Säuren und Basen spielen in der Biologie mehrere wichtige Rollen. Der pH-Wert eines biologischen Systems kann die Funktion biologischer Moleküle, einschließlich Enzyme, Proteine und Nukleinsäuren, erheblich beeinflussen. Zum Beispiel haben Enzyme optimale pH-Bereiche für ihre Aktivität, und Änderungen des pH-Werts können ihre Struktur denaturieren oder verändern, was ihre Funktion beeinträchtigt. Säuren und Basen spielen auch eine entscheidende Rolle bei der zellulären Signalübertragung und Kommunikation. Der pH-Wert der extrazellulären Flüssigkeit um die Zellen herum kann die Aktivität von Ionenkanälen beeinflussen, die für die zelluläre Kommunikation und Signalübertragung unerlässlich sind.
Säuren
Eine Säure ist eine Substanz, die Wasserstoffionen (H+) in Lösung freisetzt. Da ein Wasserstoffatom nur ein Proton und ein Elektron hat, ist ein positiv geladenes Wasserstoffion einfach ein Proton. Es ist sehr wahrscheinlich, dass dieses einzelne Proton an chemischen Reaktionen beteiligt ist. Starke Säuren sind Verbindungen, die ihr gesamtes H+ in Lösung abgeben; Das heißt, sie ionisieren vollständig. Salzsäure (HCl), die von den Zellen in der Magenschleimhaut freigesetzt wird, ist eine starke Säure, da sie ihr gesamtes H+ in der wässrigen Umgebung des Magens freisetzt. Diese starke Säure hilft bei der Verdauung und tötet aufgenommene Mikroben ab. Schwache Säuren ionisieren nicht vollständig; Das heißt, einige ihrer Wasserstoffionen bleiben in einer Verbindung in Lösung gebunden. Ein Beispiel für eine schwache Säure ist Essig oder Essigsäure.
Basen
Eine Base ist eine Substanz, die Hydroxylionen (OH-) in Lösung freisetzt oder eine Substanz, die bereits in Lösung vorhandenes H+ akzeptiert. Die Hydroxylionen (auch als Hydroxidionen bekannt) oder andere basische Substanzen verbinden sich mit dem vorhandenen H+ zu einem Wassermolekül, wodurch H+ entfernt und der Säuregehalt der Lösung verringert wird. Nahrung, die mit Salzsäure aus dem Magen vermischt ist, würde den Dünndarm verbrennen, den nächsten Teil des Verdauungstrakts nach dem Magen, wenn nicht Bikarbonat (HCO3–) freigesetzt würde, eine schwache Base, die H+ anzieht. Bikarbonat nimmt einen Teil der H+-Protonen auf und reduziert dadurch den Säuregehalt der Lösung.
Neutralisationsreaktionen
Eine Neutralisationsreaktion ist eine spezielle Art der Säure-Base-Reaktion, bei der die Reaktanten eine Säure und eine Base (aber kein Wasser) sind und die Produkte oft Salz und Wasser sind.
Stellen Sie sich vor, was passiert, wenn ein typisches Antazida wie Magnesiamilch (eine wässrige Suspension von festem Mg(OH)2) eingenommen wird, um die Symptome zu lindern, die mit überschüssiger Magensäure (HCl) verbunden sind. Bei dieser Reaktion entsteht neben Wasser auch ein Salz, Magnesiumchlorid. Solche Reaktionen sind von zentraler Bedeutung für zahlreiche natürliche und technologische Prozesse, die von den chemischen Umwandlungen in Zellen und den Seen und Ozeanen bis hin zur industriellen Produktion von Düngemitteln, Pharmazeutika und anderen für die Gesellschaft wichtigen Substanzen reichen.
Dieser Text wurde übernommen von Opentsax, Anatomie, und Physiologie 2e, Abschnitt 2.4 Anorganische Verbindungen, die für das menschliche Funktionieren unerlässlich sind und Opentsax, Chemieatome zuerst 2e, 7.2 Klassifizierung chemischer Reaktionen
