Por John Brennan
Atualizado em 30 de agosto de 2022
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Quando um ácido de Bronsted se dissolve em água, ele libera íons de hidrogênio (H⁺), aumentando a concentração de íons de hidrogênio da solução. Os químicos expressam esta concentração como pH:quanto menor o valor do pH, maior a densidade dos íons de hidrogênio. A escala de pH varia de 0 (fortemente ácido) a 14 (fortemente alcalino), sendo 7 representando neutralidade. No corpo humano, a regulação precisa do pH é essencial para numerosos processos fisiológicos.
TL;DR
Os íons de hidrogênio são os blocos de construção da escala de pH, que vai de 0 a 14. Em soluções aquosas, o H⁺ livre liga-se rapidamente à água para formar hidrônio (H₃O⁺). O corpo mantém o pH para preservar a estrutura das proteínas, impulsionar as reações digestivas e regular o transporte de oxigênio no sangue.
A escala de pH explicada
Na água, não existem íons de hidrogênio isolados; eles se associam imediatamente ao H₂O para criar íons hidrônio (H₃O⁺). Conseqüentemente, o pH reflete a concentração de hidrônio em vez de H⁺ livre. Um pH de 7 denota uma concentração igual de íons H⁺ e hidróxido (OH⁻), enquanto valores de pH próximos de 0 indicam uma alta concentração de íons hidrogênio e valores de pH próximos de 14 indicam uma concentração baixa.
Proteínas e sua dependência do pH
As proteínas dependem de ligações de hidrogénio entre aminoácidos para manter a sua forma tridimensional. Variações na concentração de íons hidrogênio podem alterar essas ligações, fazendo com que as proteínas se dobrem incorretamente ou percam função. Para evitar tais interrupções, as células empregam sistemas tampão e controle de pH compartimentado. Por exemplo, os lisossomos mantêm um pH baixo para facilitar a degradação dos resíduos celulares.
Ácido estomacal e digestão
As células parietais que revestem o estômago secretam H⁺ e Cl⁻, que se combinam para formar ácido clorídrico (HCl). Este ácido reduz o pH gástrico para cerca de 1–2, matando as bactérias ingeridas e ativando a enzima pepsina. A atividade ideal da pepsina requer um ambiente específico de íons de hidrogênio, permitindo que ela decomponha as proteínas da dieta em peptídeos. Quando o quimo sai do estômago, o bicarbonato pancreático neutraliza o ácido, protegendo a mucosa intestinal.
PH do sangue e regulação respiratória
O pH do sangue é mantido firmemente entre 7,2 e 7,4. A respiração celular produz CO₂, que reage com a água para gerar ácido carbônico, elevando ligeiramente a concentração de íons hidrogênio. Essa modesta acidez faz com que a hemoglobina libere oxigênio para os tecidos. A hemoglobina então se liga ao CO₂ e H⁺ para transporte de volta aos pulmões, onde níveis mais baixos de CO₂ conduzem a difusão para fora do sangue, aumentando o pH do sangue e aumentando a captação de oxigênio.
Ao compreender como os iões de hidrogénio influenciam o pH, obtemos uma visão sobre o delicado equilíbrio que sustenta a vida.
