Ph e tampões

UNIVERSIDADE ESTADUAL DE PONTA GROSSA

SETOR DE CIÊNCIAS BIOLÓGICAS

DEPARTAMENTO DE BIOLOGIA

CAROLINE DIAS ROSA

GABRIEL MARRA

RENATA LEMOS

WILLI NETTO

pH E TAMPÕES

PONTA GROSSA

2014

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1 RESULTADOS

1.1 Titulação do ácido acético

        A titulação potenciométrica de um ácido fraco (no caso desse experimento, ácido acético), pode ser realizada através de um experimento no qual é adicionado 25 mL de hidróxido de sódio (NaOH 0,1 mol.L-1) lentamente em um béquer contendo 20 mL de ácido acético (CH3COOH 0,1 mol.L-1). O NaOH será adicionado com a ajuda da bureta, de 0,5 mL em 0,5 mL. Para medir o aumento ou diminuição do pH, será utilizado um pHmetro localizado no béquer com ácido acético. A titulação do ácido acético pode ser descrita pela reação: CH3COOH + NaOH ⇔ CH3COO-NA+ + H2O. Durante o experimentos os valores de pH obtidos foram anotados e posteriormente colocados em um gráfico. O pKa do ácido acético encontrado foi 4,38, valor muito próximo do teórico de 4,76. A significância do valor do pKa e as comparações com os valores teóricos serão discutidos na página X (Discussões). Segue-se abaixo o gráfico 1 dos valores obtidos para titulação do ácido acético.

GRÁFICO 1 – Curva de titulação do ácido acético obtido experimentalmente, com o pKa de 4,38.

[pic 1]

Fonte: Os autores.

1.2 Titulação do aminoácido glicina

        Para realização da titulação da glicina foi utilizado 25 mL de hidróxido de sódio (NaOH 0,1 mol.L-1) e 20 mL de glicina adicionada à 1 mL de HCl. O protocolo seguido para realização é parecido com a titulação do ácido acético, o NaOH é adicionado ao béquer com glicina lentamente a cada 0,5 mL com a ajuda da bureta. Os valores de pH são medidos e anotados para construção do gráfico. Serão discutidos posteriormente os valores obtidos experimentalmente em comparação com os valores experimentais, na página X (Discussões).

GRÁFICO 2 – Curva de titulação do aminoácido glicina.

[pic 2]

Fonte: Os autores.

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2 DISCUSSÕES

2.1 Sobre a titulação do ácido acético

A titulação ácido-base está envolvida na adição ou remoção gradual de prótons de um sistema, alterando assim o pH da reação de acordo com a liberação ou remoção de prótons.  O pH pode ser definido como a concentração de H+ livre na solução, ou seja, se essa concentração for alta, o pH vai ser baixo, e se a concentração for baixa o pH vai ser alto. Cada ácido apresenta uma característica para a perda de prótons em uma solução aquosa, se a tendência do ácido de perder seu próton for grande, esse ácido é forte. Já um ácido fraco terá uma tendência menor para perda de prótons. Uma das constantes obtidas através da titulação do ácido acético é o pKa, constante utilizada para determinar o ponto no qual o ácido se apresenta 50% desprotonados e 50% protonados gerando uma relação de 1:1. O pKa pode ser calculado através do gráfico de titulação, utilizando uma média aritmética do maior valor e menor valor que formam o platô (zona de tamponamento). Pode-se observar que o platô formado no Gráfico 1, entre os valores 3,56 e 5,63 de pH não é constante possuindo uma sutil mudança crescente de valores. O objetivo a solução tampão é justamente esse, resistir a mudanças bruscas de pH. Conclui-se então que ação tamponante dessa solução é efetiva entre o pH 3,56 e 5,63, tendo sua máxima efetividade no pH valor  4,38.

        Ao compararmos a curva do gráfico de titulação do ácido acético obtida experimentalmente com a apresentada pela literatura em Princípios de Bioquímica, observa-se um resultado satisfatório tanto graficamente quanto ao valor de pKa. Teoricamente o ácido acético apresenta seu valor de pKa em aproximadamente 4,76 (LEHNINGER, 2006). O valor do pKa obtido no experimento em questão foi de 4,38. Para titulação ser realizada e o gráfico construído, o valor do pH era medido a cada 0,5 mL de NaOH adicionado no CH3COOH. Alguns erros podem ter ocorrido durante a titulação para justificar que a curva apresente alguns pontos diferentes da curva constatada na literatura, ao exemplo temos erros humanos tais como; analise errônea do menisco na bureta, não esperar o suficiente a leitura do pH pelo pHmetro e a montagem incorreta dos equipamentos.

2.2 Sobre a titulação do aminoácido glicina

A glicina é um aminoácido apolar e alifático presente no grupo dos 20 aminoácidos comuns do organismo, sua estrutura é a mais simples e a cadeia lateral muito pequena não apresenta contribuição real para as interações hidrofóbicas. A titulação da glicina apresenta uma curva característica com dois platôs, tais quais representam os dois estágios presentes nesse tipo de titulação de um aminoácido, sendo que cada estágio é especificamente a desprotonização dos dois grupos contidos na glicina: o Ácido Carboxílico (COOH) e o agrupamento Amina.  O primeiro platô que representa o Ácido Carboxílico, apresentou sua zona de tamponamento  entre os valores de pH de 1,91 a 3,42, resultando em um pKa de 2,6. Já o segundo platô que representa o agrupamento Amina, apresentou sua zona de tamponamento entre os valores de pH 8 a 11,35, resultando em um pKa de 9,6. Para compreensão do Gráfico 2, observou-se primeiramente que em pH 0 não houve alterações, pois os dois grupos estavam 100% protonados. Logo após adicionar NaOH, a curva de titulação se iniciou, e o ácido carboxílico começou a desprotonar - ele foi o primeiro a desprotonar devido a seu baixo pKa, sendo um ácido forte. Em pH 2,6 (corresponde ao pKa calculado) observou-se o Acido Carboxílico 50% protonado e 50% desprotonado. Vale ressaltar que a desprotonação do agrupamento Amina ainda não havia começado devido ao NH3 apresentar um valor de pKa maior do que o valor do COOH, sendo assim mais fraca e tendo um processo de desprotonação mais lento. Entre os dois platôs, há um ponto de transição no qual as cargas elétricas da glicina se anulam formando o Ponto Isoelétrico (P.I). No experimento o P.I foi observado em pH 6,1 (valor de pH calculado com a média aritmética entre os valores dos pKa 2,6 e 9,6). Nesse estágio o Acido Carboxílico apresentou-se 100% desprotonado e o agrupamento Amina 100% protonado. Também podemos definir o aminoácido nesse estagio especifico como Zwitterion onde ele tem tanto cara ter básico quanto acido. Em seguida iniciou-se a desprotonação do agrupamento Amina, onde em pH 9,6 observou-o 50% protonado e 50% desprotonado. E por fim em pH 14, observou-se ambos os grupos 100% desprotonados.