ფუნქციური ჯგუფების მჟავიანობის დონეები

პლანეტაზე მთელი სიცოცხლე შედგება ოთხი ძირითადი ქიმიკატებისაგან; ნახშირწყლები, ლიპიდები, ცილები და ნუკლეინის მჟავები. ბირთვში, ეს ოთხივე მოლეკულა შეიცავს ნახშირბადს და წყალბადს და წარმოადგენს მეცნიერების იმ დარგის ნაწილს, რომელსაც ბიოქიმია ეწოდება და ბიოლოგიასა და ორგანულ ქიმიას ურევს. მიუხედავად იმისა, რომ ოთხ კატეგორიას აქვს გარკვეული მსგავსება, ატომების სხვადასხვა ჯგუფების ჩართვა, რომლებსაც ფუნქციურ ჯგუფებს უწოდებენ, მთლიანად ცვლის ქიმიური ნივთიერების ფუნქციას. მიუხედავად იმისა, რომ ამ ფუნქციონალური ჯგუფებიდან ბევრს გავლენა არ აქვს pH– ზე, ზოგიერთ ამ ფუნქციურ ჯგუფს შეუძლია გადაადგილდეს სითხის pH ორგანიზმში. PH– ის შენარჩუნება სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანია ორგანიზმების კეთილდღეობისთვის, ამიტომ მნიშვნელოვანია იცოდეთ, თუ როგორ ურთიერთქმედებს ეს ფუნქციური ჯგუფები.

მჟავები და ფუძეები pH- ის სახელით ცნობილი მოცურების მასშტაბის საწინააღმდეგო ნაწილებია. PH მასშტაბით იზომება დადებითი წყალბადის იონების რაოდენობა, ამიერიდან H +, რომლებიც ხსნარშია ჰიდროქსიდის იონების ოდენობასთან დაკავშირებით, ეტიკეტირებული OH-. მასშტაბის შუა წერტილია pH7 და pH7, H + იონებისა და OH- იონების რაოდენობა სრულ ბალანსშია. მთლიანი pH მასშტაბი ნულიდან თოთხმეტამდე მერყეობს. ყველაფერს, რაც ხსნარს H + იონებს უმატებს, მჟავას უწოდებენ და ის pH- ს უფრო დაბლა აქცევს. ამიტომ, ნებისმიერი pH 0-6.9-დან ითვლება მჟავე. ყველაფერი, რაც OH– ს გადასცემს ხსნარს ან აერთებს H + იონებს, ითვლება ფუძედ და ზრდის pH– ს, რითაც pH 7,1 - 14 ძირითადი ხდება. რაც უფრო შორდება ძვრება 7 – დან pH, მით უფრო საზიანოა ნივთიერება რომელიმე მიმართულებით. კუჭის მჟავა არის pH 2, რომელიც ძალიან ძლიერი მჟავაა და ცხიმი არის ძალიან ძლიერი საფუძველი მითითებისთვის.

ფუნქციონალური ჯგუფების უმეტესობას მცირე ან საერთოდ არ აქვს გავლენა მოლეკულის მჟავიანობაზე. კეტონს არ აქვს წყალბადები, რომლითაც ხსნის ხსნარს ან წყალბადის მიღებას. ჰიდროქსილი, რომელიც უბრალოდ წარმოადგენს OH- ს, რომელიც მოლეკულას ემატება, შეიძლება კარგავდეს წყალბადს, მჟავე გახდეს, მაგრამ მოლეკულა ასე არ ურთიერთქმედებს ასე. ალდეჰიდს აქვს დასაკარგი წყალბადის, მაგრამ ის უკავშირდება ნახშირბადის მოლეკულას და ნახშირბადს არასდროს უყვარს წყალბადის ვარდნა. დაბოლოს, სულფჰიდრილს, რომელიც ერთვის SH- ს, უფრო ხშირად მოსწონს სხვა სულფჰიდრილების პოვნა დასაკავშირებლად, ვიდრე ხსნარისთვის წყალბადის შეწირვისგან. ამიტომ, არცერთი ამ ჯგუფი ჩვეულებრივ არ უკავშირდება მჟავიანობის დონეს.

კარბოქსილის ფუნქციონალურ ჯგუფს ხშირად უწოდებენ მჟავას ჯგუფს, რადგან ის ძალიან მჟავეა. ჟანგბადს აქვს ძალიან მაღალი ელექტრონეგატივი, რაც ნიშნავს, რომ მას უყვარს ელექტრონების დაგროვება. კარბოქსიის ბოლოს OH- ით, ორმაგ შეკრული ჟანგბადი ჩვეულებრივ გთავაზობთ დახმარებას ელექტრონებისა და წყალბადის შენახვა უბრალოდ იშლება ხსნარში და ამცირებს მას pH კარბოქსილის ჯგუფები გვხვდება ცხიმოვან მჟავებში, რომლებიც ქმნიან ცხიმებს, ზეთებს და ცვილებს სხვა მოლეკულებთან შერწყმისას. კარბოქსილები ასევე ამინომჟავების ნაწილია, რომლებიც წარმოადგენენ ცილებს.

ფოსფატების ჯგუფს შეუძლია დაანგარიშოს ორ წყალბადამდე თითო მოლეკულა, რაც ასევე ძალიან მჟავეა. როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ჟანგბადს აქვს მაღალი ელექტრონეგატივი და ფოსფატის მოლეკულის ერთი შეხედვიდან ჩანს, რომ ფოსფატის მოლეკულას გარშემო ოთხი ჟანგბადია. ეს ოთხი ჟანგბადი აპირებს სცადოს და გაიყვანოს ელექტრონები, რომლებიც გაზიარებულია ორ OH ობლიგაციასთან და ორი წყალბადის, როგორც წესი, დაკარგვა და გადავარდება ხსნარში, როგორც H + იონები, ამცირებს pH- ს.

ამინომჟავების მეორე ნახევარი ამინოჯგუფებია. აზოტი ბიოლოგიურ სისტემებში ხშირად ფუნქციონირებს წყალბადის მიმღებად. თავის ნორმალურ მდგომარეობაში, ამინო ჯგუფი არსებობს აზოტისა და ორი წყალბადის სახით, როგორც აქ ნაჩვენებია, მაგრამ მას შეუძლია მიიღონ სხვა წყალბადის ხსნარიდან, რომელიც იწვევს სისტემის pH- ის ამაღლებას, რაც უფრო ბაზისურს გახდის. მას შემდეგ, რაც ყველა ამინომჟავის ხერხემალი არის კარბოქსილი, ნახშირბადი განსხვავებული ფუნქციური ჯგუფით და ამინო ჯგუფი, რა ხდება ჩვეულებრივ ეს არის ის, რომ კარბოქსილი აბარებს თავის წყალბადს ხსნარში, მაგრამ ამინო ჯგუფი იღებს წყალბადის ხსნარს, რის შედეგადაც საერთო pH რჩება იგივე