Innehåll
Allt liv på planeten består av fyra grundläggande kemikalier; kolhydrater, lipider, proteiner och nukleinsyror. I kärnan innehåller alla dessa fyra molekyler kol och väte och ingår i en vetenskapsgren som kallas biokemi som blandar biologi och organisk kemi. Medan de fyra kategorierna har vissa likheter ändrar inkluderingen av olika grupper av atomer, så kallade funktionella grupper, fullständigt kemikaliens funktion. Medan många av dessa funktionella grupper inte har någon effekt på pH, kan vissa av dessa funktionella grupper förflytta vätskans pH i en organisme. Att upprätthålla ett pH-värde är viktigt för organismernas välbefinnande, så det är viktigt att veta hur dessa funktionella grupper interagerar.
Definition av syror och baser
Syror och baser är motsatta delar av en glidande skala som kallas pH. PH-skalan mäter mängden positiva vätejoner, framöver H +, som finns i en lösning i förhållande till mängden hydroxidjoner, märkta OH-. Halvpunkten för skalan är pH 7 och vid pH 7 är mängden H + -joner och OH-joner i fullständig balans. Den totala pH-skalan sträcker sig från noll till fjorton. Allt som lägger H + -joner till lösningen kallas en syra och det förskjuter pH-värdet lägre. Därför anses vilket pH som helst från 0-6,9 vara surt. Allt som donerar OH- till lösning eller binder H + -jonerna betraktas som en bas och höjer pH-värdet vilket gör pH 7,1 - 14 basisk. Ju längre växlingen från 7 pH är, desto mer skadlig kan ett ämne vara i båda riktningarna. Magsyra är pH 2, vilket är en extremt stark syra och lut är en extremt stark bas för referens.
Icke-sura funktionella grupper
De flesta funktionella grupper har liten eller ingen effekt på molekylens surhet. Ketonen har inga väten att donera till lösning eller ställen att acceptera väte. Hydroxylen, som helt enkelt är en OH bunden till molekylen, kan tänkas förlora sitt väte och göra det surt, men det är inte så molekylen normalt samverkar. En aldehyd har väte att förlora men den är ansluten till en kolmolekyl och kol gillar aldrig att släppa sina väten. Slutligen gillar sulfhydrylen, som är en SH-bunden, oftare att hitta andra sulfhydryler att binda till i motsats till att ge väte till lösningen. Därför är ingen av dessa grupper vanligtvis associerade med att ha en surhetsnivå.
karboxyl
Den funktionella karboxylgruppen benämns ofta en syragrupp eftersom den är mycket sur. Syre har en mycket hög elektronegativitet, vilket innebär att den gillar att hamstra elektroner. Med OH på änden av karboxin, erbjuder det dubbelbundna syret vanligtvis hjälp med att förvara elektronerna och vätet som är fäst helt enkelt faller i lösning och sänker pH. Karboxylgrupper finns i fettsyror, som bildar fetter, oljor och vaxer i kombination med andra molekyler. Karboxyler är också en del av aminosyror som är byggstenarna i proteiner.
Fosfat
Fosfatgruppen kan donera upp till två väten per molekyl vilket gör den också mycket sur. Som nämnts tidigare har syre en hög elektronegativitet och en titt på en fosfatmolekyl visar att det finns fyra oxygener som omger fosfatmolekylen. Dessa fyra oxygener kommer att försöka dra elektronerna som delas med de två OH-bindningarna och de två vätgaserna förlorar vanligtvis och faller i lösning som H + -joner och sänker pH.
amino
Den andra hälften av aminosyrorna är aminogrupperna. Kväve fungerar ofta som väteacceptor i biologiska system. I sitt normala tillstånd finns aminogruppen som ett kväve och två vätgaser, som visas här, men det kan acceptera en annan väte från lösning som får systemets pH att öka, vilket gör det mer basiskt. Eftersom ryggraden i alla aminosyror är en karboxyl, ett kol med en annan funktionell grupp och en aminogrupp, är det som vanligtvis händer att karboxylen donerar sitt väte till lösning men aminogruppen accepterar ett väte från lösningen vilket gör att det totala pH-värdet förblir det samma.