Dica do autor: A molécula de água é anfiprótica, ou seja, pode agir tanto como ácido (doadora de prótons) quanto como base (aceitadora de prótons). Em soluções aquosas puras ou diluídas, ocorre um processo natural e reversível chamado autoionização da água, no qual duas moléculas de H₂O interagem: uma doa um próton (H⁺), tornando-se uma hidroxila (OH⁻), e a outra aceita esse próton, tornando-se um íon hidroxônio (H₃O⁺). No entanto, por convenção simplificada, a equação da autoionização é frequentemente representada como:

H₂O ⇌ H⁺ + OH⁻

Esse equilíbrio é fundamental na bioquímica e fisiologia, pois define o pH da água pura (pH = 7) e é a base do entendimento ácido-base no organismo. A concentração dos íons H⁺ e OH⁻ é extremamente baixa em água pura (10⁻⁷ mol/L cada, a 25°C), mas tem papel essencial no controle do meio intracelular e extracelular.

Alternativa A – INCORRETA: A dissociação da água em H₂ e O₂ não é uma reação espontânea nem ocorre em condições fisiológicas. Essa equação representa uma reação de eletrólise, não a autoionização.

Alternativa B – CORRETA: Esta equação representa corretamente a autoionização da água. Uma molécula dá origem a OH⁻ ao doar um próton (H⁺), e o H⁺ gerado pode ser assumido livre ou como parte do H₃O⁺, dependendo do grau de detalhamento. É a forma mais comum de apresentar esse processo em bioquímica e fisiologia.

Alternativa C – INCORRETA: Essa equação está quimicamente incorreta e não representa uma reação observável em soluções aquosas. A formação de íons O²⁻ e dois H⁺ não ocorre na água nessas condições.

Alternativa D – INCORRETA: A produção de gás hidrogênio (H₂) a partir da água requer uma reação redox com fornecimento de energia (como eletrólise). Não se trata de um equilíbrio ácido-base.

Alternativa E – INCORRETA: Essa equação contém o íon O⁻, que não é estável em soluções aquosas. Além disso, a presença de H₃O⁺ na equação não é incorreta por si só, mas o parceiro de reação está quimicamente incorreto.

Resposta correta: Alternativa B.

Referências:

NELSON, David L.; COX, Michael M. Lehninger: princípios de bioquímica. 8. ed. Porto Alegre: Artmed, 2021.

RODAWALD, Victor W.; RODWELL, Victor W. Bioquímica ilustrada de Harper. 31. ed. Porto Alegre: AMGH, 2021.

DEVLIN, Thomas M. Bioquímica: manual do estudante. 8. ed. Porto Alegre: Artmed, 2022