Question

A solução tampão é constituída por um par ácido base conjugados, sendo que o ácido possui um valor de pKa superior ao da base conjugada.

Answer 1

Explicação:

Algumas vezes você sentiu uma sensação ruim no estômago, como se tivesse engolido um braseiro? Ao ler o texto "Remédios com bases neutralizam a acidez no estômago" você compreenderá que esse braseiro é causado por um excesso de ácido em seu estômago. Além dessa explicação, o texto mostra como esse mal-estar pode ser curado: o ácido clorídrico (HCl) presente no estômago reage com o antiácido bicarbonato de sódio (NaHCO3), formando ácido carbônico. Essa reação é representada pela equação global:

A explicação fornecida pelo texto foi a respeito das reações de neutralização. Mas podemos entender esse fenômeno a partir das reações que ocorrem em equilíbrio, pois vimos no texto "Ácidos-bases - Constante (k) de equilíbrio dos ácidos e bases e sua relação com a força desses compostos" uma explicação sobre o equilíbrio ácido-base.

De qualquer forma, para entender melhor como um antiácido age em relação à acidez do estômago, precisamos saber o que é efeito tampão, ou o que é um tampão.

Um tampão, normalmente, é uma solução que contém um par ácido-base conjugado fraco, que resiste consideravelmente à variação de pH quando pequenas quantidades fortes de ácido ou de base são adicionadas a essa solução.

Sabendo-se que todo ácido fraco ou base fraca possui seus respectivos pares conjugados e, ainda, que um ácido fraco tem sua base conjugada forte e uma base fraca tem seu ácido conjugado forte, veja o esquema no caso dos ácidos:

Considerando o ácido acético, que em presença de água se ioniza, como segue:

Em termos qualitativos, significa dizer que nessa solução teremos mais ácido não ionizado (CH3CO2H) do que sua base conjugada (CH3CO2-, íon acetato), pois ela está quase toda "presa" (Ka = 1,3 x 10-5) ao hidrogênio. Para se formar uma solução tampão é necessário que adicionemos íons acetato na forma de um sal, tal como o acetato de sódio, para que as quantidades do ácido acético e da base conjugada sejam próximas.

Agora, o que acontecerá se adicionarmos íons OH-(aq) a uma solução tampão contendo o par ácido-base conjugado fraco CH3CO2H/CH3CO2-? A base OH- reage com o ácido CH3CO2H, formando o CH3CO2-. Vejamos:

Então, toda quantidade adicionada de OH- será consumida na reação com o CH3CO2H. Analogamente, todo íon hidrônio (H3O+) adicionado à solução reage com a base conjugada, CH3CO2-:

Imaginando a reação do íon OH- consumindo o acido acético, logo poderíamos prever que o pH da solução aumentaria com adição de OH-, porém isso não ocorre dessa forma. O que realmente temos é uma compensação do consumo do ácido acético pela reação de hidrólise da base conjugada do acido acético (íons acetato, CH3CO2-), formando ácido acético (CH3CO2H). Assim como a solução contará com o ácido, o pH dela tende a se alterar muito pouco:

Agora, caso a adição de OH- continue, o pH da solução tenderá a aumentar, pois todo o ácido será consumido, mesmo o formado a partir da base conjugada. O efeito de tamponamento resiste à variação de pH devido ao fato de as concentrações de ácido fraco e sua base conjugada serem próximas.

Então, entendamos que a acidez do estômago é combatida com um sal contendo ânion de um ácido fraco - por exemplo, o hidrogenocarbonato (HCO3-), popularmente conhecido como bicarbonato. Essa base conjugada de ácido fraco provoca um efeito tampão dentro do estômago, de forma que o pH esteja e permaneça na faixa normal do estômago, mesmo com alterações naturais do sistema digestivo.

Se fosse usada uma substância básica, isso poderia provocar variações muito bruscas de pH no sistema digestivo, podendo até mesmo resultar em queimaduras internas, já que o estômago e outras partes do sistema digestivo não estão acostumados a pHs elevados.