Mätningen av pH, som är kort för potentiometrisk vätejonkoncentration, är ett viktigt begrepp inom kemi som mäter surhetsnivån för en lösning. Eftersom biologiska system behöver en sund balans mellan faktorer för att fungera, kan alla förändringar i pH-nivån störa levande system.
pH-nivåer
I kemi är syra vilken förening som helst som ökar aktiviteten hos vätejoner (väte med elektrisk laddning) när den löses i vatten. Syror väcker ofta reaktioner med andra föreningar, vilket är vad vi känner som surhet. Bas- eller alkaliföreningar ökar å andra sidan aktiviteten hos hydroxidjoner (syre bunden till väte) när de löses i vatten. Motivets pH rankas på en 14-punktsskala. Rent vatten har ett neutralt pH-värde nära 7,0 vid 77 grader Fahrenheit. Lösningar mindre än detta är sura, medan något större är bas. Varje efterföljande nummer representerar en tiofaldig skillnad jämfört med det föregående.
Syra-bas homeostas
Syrabas-homeostas är den funktion med vilken normala pH-nivåer upprätthålls i en organism. Många viktiga buffertmedel agerar för att reglera obalanser. I bikarbonatbuffersystemet kan till exempel koldioxid kombineras med vatten för att bilda kolsyra, som dissocieras för att bilda en vätejon och bikarbonat. Den omvända reaktionen kan hända om den katalyseras av ett enzym. Detta kan öka surheten eller basnivån efter behov. För att bibehålla mängden koldioxid i cirkulationen förändras andningsfunktionerna så att en balans kan uppnås.
pH-nivåer i blod
Blod måste ligga inom det noggranna intervallet 7,35 till 7,45. Överskott av syra i blodet kallas acidos, och överskott av bas kallas alkalos. Varje avvikelse på pH-nivåerna i blodet kan förändra laddningen som håller röda blodkroppar isär och förändra funktionen eller hälsan hos andra organ och system i kroppen. Eftersom ben ofta används som en mineralkälla för pH-buffring, är de till exempel känsliga för förändringar i blodets pH-nivå. Avvikelser kan förändra bentätheten.
Magsyra
En mycket vanlig användning av syra i en organism är magsyra i magen, som mestadels består av saltsyra i kombination med kaliumklorid och natriumklorid. Dess pH-nivå är 1 till 2. När matsmältningen kommer in i magen börjar syror bryta ner en proteinstruktur och sedan dess bindningar. Antacida tabletter kan neutralisera överskott av magsyra om det orsakar obehag.
Vattenmiljöer
Lågt pH kan förändra balansen mellan natrium och klorid i vatten hos vattenlevande djur. Vätejoner tas in i en cell vid förlust av natrium, vilket kan orsaka dödsfall från andningssvikt eller förlust av reglering av osmotiskt tryck. En pH-nivå mindre än 4,5 kan vara förödande för vattenmiljöer, men nivåer högre än det kan också orsaka negativa biologiska effekter.