Tartalom
A bolygó egész életét négy alapvegyület alkotja; szénhidrátok, lipidek, fehérjék és nukleinsavak. A lényegében mind a négy molekula szén- és hidrogéntartalmú, és a tudomány egyik részét képezi, amelyet a biokémianak neveznek, és amely ötvözi a biológiát és a szerves kémiát. Noha a négy kategóriának van némi hasonlósága, a különféle atomcsoportok, úgynevezett funkcionális csoportok bevonása teljesen megváltoztatja a vegyi anyag funkcióját. Noha ezeknek a funkcionális csoportoknak nincs hatása a pH-ra, ezek közül néhány a funkcionális csoportok megváltoztathatja a szervezet folyadékának pH-ját. A pH fenntartása elengedhetetlen a szervezetek jólétéhez, ezért fontos tudni, hogy ezek a funkcionális csoportok hogyan hatnak egymásra.
A savak és bázisok meghatározása
A savak és a bázisok a pH-nak nevezett csúszó skála ellentétes részei. A pH-skála méri a pozitív hidrogénionok mennyiségét, a továbbiakban H +, amelyek az oldatban vannak a hidroxidionok mennyiségével, jelöléssel OH-. A skála középpontja pH7 és pH7-nál a H + -ionok és OH-ionok teljes egyensúlyban vannak. A teljes pH-skála nullától tizennégyig terjed. Bármit, amely H + -ionokat ad hozzá az oldathoz, savnak nevezzük, és az alacsonyabb a pH-t. Ezért minden 0-6,9 pH-t savasnak tekintünk. Bármelyik, amely az oldathoz adományozza az OH-t vagy megköti a H + -ionokat, bázisnak tekintendő, és emeli a pH-t, így a pH 7,1 - 14-re emelkedik. Minél távolabbi a pH-érték eltolódása a 7-nél, annál inkább káros lehet az anyag mindkét irányban. A gyomorsav pH-ja 2, ami rendkívül erős sav, az lúg pedig rendkívül erős bázis referenciaként.
Nem savas funkcionális csoportok
A legtöbb funkcionális csoport alig, vagy egyáltalán nem befolyásolja a molekula savasságát. A ketonnak nincs hidrogéne, amelyet az oldathoz adhat, vagy a hidrogén elfogadására szolgáló helyeket. A hidroxil, amely egyszerűen a molekulahoz kötődő OH, elképzelhetően elveszíti hidrogénjét, így savassá válik, de a molekula általában nem így kölcsönhatásba lép. Az aldehid hidrogénből veszíthet, de kapcsolódik egy szénmolekulához, és a szén soha nem szeret hidrogénjeit leengedni. Végül, a szulfhidril, amely SH-hez kapcsolódik, gyakrabban szereti találni más szulfhidril-származékokat, amelyekhez kötődni kell, szemben a hidrogén adományozásával az oldathoz. Ezért ezeknek a csoportoknak egyikét általában nem mutatják savassági szinttel.
karboxil
A karboxil-funkciós csoportot gyakran savcsoportnak nevezik, mivel nagyon savas. Az oxigénnek nagyon magas elektronegativitása van, ami azt jelenti, hogy szereti az elektronokat felhalmozni. Ha az OH a karboxil végén van, a kettős kötésű oxigén általában segítséget nyújt az elektronok felhalmozásában, és a kapcsolódó hidrogén egyszerűen oldatba esik, és csökkenti a pH-t. A karboxilcsoportok megtalálhatók a zsírsavakban, amelyek más molekulákkal kombinálva zsírokat, olajokat és viaszokat képeznek. A karboxilcsoportok szintén részét képezik azoknak az aminosavaknak, amelyek a fehérjék építőkövei.
Foszfát
A foszfátcsoport molekulánként legfeljebb két hidrogént adományozhat, ezáltal nagyon savas is. Mint már korábban kijelentettük, az oxigénnek nagy elektronegativitása van, és egy foszfátmolekula áttekintése azt mutatja, hogy a foszfátmolekula körül négy oxigént tartalmaz. Ez a négy oxigén megpróbálja meghúzni a két OH-kötéssel megosztott elektronokat, és a két hidrogén H + -ionként általában veszít és oldatba esik, csökkentve a pH-t.
Amino
Az aminosavak másik fele az aminocsoport. A nitrogén gyakran hidrogén akceptorként működik a biológiai rendszerekben. Normál állapotában az aminocsoport nitrogénként és két hidrogénatomként létezik, amint az itt látható, de az oldatból újabb hidrogént képes felvenni, amely a rendszer pH-jának emelkedését eredményezi, és ez bázikusabbá teszi. Mivel az összes aminosav gerince egy karboxilcsoport, egy eltérő funkciós csoporttal rendelkező szén és egy aminocsoport, általában akkor történik, hogy a karboxilcsoport a hidrogént oldatba adja, de az aminocsoport az oldatból hidrogént vesz fel, ami az általános pH-értéket megtartja ugyanaz.