A água se dissocia ligeiramente, H2O⇌H++OH−, com [H+][OH−]=Kw=10−14mol2/L2 a 25∘C. O pH é −log10[H+]: 7 para água pura, menor para os ácidos, maior para as bases. Um ácido HA libera um próton, HA⇌H++A−, com constante de dissociação Ka=[H+][A−]/[HA] e pKa =−log10Ka; a base conjugada dele, A−, aceita um. Um ácido forte (HCl) está totalmente dissociado; os ácidos da célula (ácidos carboxílicos, fosfatos, amônio) são fracos, com pKa entre 2 e 10.
Exemplos
Exemplo 8.6 (Fundir uma dupla-hélice)
As duas fitas do DNA são presas por duas ou três ligações de hidrogênio por par de bases, mais o empilhamento (van der Waals) dos pares vizinhos; um único par se separaria de imediato, mas mil pares enfileirados seguram até a temperatura chegar a cerca de 90∘C, e se reúnem, exatamente no mesmo registro, quando ela baixa (Capítulo 11). Específico, forte pelo número, reversível.
Exemplo 8.11 (O sangue)
O sangue arterial contém 24mmol/L de bicarbonato e CO2 dissolvido a 1.2mmol/L (fixado pelos pulmões): pH=6.1+log(24/1.2)=6.1+1.30=7.4. Acrescentar 5mmol/L de ácido converte 5mmol/L de bicarbonato em CO2; se os pulmões expelirem esse CO2 e mantiverem o valor dissolvido, o pH passa a 6.1+log(19/1.2)=7.30; num frasco fechado o CO2 subiria a 6.2mmol/L e o pH cairia a 6.1+log(19/6.2)=6.59. Os pulmões fazem a diferença.
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