pH, अम्ल, क्षारक, pKa क्या है? — जीवविज्ञान

परिभाषा 8.7 विश्वविद्यालय जीवविज्ञान — वर्ष 1 · 第 8 章 — जल और छोटे जैव-अणु

जल थोड़ा वियोजित होता है, $\mathrm{H_2O} \rightleftharpoons \mathrm{H^+} + \mathrm{OH^-}$ , और $25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ पर $[\mathrm{H^+}][\mathrm{OH^-}] = K_w = 10^{-14}\,\mathrm{mol}^{2}/\mathrm{L}^{2}$ होता है। pH $-\log_{10}[\mathrm{H^+}]$ है: शुद्ध जल के लिए 7, अम्लों के लिए कम, क्षारकों के लिए अधिक। कोई अम्ल $\mathrm{HA}$ एक प्रोटॉन छोड़ता है, $\mathrm{HA} \rightleftharpoons \mathrm{H^+} + \mathrm{A^-}$ , जिसका वियोजन स्थिरांक $K_a = [\mathrm{H^+}][\mathrm{A^-}]/[\mathrm{HA}]$ है और p $K_a$ $= -\log_{10}K_a$ ; और उसका संयुग्मी क्षारक $\mathrm{A^-}$ एक प्रोटॉन लेता है। कोई प्रबल अम्ल (HCl) पूरा वियोजित होता है; कोशिका के अम्ल (कार्बोक्सिलिक अम्ल, फ़ॉस्फ़ेट, अमोनियम) दुर्बल हैं, जिनका p $K_a$ 2 और 10 के बीच है।

示例

उदाहरण 8.6 (किसी द्विकुंडली को पिघलाना)

DNA की दोनों लड़ियाँ प्रति क्षारक युग्म दो या तीन हाइड्रोजन बंधों और पड़ोसी युग्मों के स्तरण (वान डर वाल्स) से थमी हैं; कोई अकेला युग्म तुरंत अलग हो जाता, पर एक पंक्ति में एक हज़ार युग्म तब तक थामे रहते हैं जब तक ताप लगभग $90\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ तक न पहुँच जाए, और ताप घटने पर वे ठीक उसी पंजीकरण में फिर मिल जाते हैं (अध्याय 11)। विशिष्ट, संख्या में मज़बूत, उत्क्रमणीय।

उदाहरण 8.11 (रक्त)

धमनी रक्त में $24\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ बाइकार्बोनेट है और $1.2\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ पर घुली $\mathrm{CO_2}$ (जिसे फेफड़े तय करते हैं): $\mathrm{pH} = 6.1 + \log(24/1.2) = 6.1 + 1.30 = 7.4$ । $5\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ अम्ल मिलाने पर $5\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ बाइकार्बोनेट $\mathrm{CO_2}$ में बदल जाता है; यदि फेफड़े उस $\mathrm{CO_2}$ को उड़ा दें और घुला मान थामे रखें तो pH $6.1 + \log(19/1.2) = 7.30$ हो जाता है; और किसी बंद फ़्लास्क में $\mathrm{CO_2}$ बढ़कर $6.2\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ हो जाती और pH गिरकर $6.1 + \log(19/6.2) = 6.59$ । फ़र्क़ फेफड़े डालते हैं।

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