O que é pH, ácido, base, pKa? — Biologia

Definição 8.7 Biologia universitária — 1.º ano · Capítulo 8 — A água e as pequenas biomoléculas

A água se dissocia ligeiramente, $\mathrm{H_2O} \rightleftharpoons \mathrm{H^+} + \mathrm{OH^-}$ , com $[\mathrm{H^+}][\mathrm{OH^-}] = K_w = 10^{-14}\,\mathrm{mol}^{2}/\mathrm{L}^{2}$ a $25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ . O pH é $-\log_{10}[\mathrm{H^+}]$ : 7 para água pura, menor para os ácidos, maior para as bases. Um ácido $\mathrm{HA}$ libera um próton, $\mathrm{HA} \rightleftharpoons \mathrm{H^+} + \mathrm{A^-}$ , com constante de dissociação $K_a = [\mathrm{H^+}][\mathrm{A^-}]/[\mathrm{HA}]$ e p $K_a$ $= -\log_{10}K_a$ ; a base conjugada dele, $\mathrm{A^-}$ , aceita um. Um ácido forte (HCl) está totalmente dissociado; os ácidos da célula (ácidos carboxílicos, fosfatos, amônio) são fracos, com p $K_a$ entre 2 e 10.

Exemplos

Exemplo 8.6 (Fundir uma dupla-hélice)

As duas fitas do DNA são presas por duas ou três ligações de hidrogênio por par de bases, mais o empilhamento (van der Waals) dos pares vizinhos; um único par se separaria de imediato, mas mil pares enfileirados seguram até a temperatura chegar a cerca de $90\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ , e se reúnem, exatamente no mesmo registro, quando ela baixa (Capítulo 11). Específico, forte pelo número, reversível.

Exemplo 8.11 (O sangue)

O sangue arterial contém $24\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ de bicarbonato e $\mathrm{CO_2}$ dissolvido a $1.2\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ (fixado pelos pulmões): $\mathrm{pH} = 6.1 + \log(24/1.2) = 6.1 + 1.30 = 7.4$ . Acrescentar $5\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ de ácido converte $5\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ de bicarbonato em $\mathrm{CO_2}$ ; se os pulmões expelirem esse $\mathrm{CO_2}$ e mantiverem o valor dissolvido, o pH passa a $6.1 + \log(19/1.2) = 7.30$ ; num frasco fechado o $\mathrm{CO_2}$ subiria a $6.2\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ e o pH cairia a $6.1 + \log(19/6.2) = 6.59$ . Os pulmões fazem a diferença.

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Exemplos

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