PRÁTICA I - PREPARO E MANUSEIO DE SOLUÇÕES

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO CEARÁ  
CENTRO DE CIÊNCIAS DEPARTAMENTO DE BIOQUÍMICA E BIOLOGIA MOLECULAR  
RELATÓRIO DE AULAS PRÁTICAS DE BIOFÍSICA

PRÁTICA I - PREPARO E MANUSEIO DE SOLUÇÕES (PH E TAMPÕES)

BEATRIZ MARTINS CARNEIRO

FORTALEZA, ABRIL DE 2018

1. INTRODUÇÃO

Os  seres  vivos  são  muito  sensíveis  as  variações  de  pH  em  seu  meio interno. Na espécie humana, o pH do plasma sanguíneo é 7,42, e variações de +- 0,3 unidades de pH trazem consequências graves, levando até mesmo a  morte. (HENEIDE, 2010).  

A expressão pH significa “potencial ou poder do hidrogênio” sendo calculado a partir do logaritmo negativo da concentração do íon hidrogênio: pH = - log [H+]. Outra forma de escrever essa equação é ph = log (1/[H+]). Esta equação diz que o pH é inversamente relacionado com a concentração de H+. Se a concentração de H+ aumenta, o pH diminui (SILVERTHORN, 2010).

O controle físico do pH é feito então, por misturas reguladoras chamadas Tampões. As  soluções tampões  recolhem prótons quando estes estão em excessos e fornece prótons quando estão ausentes, assim, as soluções são formadas por um aceptor  e  um doador   de  prótons. Sendo também importante ressaltar que um sistema tampão não impede as mudanças de pH, mas suaviza essas mudanças, mantendo o pH  mais estável apesar da adição de íons H+ e OH- (HENEIDE, 2010).

1. OBJETIVOS

• Familiarizar o estudante com o emprego da equação de Henderson-Hasselbach e na preparação de soluções (tampões);
• Determinar a capacidade tamponante do tampão acetato, 50 mM, pH 5,2, e comparar com o da água.

1. MATERIAIS E MÉTODOS

• Balança eletrônica
• Béqueres, agitadores, pipetas, ponteiras, espátulas
• Balões volumétricos de 100 mL
• Ácido acético (Mm = 60,05 Da; d = 1,33 g/cm-3; teor = 99,7%, pKa = 4,76)  [usar 666 uL de uma solução 2 N do ácido] e Acetato de sódio trihidratado (Mm = 136,09 D) [usar 499 mg desse reagente]
• Solução de HCl (1,0 e 0,1 N) e NaOH (1,0 e 0,1 N).

A prática foi realizada no  dia  05 de  Abril de 2018, e sua metodologia constitui-se inicialmente com o preparo de  uma  solução  de  100mL  de  tampão  acetato  de sódio (50mM, pH  5,2).  Para  tal,  a   quantidade  necessária  do  aceptor  e  doador  de prótons  foram  calculadas  utilizando-se  a  Equação  de   Henderson-Hasselbalch. A seguir, a quantidade  de   acetato  de  sódio e ácido acético foram pesados e aferidos utilizando a  balança eletrônica. A massa de 499 mg de acetato de  sódio foi solubilizada inicialmete em 70mL de água destilada com o auxílio de uma barra em um béquer. Em seguida, foram adicionados  666µL de uma solução de ácido acético  de 2N  com  o auxílio de uma pipeta automática. Em uma proveta  o  volume da solução foi ajustado para 90mL com água destilada. Por fim, o pH da  solução, que inicialmente foi de  4,6, foi ajustado para 5,2 com a adição apenas de  uma solução de NaOH 1N e  auxílio de um pHmetro. A solução foi  transferida para  um  balão volumétrico e seu volume foi  aferido até 100mL.

Posteriormente foi   realizada  a titulação de  água destilada  e da solução tampão de acetato de sódio  pH 5,2. Foram utilizados dois béqueres, no primeiro béquer foi adicionado os 100mL da solução tampão e no segundo, 100mL de  água destilada. Primeiro a titulação foi realizada na água destilada, onde foi mergulhada a barra magnética e colocada sobre agitação suave. O pH inicial foi medido e marcado o tempo zero. Em seguida, foram adicionadas 6 alíquotas de 0,250mL de HCl 1N, uma por vez com intervalo de 15 segundos, sendo o  pH aferido e anotado após cada adição de  HCl como demostrado na tabela 1. O mesmo procedimento foi realizado na titulação da solução tampão.

1. RESULTADOS

O experimento foi iniciado com pH inicial da solução tampão e da água de 5,2 e 4,9, respectivamente.

Tabela 1: Valores das medições das variações do pH na solução tampão e na água após a adição de 0,250 mL de HCl 1N.

Medições	pH Água	pH Tampão	Volume adicionado de HCl 1N (mL)
0	4,9	5,2	0,250
1	2,7	5,07	0,250
2	2,3	4,94	0,250
3	2,1	4,89	0,250
4	2,0	4,69	0,250
5	1,99	4,57	0,250
6	1,94	4,47	-

Figura 1: Curva de titulação de pH da água e solução tampão após a adição das aliquotas de HCl.[pic 2]

1. DISCUSSÃO

• O que é uma solução tampão e que componentes ela deve ter?

Uma  solução  tampão é  uma  solução composta por substâncias capazes de mini mizar alterações de pH motivados pela adição de ácidos e bases adicionados a ela  ou  no meio onde ela se encontra. ( OLIVEIRA  et al.,  2002). Portanto, uma solução tampão deve conter um doador de próton e um aceptor de prótons (HENEIDE, 2010).  

• Por que foram usados 666 uL de uma solução 2N do ácido acético e 499 mg do acetato de sódio (calcule para chegar a esses valores);

Equação Henderson-Hasselbalch: ph = pka + log [aceptor]/[doador]

5,2 = 4,6 + log [aceptor]/[doador]

log = [aceptor]/[doador] = 0,44

[aceptor]/[doador] = 2,75

[aceptor] = 2,75[doador]

1.  [aceptor] + [doador] = 50mM

2,75[doador] +[doador] = 50mM

[doador] = 50/3,75

[doador] = 13,33mM

1. [aceptor] = 2,75*13,33

[aceptor] = 36,67mM

1. Cálculo para aceptor de prótons (Acetato de Sódio)

IM – 136,09g – 1000ml

36,67*10-3M - xg -1000ml

x = 4,99g

4,99g – 1000ml

yg – 100ml

y = 0,499g ou 499mg

        Cálculo para doador de prótons (Ácido Acético, 2M)

C1*V1 = C2*V2

2M*V1 = 13,33*10-3M*105  μL

V1 = 666 μL

• O que significa pKa = 4,76 (ácido acético) e porque precisamos dele para saber as quantidades de doador e aceptor de prótons a serem usadas?;

O pKa é o valor do pH no qual a concentração de aceptor é igual do doador de prótons. É o pH ideal para ser feito o tampão. O pKa também é uma das variéveis da equação de Henderson-Hasselbach, permitindo encontrar a proporção exata dos constituintes para obtenção do pH desejado e também possibilitar a estimação das variações de pH do tampão, quanto a adição de H+ ou de OH-.