PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 11 (1º semestre · 2º dia · Grupo 2) da 2ª etapa da UFG 2009
Em um experimento fisiológico, um estudante tem o pH de seu sangue monitorado continuamente. Inicialmente, o estudante encontra-se em repouso. Durante 50 segundos, ele fica sem respirar e, após esse tempo, permanece em repouso durante 5 minutos. Finalmente, o estudante respira durante 50 segundos em uma frequência duas vezes acima do normal.
a) Explique qual a causa da variação do pH sanguíneo. (2,0 pontos)
b) Esboce um gráfico da variação do pH em função do tempo, de acordo com o experimento descrito no suporte da questão. (3,0 pontos)
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Resolução comentada
Resolução comentada
a) O pH do sangue é controlado principalmente pelo tampão ácido carbônico/bicarbonato, que se relaciona com o CO₂ dissolvido:
O CO₂ produzido no metabolismo é eliminado nos pulmões pela respiração. Quando o estudante para de respirar, o CO₂ se acumula no sangue. O equilíbrio se desloca para a direita, a concentração de \ce{H+} aumenta e o pH diminui (acidose respiratória).
Quando ele respira mais rápido que o normal (hiperventilação), elimina mais CO₂ do que o normal. O equilíbrio se desloca para a esquerda, o \ce{H+} é consumido e o pH aumenta (alcalose respiratória).
Assim, a variação do pH se deve à variação da concentração de CO₂ dissolvido no sangue, que desloca o equilíbrio do tampão.
A variação do pH vem da mudança na concentração de CO₂ no sangue, que desloca o equilíbrio \ce{CO2 + H2O <=> H+ + HCO3-}: sem respirar o pH cai; hiperventilando o pH sobe.
b) O gráfico (pH × tempo) tem quatro etapas:
- Repouso inicial: o pH é constante no valor normal do sangue, cerca de 7{,}4.
- 0 a 50 s, sem respirar: o CO₂ se acumula e o pH diminui, ficando abaixo de 7{,}4.
- 5 minutos de repouso: a respiração normal elimina o excesso de CO₂ e o pH volta gradualmente a cerca de 7{,}4, onde se estabiliza.
- 50 s de respiração com o dobro da frequência: o CO₂ é eliminado em excesso e o pH sobe acima de 7{,}4.
Esboço (pH no eixo vertical, tempo no eixo horizontal):
pH
7,4 ──────╮ ╭────────────╮ ╭╮
│ ╭─╯ │ ╱ ╲
╰╮ ╱ ╰─╯ ╲___ (volta ao normal)
(queda) ╰─╯
| 50 s | 5 min | 50 s |
sem respirar repouso respiração acelerada
Gráfico: pH constante em ≈ 7,4; queda durante os 50 s sem respirar; retorno a ≈ 7,4 nos 5 min de repouso; aumento acima de 7,4 durante os 50 s de respiração acelerada (depois tende a voltar ao normal).
Assuntos: Deslocamento de equilíbrio (Le Chatelier), Hidrólise salina e solução-tampão.
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Fonte: UFG 2ª etapa 2009 · 1º semestre · 2º dia · Grupo 2. Prova oficial ↗