Wat is pH, zuur, base, pKa? — Biologie

Definitie 8.7 Universitaire biologie — jaar 1 · Hoofdstuk 8 — Water en kleine biomoleculen

Water dissocieert een klein beetje, $\mathrm{H_2O} \rightleftharpoons \mathrm{H^+} + \mathrm{OH^-}$ , met $[\mathrm{H^+}][\mathrm{OH^-}] = K_w = 10^{-14}\,\mathrm{mol}^{2}/\mathrm{L}^{2}$ bij $25\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ . De pH is $-\log_{10}[\mathrm{H^+}]$ : 7 voor zuiver water, lager voor zuren, hoger voor basen. Een zuur $\mathrm{HA}$ staat een proton af, $\mathrm{HA} \rightleftharpoons \mathrm{H^+} + \mathrm{A^-}$ , met dissociatieconstante $K_a = [\mathrm{H^+}][\mathrm{A^-}]/[\mathrm{HA}]$ en p $K_a$ $= -\log_{10}K_a$ ; zijn geconjugeerde base $\mathrm{A^-}$ neemt er een op. Een sterk zuur (HCl) is volledig gedissocieerd; de zuren van de cel (carbonzuren, fosfaten, ammonium) zijn zwak, met een p $K_a$ tussen 2 en 10.

Voorbeelden

Voorbeeld 8.6 (Een dubbele helix smelten)

De twee strengen van DNA worden bijeengehouden door twee of drie waterstofbruggen per basenpaar plus de stapeling (vanderwaals) van naburige paren; één paar zou meteen loslaten, maar duizend paren op een rij houden stand tot de temperatuur ongeveer $90\,{}^{\circ}\mathrm{C}$ bereikt, en komen bij afkoeling weer samen, precies in hetzelfde register (Hoofdstuk 11). Specifiek, sterk in aantal, omkeerbaar.

Voorbeeld 8.11 (Bloed)

Slagaderlijk bloed bevat $24\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ bicarbonaat en opgelost $\mathrm{CO_2}$ bij $1.2\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ (door de longen bepaald): $\mathrm{pH} = 6.1 + \log(24/1.2) = 6.1 + 1.30 = 7.4$ . Het toevoegen van $5\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ zuur zet $5\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ bicarbonaat om in $\mathrm{CO_2}$ ; blazen de longen dat $\mathrm{CO_2}$ weg en houden zij de opgeloste waarde vast, dan wordt de pH $6.1 + \log(19/1.2) = 7.30$ ; in een gesloten kolf zou het $\mathrm{CO_2}$ tot $6.2\,\mathrm{mmol}/\mathrm{L}$ stijgen en de pH tot $6.1 + \log(19/6.2) = 6.59$ dalen. De longen maken het verschil.

Lees in het hoofdstuk →

Voorbeelden

Verwante begrippen