किस प्रकार का अणु जीवित जीवों के पीएच में व्यापक परिवर्तन को रोकता है?

जीवित जीवों में कोशिकाओं को ठीक से काम करने के लिए सही पीएच, या एसिड-बेस बैलेंस बनाए रखने की आवश्यकता होती है। फॉस्फेट बफरिंग सिस्टम के माध्यम से सही पीएच प्राप्त किया जाता है। इसमें एक दूसरे के साथ संतुलन में डायहाइड्रोजन फॉस्फेट और हाइड्रोजन फॉस्फेट आयन होते हैं। यह बफरिंग प्रणाली पीएच में परिवर्तन का विरोध करती है, क्योंकि डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट की सांद्रता और कोशिका में हाइड्रोजन फॉस्फेट आयन उत्पन्न होने वाले अम्लीय या मूल आयनों की सांद्रता की तुलना में बड़े होते हैं कोश।

किसी विलयन का pH हाइड्रोजन आयनों या H+ की सांद्रता को मापता है। हाइड्रोजन आयन एकल धनावेशित निकाय हैं, जिन्हें प्रोटॉन भी कहा जाता है। पानी आधारित घोल में जितने अधिक हाइड्रोजन आयन होते हैं, घोल उतना ही अधिक अम्लीय होता है। pH स्केल H+ आयन सांद्रता के लघुगणक को मापता है, जिससे कि अधिक H+ सांद्रता कम संख्या देगी। लॉग स्केल 0 से 14 तक चलता है। 7 से नीचे का पीएच अम्लीय माना जाता है और 7 से ऊपर का पीएच क्षारीय होता है। 7 के पीएच को तटस्थ के रूप में परिभाषित किया जाता है क्योंकि एक समाधान में अम्लीय हाइड्रोजन आयनों, या एच +, और मूल हाइड्रॉक्सिल आयनों या ओएच- की संख्या बराबर होती है।

एक बफरिंग सिस्टम में एक कमजोर एसिड और उसके संबंधित कमजोर आधार होते हैं। एक एसिड को एक अणु के रूप में परिभाषित किया जाता है जो पानी में हाइड्रोजन आयनों को छोड़ता है और एक आधार एक अणु होता है जो हाइड्रोजन आयनों को स्वीकार करता है। एक कमजोर एसिड या कमजोर आधार आयनित करता है, या हाइड्रोजन या हाइड्रॉक्सिल आयनों को छोड़ देता है, केवल थोड़ा पानी में, जबकि मजबूत एसिड और बेस लगभग पूरी तरह से आयनित होते हैं। जब अतिरिक्त हाइड्रोजन आयन बफर घोल में होते हैं, तो कमजोर आधार हाइड्रोजन आयनों को सोख लेता है और घोल के पीएच को संरक्षित करते हुए इसके संबंधित एसिड में बदल जाता है। जब एक आधार जोड़ा जाता है, तो प्रतिक्रिया उलट जाती है और कमजोर अम्ल अपने कुछ हाइड्रोजन आयनों को छोड़ देता है ताकि घोल अधिक अम्लीय हो जाए और कमजोर आधार में बदल जाए।

फॉस्फेट बफर सिस्टम सभी जीवित जीवों में इंट्रासेल्युलर पीएच को बनाए रखता है। इस बफर सिस्टम में, डायहाइड्रोजन फॉस्फेट आयन कमजोर एसिड के रूप में काम करते हैं। हाइड्रोजन फॉस्फेट आयन कमजोर आधार का प्रतिनिधित्व करते हैं। पानी में या इंट्रासेल्युलर द्रव में, डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट और हाइड्रोजन फॉस्फेट हमेशा एक दूसरे के साथ संतुलन में होते हैं। डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट-हाइड्रोजन फॉस्फेट प्रणाली के आयनीकरण की सीमा को पृथक्करण स्थिरांक, या pKa, मान द्वारा दर्शाया जाता है, जिसे लॉग मान के रूप में व्यक्त किया जाता है। फॉस्फेट बफरिंग सिस्टम जीवित कोशिकाओं के लिए उपयुक्त है क्योंकि पीकेए 7.21 है, जो शारीरिक पीएच के बहुत करीब है।

एक संचार प्रणाली वाले उच्च जीवों में, फॉस्फेट बफर सिस्टम उचित बनाए नहीं रख सकता है रक्त में पीएच क्योंकि डाइहाइड्रोजन फॉस्फेट और हाइड्रोजन फॉस्फेट आयन सांद्रता उच्च नहीं हैं पर्याप्त। बाइकार्बोनेट बफर सिस्टम रक्त को लगभग 7.4 पीएच पर बनाए रखने में सक्षम है। यहाँ, बाइकार्बोनेट दुर्बल अम्ल है और हाइड्रोजन कार्बोनेट आयन दुर्बल क्षार है। रक्त में घुली कार्बन डाइऑक्साइड से बाइकार्बोनेट और हाइड्रोजन कार्बोनेट बनते हैं। अतिरिक्त कार्बन डाइऑक्साइड फेफड़ों के माध्यम से बाहर निकाल दिया जाता है।