1.8: рН

Last updated

Oct 24, 2022
Save as PDF
- 1.7: Молекулярна маса та моль
- Блок 2: Молекули життя

$\newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} }$

$\newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\id}{\mathrm{id}}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

$\newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}$

$\newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}$

$\newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}$

$\newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}$

$\newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}$

$\newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}$

$\newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}$

$\newcommand{\Span}{\mathrm{span}}$

рН - міра концентрації іонів водню (= Н ⁺) (= протони) в розчині. Чисельно це негативний логарифм тієї концентрації, що виражається в молі на літр (М).

Чиста вода мимовільно дисоціює на іони, утворюючи 10 ^-7 М розчин Н ⁺ (і ОН ^-). Негативний у цього логарифма дорівнює 7, тому рН чистої води дорівнює 7.

альт

Розчини з більш високою концентрацією Н ⁺, ніж зустрічається в чистій воді, мають значення рН нижче 7 і є кислими. Розчини, що містять молекули або іони, які знижують концентрацію Н ⁺ нижче концентрації чистої води, мають значення рН вище 7 і є основними або лужними.

Чи важливий рН? Так!

Властивості більшості білків, ферментів наприклад, чутливі до рН.

Як рН падає,

Н ⁺ зв'язуються з карбоксильними групами (COO ^-) аспарагінової кислоти (Asp) і глутамінової кислоти (Glu), нейтралізуючи їх негативний заряд, і
Н ⁺ зв'язуються з незайнятою парою електронів на атомі N аміно (NH ₂) груп лізину (Lys) і аргініну (Arg), надаючи їм позитивний заряд.

Результат: змінюється не тільки чистий заряд на молекулі (він стає більш позитивним), але багато можливостей, які мають його групи R для іонних взаємодій з іншими молекулами та іонами, змінюються.

Коли рН підвищується,

Н ⁺ видаляються з СООН груп Асп і Глу, даючи їм негативний заряд (COO ^-), і
H ⁺ видаляються з NH ₃ ⁺ груп Lys і Arg, знімаючи їх позитивний заряд.

Результат: Знову змінюється чистий заряд на молекулі (він стає більш негативним), і знову ж таки, багато можливостей, які мають її R групи для іонних взаємодій з іншими молекулами або іонами, змінюються.

РН цитозолю всередині клітини людини становить близько 7,4. АЛЕ, це значення маскує відмінності рН, які знаходяться в різних відділеннях всередині клітини. Наприклад,

Внутрішня частина лізосом набагато більш кисла (настільки ж низька, як pH 4), ніж цитозол, і ферменти всередині працюють найкраще при цих низьких значеннях рН.
Диференціал рН, створений в хлоропластах енергією сонця, задіюється для синтезу АТФ, який, в свою чергу, забезпечує синтез їжі.
Диференціал рН, створений в мітохондріях під час дихання їжі, запряжений до синтезу АТФ, який, в свою чергу, забезпечує більшу частину енергоємної діяльності клітини, таких як локомоція та біосинтез клітинних компонентів.