tampões biológicos
 
NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 7 ed., Porto Alegre: Artmed, 2018.
Tampões
HPO4
2- +
Sistema tampão bicarbonato
H2CO3 ⇌ H+ + HCO3
-
Ácido 
carbônico
Bicarbonato
H2PO4
-
Sistema tampão fosfato
⇌ H+ 
Fosfato
Di-hidrogênio
Fosfato 
Mono-hidrogênio
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NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica de Lehninger. 7 ed., Porto Alegre: Artmed, 2018.
Manutenção do pH sanguíneo 
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2
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MAGALHÃES, A.C.; OLIVEIRA, R.C.; BUZALAF, M.A.R. Bioquímica Básica e Bucal. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2017.
Saliva
(Tenuta, LMA; Tabchoury, CPM. 2017)
 pH do biofilme dental exposto a carboidratos rapidamente fermentáveis no tempo zero. 
 A rápida queda de pH, atinge o mínimo antes de dez minutos, mas é revertida 
lentamente pela ação de lavagem da saliva, associada ao seu efeito tampão. 
Sem Saliva 
(Tenuta, LMA; Tabchoury, CPM. 2017)
Curva de queda de pH no biofilme dental exposto a 
carboidratos fermentáveis, na ausência de saliva. 
Referências 
• NELSON, D. L.; COX, M. M. Princípios de Bioquímica de 
Lehninger. 7 ed., Porto Alegre: Artmed, 2018.
• MAGALHÃES, A.C.; OLIVEIRA, R.C.; BUZALAF, M.A.R. 
Bioquímica Básica e Bucal. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 
2017.
• MALTZ, M.; TENUTA, L.M.A.; GROISMAN, S.; CURY, J.A. 
Cariologia: conceitos básicos, diagnóstico e tratamento não 
restaurador. Odontologia Essencial- Parte Clínica. Série ABENO. 
São Paulo: Artes Médicas, 2016.
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