A característica mais relevante da solução tampão é o fato de manter seu pH quase inalterado, mesmo que receba a adição de ácido ou base forte. No artigo a seguir iremos explicar com mais detalhes o que é e para que serve essa solução. Vamos conferir?
A solução tampão é uma mistura formada por um ácido ou por uma base inorgânicos fracos e um sal inorgânico com cátion igual à base ou ânion igual ao ácido. O pH dessa solução se mantém praticamente inalterado mediante a adição de uma quantidade de soluções com base ou ácido fortes.
Substâncias chamadas eletrólitos, quando adicionadas à água, sofrem ionização (produção de íons) ou dissociação (liberação de íons). Essa solução é formada por sais e por outro eletrólito que pode ser um ácido ou base fracos.
Pode ser básica ou ácida, essa característica tem relação com o pH (potencial hidrogeniônico). Quando o pH é menor do que 7, o meio é ácido. Se o pH é maior do que 7, o meio é básico.
A Bioquímica é focada no estudo das estruturas (carboidratos, vitaminas, proteínas etc), organização e transformações moleculares pelas quais a célula (metabolismo) passa. Também investiga o meio em que as células estão inseridas. Esses fatores são cruciais para a sobrevivência, crescimento e reprodução de organismos vivos.
Há uma série de reações químicas acontecendo dentro e fora das células. O papel dessas reações é manter o organismo vivo. No entanto, elas acontecem apenas em uma faixa de pH que esteja adequada. Sendo assim, as soluções tampão têm um papel crucial para que o pH do meio intracelular e extracelular.
Existem diferentes soluções tampão num organismo vivo:
– Substâncias constituídas por bicarbonato de sódio e ácido carbônico. Solução tampão encontrada no sangue;
– Com foco na separação do DNA do RNA, há a mistura tris-acetato;
– Soluções tampão enzimáticas que compõem o metabolismo, sendo constituídas de glicina, citrato e histidina.
A solução tampão tem algumas serventias que apresentaremos abaixo.
O sangue é uma importante solução tampão, sendo formado por substâncias como ácido carbônico (H2CO3) e ânion bicarbonato (HCO3–). Outro exemplo de solução tampão com função biológica são os sistemas enzimáticos que estão relacionados com a proteína histidina.
Reações de precipitação que têm produtos que precipitam na forma de sólido devido à variação de pH do meio são soluções tampão. Podemos citar ainda as soluções tampão que ocorrem em pilha ou em eletrólise.
A seguir listamos as funções biotecnológicas das soluções tampão.
A solução tampão que possui substância tris-acetato permite a separação do RNA e do DNA da célula.
É essencial ter uma solução tampão durante a extração e quebra do DNA.
A solução tampão constituída por sal e fosfato tem a função de manter o meio em que as células estão inseridas com condições próximas às do corpo humano.
O sangue possui uma solução tampão chamada bicarbonato. Essa solução é formada por bicarbonato de sódio (NaHCO3) e ácido carbônico (H2CO3). É interessante observar que cada substância tem sua própria equação de ionização, confira a seguir.
Equação 1:
H2CO3 + H2O
HCO3– + H+
Equação 2:
NaHCO3
Na+ + HCO3–
A solução tampão em questão tem um ácido fraco, que é o H2CO3, e um sal, NaHCO3. Essa solução tem caráter levemente básico já que seu pH varia entre 7,35 e 7,45.
Quando os pulmões não conseguem eliminar dióxido de carbono (CO2), fabricado pela respiração celular, ou quando os processos metabólicos produzem mais ácido, tem início a chamada situação de acidez.
Se há mais acidez (concentração de H+ maior) então o equilíbrio 1 é deslocado para a esquerda, originando o H2CO3. O ácido que é instável é então convertido em CO2 e H2O. Tentando corrigir a acidez no sangue, o corpo aumenta a frequência respiratória para eliminar o CO2. Já os rins retêm o bicarbonato para interagir com o excesso de H+.
Se há excesso de base, ocasionado pela hiperventilação pulmonar, se cria a chamada situação de basicidade ou alcalose. Ocorre então a eliminação de mais dióxido de carbono. Essa situação pode ser ocasionada pelo metabolismo em decorrência das mudanças em íons importantes, como o cloreto e o potássio.
O equilíbrio 1 é deslocado para a direita quando há maior basicidade ou alcalose (concentração menor de H+). Assim, ioniza o H2CO3. O corpo reduz a frequência respiratória para eliminar menos CO2 e, assim, os rins liberam mais bicarbonato.
– A solução tampão é formada por um ácido fraco e um sal com mesmo ânion ou então por uma base e um sal que tenham o mesmo cátion.
– A solução tampão ácida ou básica tende a manter seu pH inalterado, ainda que receba um ácido ou uma base forte.
– Quando o pH é menor do que 7, a solução tampão é ácida e quanto tem pH maior do que 7 a solução tampão é básica.
– O objetivo da solução tampão é manter o pH dos meios, intracelular e extracelular, sem variação para que seja possível que aconteçam as reações químicas necessárias para manter a vida.
– As soluções tampão podem ser utilizadas em eletroforese, quebra de DNA, lavagem de células, entre outros.
Apresentamos o que é e para que serve a solução tampão!