Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

3.12: Кислоти та основи

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    5585

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    Небезпека! Акумуляторна кислота!

    Ви, напевно, знаєте, що такі автомобільні акумулятори містять небезпечні хімічні речовини, такі як сильні кислоти. Сильні кислоти можуть нашкодити вам, якщо вони контактують з вашою шкірою або очима. Тому вас може здивувати, дізнавшись, що ваше життя залежить від кислот. У вашому тілі багато кислот, і деякі з них настільки ж сильні, як акумуляторна кислота. Кислоти необхідні для травлення і деяких форм вироблення енергії. Гени складаються з нуклеїнових кислот, білків амінокислот, ліпідів жирних кислот.

    Автомобільний акумулятор
    Малюнок\(\PageIndex{1}\): Автомобільний акумулятор

    Вода і рішення

    Такі кислоти, як акумуляторна кислота, є розчинами. Розчин являє собою суміш двох і більше речовин, яка має однаковий склад на всьому протязі. Багато розчини являють собою суміш води і деякого іншого речовини. Не всі розчини є кислотами. Деякі є основами, а деякі не є ні кислотами, ні підставами. Щоб розібратися в кислотах і підставах, потрібно знати більше про чисту воду.

    У чистій воді (наприклад, дистильованій воді) крихітна частка молекул води природним чином розпадається з утворенням іонів. Іон - це електрично заряджений атом або молекула. Розбивка води представлена хімічним рівнянням:

    \[\mathrm{2H_2O \rightarrow H_3O^+ + OH^-} \]

    Продукти цієї реакції - іон гідронію (H 3 O +) і гідроксидний іон (ОН -). Гідроксид-іон, який має негативний заряд, утворюється, коли молекула води віддає позитивно заряджений іон водню (Н +). Іон гідронію, який має позитивний заряд, утворюється, коли інша молекула води приймає іон водню.

    Кислотність і рН

    Концентрація іонів гідронію в розчині відома як кислотність. У чистій воді концентрація іонів гідронію дуже низька; лише близько 1 з 10 мільйонів молекул води природним чином розпадається, утворюючи іон гідронію. В результаті чиста вода по суті нейтральна. Кислотність вимірюється за шкалою, яка називається pH. Чиста вода має рН 7, тому точка нейтральності за шкалою рН дорівнює 7.

    Шкала рН
    Малюнок\(\PageIndex{2}\): Ця шкала pH показує кислотність багатьох поширених речовин. Чим нижче значення рН, тим більш кислим є речовина.

    Приклади рН

    • Очисник зливу рідини має рН = 14
    • Відбілювачі, очищувач духовки, луг мають рН = 13,5
    • Розчин аміаку має рН = 10,5 - 11,5
    • Харчова сода має рН = 9,5
    • Морська вода має рН = 8
    • Кров має рН = 7,4
    • Молоко, сеча, слина мають рН = 6,3 - 6,6
    • Чорна кава має рН = 5
    • Грейпфрутовий сік, газована вода, томатний сік мають рН = 2,5 - 3,5
    • Лимонний сік, оцет мають рН = 2
    • Кислота рідкого тесту, соляна кислота мають рН = 0

    Кислоти

    Якщо розчин має більш високу концентрацію іонів гідронію, ніж чиста вода, він має рН нижче 7. Розчин з рН нижче 7 називається кислотою. Зі збільшенням концентрації іонів гідронію значення рН зменшується. Тому чим кислотніше розчин, тим нижче його значення рН. Ви коли-небудь пробували оцет? Як і інші кислоти, на смак він кислий. Більш сильні кислоти можуть бути шкідливими для організмів. Наприклад, шлункова кислота їла б через шлунок, якби вона не була вистелена шаром слизу. Сильні кислоти також можуть пошкодити матеріали, навіть тверді матеріали, такі як скло.

    Основи

    Якщо розчин має меншу концентрацію іонів гідронію, ніж чиста вода, він має рН вище 7. Розчин з рН вище 7 називають базовим. Основи, такі як харчова сода, мають гіркий смак. Як і сильні кислоти, міцні основи можуть завдати шкоди організмам і пошкоджувати матеріали. Наприклад, луг може обпалити шкіру, а відбілювач - прибрати колір з одягу.

    Кислоти, основи та ферменти

    Багато кислот і підстав в живих істотах забезпечують рН, необхідний ферментам. Ферменти - це біологічні каталізатори, які повинні ефективно працювати для протікання біохімічних реакцій. Більшість ферментів можуть виконувати свою роботу тільки при певному рівні кислотності. Клітини виділяють кислоти та основи для підтримки належного рН, щоб ферменти робили свою роботу.

    Кожен раз, коли ви перетравлюєте їжу, кислоти і основи працюють у вашій травній системі. Розглянемо фермент пепсин, який допомагає розщеплювати білки в шлунку. Пепсин потребує кислого середовища, щоб виконати свою роботу. Шлунок виділяє сильну кислоту, звану соляною кислотою, яка дозволяє пепсину працювати. При попаданні вмісту шлунка в тонкий кишечник кислоту необхідно нейтралізувати. Це пояснюється тим, що ферменти в тонкому кишечнику потребують основного середовища для роботи. Орган, який називається підшлунковою залозою, виділяє основу під назвою бікарбонат в тонку кишку, і ця основа нейтралізує кислоту.

    Характеристика: Моє людське тіло

    У вас коли-небудь печія? Відповідь, ймовірно, «так». Більше 60 мільйонів американців мають печію хоча б раз на місяць, і понад 15 мільйонів страждають від неї щодня. Знання більше про печію може допомогти вам запобігти її або знати, коли прийшов час звернутися за медичним лікуванням.

    Печія не має нічого спільного з серцем, але вона викликає відчуття печіння поблизу цього органу. Зазвичай кислота, що виділяється в шлунок, залишається в шлунку, де це необхідно, щоб пепсин міг виконувати свою роботу з перетравлення білків. Довга трубка під назвою стравохід переносить їжу з рота в шлунок. Сфінктер, або клапан, між стравоходом і шлунком, відкривається, щоб проковтнута їжа потрапила в шлунок, а потім закривається, щоб запобігти потраплянню вмісту шлунка назад в стравохід. Якщо цей сфінктер слабкий або неналежним чином розслабляється, вміст шлунка надходить в стравохід. Оскільки вміст шлунка зазвичай кислий, це викликає відчуття печіння, відоме як печія. Люди, схильні до печії і страждають від неї часто можуть бути діагностовані ГЕРХ, що розшифровується як гастроезофагеальна рефлюксна хвороба.

    ГЕРХ - а також випадкові печії - часто можуть бути поліпшені дієтичними та іншими змінами способу життя, які зменшують кількість і кислотність рефлюксу з шлунка в стравохід.

    • Деякі продукти та напої, здається, сприяють ГЕРХ, тому їх слід уникати. До них відносять шоколад, жирну їжу, м'яту перцеву, каву, алкогольні напої.
    • Зменшення розміру порції та вживання останнього прийому їжі протягом дня принаймні за пару годин до сну може зменшити ризик виникнення рефлюксу.
    • Куріння, як правило, послаблює нижній сфінктер стравоходу, тому відмова від звички може допомогти контролювати рефлюкс.
    • ГЕРХ часто асоціюється з надмірною вагою, і втрата ваги часто приносить поліпшення.
    • Деяким людям допомагає спати з піднятим узголів'ям ліжка. Це дозволяє гравітації допомогти контролювати зворотний потік кислот в стравохід зі шлунка.

    Рецензія

    1. Яке рішення?
    2. Визначте кислотність.
    3. Поясніть, як вимірюється кислотність.
    4. Порівняйте і контрастні кислоти і основи.
    5. Соляна кислота виділяється шлунком для забезпечення кислого середовища для ферменту пепсину. Який рН цієї кислоти? Наскільки сильна кислота в порівнянні з іншими кислотами?
    6. Правда чи брехня. Міцні основи ніжні і не можуть зашкодити вам, на відміну від сильних кислот.
    7. Правда чи брехня. Чим нижче рН, тим вище концентрація іонів водню.
    8. Визначте іон.
    9. Визначте іони в наступному рівнянні та поясніть, чому вони є іонами:
      \[\mathrm{2H_2O \rightarrow H_3O^+ + OH^-} \]
    10. Поясніть, чому підшлункова залоза виділяє бікарбонат в тонкий кишечник.
    11. Як ви думаєте, пепсин буде працювати в тонкому кишечнику? Чому чи чому ні?
    12. Як рН шлунка порівнюється з тонким кишечником? Це
      1. так само, як
      2. не так важливо, як рН
      3. вище, ніж
      4. нижче, ніж
    13. Можливо, ви змішали оцет і харчову соду і помітили, що вони пузириться і реагують один з одним.
      1. Поясніть, чому так відбувається.
      2. Поясніть, що відбувається з рН цього розчину після того, як ви змішаєте оцет і харчову соду.
    14. Гормони вагітності можуть викликати розслаблення нижнього сфінктера стравоходу. Як ви думаєте, який вплив це має на вагітних? Поясніть свою відповідь.

    Дізнатися більше

    https://bio.libretexts.org/link?17005#Explore_More

    Перегляньте відео нижче, щоб дізнатися більше про кислоти, основи та рН.

    Атрибуції

    1. Акумулятор від dave_7, ліцензований CC BY 2.0 через Вікісховище
    2. Шкала рН від OpenStax College, ліцензована CC BY 3.0 через Вікісховище
    3. Текст адаптований з біології людини CK-12 ліцензований CC BY-NC 3.0