Conţinut
Toată viața de pe planetă este alcătuită din patru substanțe chimice de bază; carbohidrați, lipide, proteine și acizi nucleici. La bază, toate aceste patru molecule conțin carbon și hidrogen și fac parte dintr-o ramură a științei numită biochimie care amestecă biologia și chimia organică. În timp ce cele patru categorii prezintă unele asemănări, includerea diferitelor grupuri de atomi, numite grupuri funcționale, schimbă complet funcția substanței chimice. În timp ce multe dintre aceste grupări funcționale nu au efect asupra pH-ului, unele dintre aceste grupuri funcționale pot schimba pH-ul fluidelor dintr-un organism. Menținerea pH-ului este vitală pentru o stare de bine a organismelor, de aceea este important să știm cum interacționează aceste grupuri funcționale.
Definiția acizilor și a bazelor
Acizii și bazele sunt părți opuse ale unei scări de alunecare cunoscute sub denumirea de pH. Scala de pH măsoară cantitatea de ioni de hidrogen pozitivi, de acum înainte H +, care se află într-o soluție în raport cu cantitatea de ioni de hidroxid, marcați OH-. Punctul mijlociu al scării este pH7 și la pH 7, cantitatea de ioni H + și OH-ioni sunt în echilibru complet. Scala totală a pH-ului variază între zero și paisprezece ani. Orice lucru care adaugă ioni H + la soluție se numește acid și mută pH-ul mai mic. Prin urmare, orice pH cuprins între 0-6.9 este considerat acid. Orice lucru care donează soluția OH sau leagă ionii H + este considerat o bază și crește pH-ul făcând pH 7,1 - 14 de bază. Cu cât este mai mare trecerea de la 7 a pH-ului, cu atât o substanță poate fi mai dăunătoare în ambele direcții. Acidul stomacal este de pH 2, care este un acid extrem de puternic, iar lizul este o bază extrem de puternică pentru referință.
Grupuri funcționale neacide
Majoritatea grupurilor funcționale nu au efect asupra acidității moleculei. Cetona nu are hidrogeni pentru a dona în soluție sau locuri pentru a accepta hidrogen. Hidroxilul, care este pur și simplu un OH atașat la moleculă, ar putea să-și piardă hidrogenul, făcându-l acid, dar nu așa interacționează în mod normal molecula. O aldehidă are un hidrogen de pierdut, dar este conectată la o moleculă de carbon, iar carbonul nu-i place niciodată să-și piardă hidrogenii. În cele din urmă, sulfhidrilul, care este atașat SH, îi place mai des să găsească alți sulfhidrili cu care să se lipească, spre deosebire de donarea de hidrogen soluției. Prin urmare, niciuna dintre aceste grupuri nu este asociată cu un nivel de aciditate.
carboxil
Grupul funcțional carboxil este adesea denumit o grupare acidă, deoarece este foarte acid. Oxigenul are o electronegativitate foarte mare, ceea ce înseamnă că îi place să acopere electroni. Cu OH-ul de la capătul carboxilului, oxigenul dublu legat oferă de obicei asistență la acapararea electronilor, iar hidrogenul atașat se încadrează pur și simplu în soluție, scăzând pH-ul. Grupările carboxilice se găsesc în acizii grași, care formează grăsimi, uleiuri și ceară atunci când sunt combinate cu alte molecule. Carboxilii fac parte din aminoacizii care sunt blocurile de proteine.
Fosfat
Grupa fosfați poate dona până la doi hidrogeni pe moleculă, ceea ce o face foarte acidă. Așa cum am spus anterior, oxigenul are o electronegativitate ridicată și o privire asupra unei molecule de fosfat arată că există patru oxigeni care înconjoară molecula de fosfat. Acești patru oxigeni vor încerca să tragă electronii care sunt împărtășiți cu cele două legături OH și cei doi hidrogeni pierd de obicei și cad în soluție sub formă de ioni H +, scăzând pH-ul.
amino
Cealaltă jumătate din aminoacizi sunt grupările amino. Azotul funcționează adesea ca acceptor de hidrogen în sistemele biologice. În starea sa normală, grupa amino există sub formă de azot și doi hidrogeni, așa cum este arătat aici, dar poate accepta un alt hidrogen din soluție care determină creșterea pH-ului sistemului, ceea ce îl face mai bazic. Deoarece coloana vertebrală a tuturor aminoacizilor este un carboxil, un carbon cu o grupare funcțională diferită și o grupă amino, ceea ce se întâmplă de obicei este că carboxilul își donează hidrogenul în soluție, dar grupa amino acceptă un hidrogen din soluție, ceea ce face ca pH-ul general să rămână. la fel.