Сила кислот і основ
Сила кислот визначається їх здатністю віддавати протон. Мірою цієї здатності служить константа кислотності (Ka). У водному розчині для довільної кислоти HB функцію основи виконує вода. Надалі будь-яку кислоту будемо позначати “а”, а основа – “b”. У позначенні іноді приписують індекс “1” або “2”, при цьому біля основи і кислоти однієї сполученої пари індекс однаковий. Якщо одну з протолітічеських пар утворює вода, то їй приписують індекс “2”. Важливо відзначити, що діючі концентрації значно вище, ніж концентрації H + і OH-. Чим більше константа кислотності, тим сильніше кислота. Наприклад, оцтова кислота сильніше, ніж ціановодородная кислота, так як Ka (CH3COOH) = 1,74 – 10-5, Ka (HCN) = 1 – 10-9. Для зручності розрахунків і записи часто користуються не самими константами, а їх негативними десятковими логарифмами: pKa = – lgKa. Величину pKa називають силовим показником кислоти. Наприклад, pKa (CH3COOH) = = – lgKa (CH3COOH) = – lg1,74 – 10-5 = 4,76; pKa (HCN) = 9. Чим більше величина pKa, тим слабкіше кислота.
Сильні кислоти практично повністю віддають свій протон молекулам води, тому кислотою, присутньої в розчині, є фактично іон гідроксонію.
У зв’язку з цим при розрахунку pH розчину сильної одноосновної кислоти концентрацію протонів прирівнюють до концентрації кислоти c (H3O +) = c (HB). Константи кислотності і основності в сполученій парі для водного розчину пов’язані між собою: Ka – Kb = Kw. Чим сильніше кислота, тим слабкіше поєднане їй основу, і навпаки. Оцтова кислота (pKa = 4,76) сильніше, ніж HCN (pKa = 9). Отже, CN – – більш сильну основу, ніж CH3COO-. При 298 K у водному розчині сума силових показників кислоти і основи в сполученої Протолітична парі дорівнює 14. Константу рівноваги реакції нейтралізації можна виразити не тільки через рівноважні концентрації речовин та іонів, але й через константи кислотності. У загальному випадку вираз для константи реакції нейтралізації, як і для будь-якого іншого прото-литического взаємодії, можна отримати, розділивши константу кислотності речовини, що стоїть в лівій частині рівняння, на константу кислотності речовини, що стоїть в правій частині рівняння:
Кобщ. = Ka (в лівій частині рівняння) / Ка (у правій частині рівняння).
Реакція нейтралізації має велику роль у життєдіяльності організму. Постійна нейтралізація кислого шлункового вмісту за допомогою жовчі і секретів кишечника забезпечує оптимальне перетравлювання їжі, оскільки ферменти, необхідні для цього, мають значно розрізняються оптимальні величини pH: pHопт. (Пепсин) = 2; pHопт. (Гастриксин) = 3,0-3,5; pHопт. (Трипсин) = 7,8; pHопт. (панкреатична ліпаза) = 9.
Реакція нейтралізації забезпечує запліднення яйцеклітини сперматозоїдом. Руху сперматозоїда сприяє слаболужна середовище, в кислому середовищі вони малорухливі. Оскільки у вагінальних секретів середовище в нормі кисла, для її нейтралізації перша крапля сперми, в яку додається спеціальний секрет, що виробляється підрядними статевими залозами, має сильнолужну реакцію середовища. Під дією насінної рідини кисле середовище піхви стає слабощелочной, що забезпечує оптимальні умови для просування сперматозоїдів.
PH міжклітинної рідини більшості органів становить в нормі 7,4. В цілому pH внутрішньоклітинної рідини варіює від 4,5. Навіть в одному органі клітини, що відрізняються в морфологічному відношенні, мають різні значення pH внутрішньоклітинного вмісту. Певне значення pH підтримується і в окремих структурах всередині клітин. Наприклад, вміст лізосом всіх клітин має pH 5.
(2 votes, average: 2.50 out of 5)