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2.15: pH
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TRANSCRIPCIÓN

2.15: pH

2.15: pH

The potential for a solution to donate or accept hydrogen ions determines whether it is an acid or a base. Acidic solutions donate protons, whereas bases or alkaline solutions can accept protons. Pure water has equal numbers of hydrogen ions to give protons and hydroxide ions to receive them, making it a neutral solution.

pH is a measure of the acidity or basicity of a water-based solution, determined by the concentration of hydrogen ions. In one liter of pure water, there are 1x10-7 moles of hydrogen ions. However, the extensive range of hydrogen ion concentrations present in water-based solutions makes measuring pH in moles cumbersome. Thus, a pH scale was developed in which moles of hydrogen ions are converted using the negative of the base 10 logarithm. The pH of pure water, then, is 7, representing a neutral solution. Most solutions have a pH between 0 and 14, but some solutions, like carborane (with a pH of -18), exceed this. One liter of carborane has 1x1018 moles of hydrogen ions.

When free, unbound hydrogen ions accumulate, as with carborane, the solution is acidic, and the pH value falls below 7. Coffee, lemon juice, and gastric acid (digestive juices) are acidic solutions, with pHs around 4.5, 2.5, and 1.5, respectively.

Solutions with pH values above 7 have lower hydrogen ion concentrations and are alkaline. In these solutions, the hydrogen ions become bound to other components, like hydroxyl groups. This decreases the total number of free hydrogen ions and increases the pH value. Saltwater and soapy water are examples of alkaline solutions, with pHs of approximately 8 and 12, respectively.

Buffers prevent big changes in pH by absorbing or releasing hydrogen ions. Because most biological functions occur in near neutral pH conditions, approximately 7.35 to 7.45, buffers are critical. For example, blood becomes acidic with too much carbon dioxide. Bicarbonate acts as a buffer and brings the blood back to a homeostatic pH. Bicarbonate is also used to buffer chyme as it moves from the stomach to the small intestine. Without it, the acidity of the digested food would damage the lining of the intestine.

La posibilidad de que una solución done o acepte iones de hidrógeno determina si se trata de un ácido o una base. Las soluciones ácidas donan protones, mientras que las bases o las soluciones alcalinas pueden aceptar protones. El agua pura tiene el mismo número de iones de hidrógeno para dar protones e iones de hidróxido para recibirlos, por lo que es una solución neutra.

El pH es una medida de la acidez o la basicidad de una solución a base de agua, determinada por la concentración de iones de hidrógeno. En un litro de agua pura, hay 1x10-7 lunares de iones de hidrógeno. Sin embargo, la amplia gama de concentraciones de iones de hidrógeno presentes en soluciones a base de agua hace que la medición del pH en los lunares sea engorrosa. Así, se desarrolló una escala de pH en la que se convierten lunares de iones de hidrógeno utilizando el negativo del logaritmo base 10. El pH de agua pura, entonces, es 7, que representa una solución neutra. La mayoría de las soluciones tienen un pH entre 0 y 14, pero algunas soluciones, como el carborano (con un pH de -18), superan esto. Un litro de carborano tiene 1x1018 lunares de iones de hidrógeno.

Cuando se acumulan iones de hidrógeno libres y sin ataduras, como con el carborano, la solución es ácida, y el valor de pH cae por debajo de 7. El café, el jugo de limón y el ácido gástrico (jugos digestivos) son soluciones ácidas, con pHs alrededor de 4,5, 2,5 y 1,5, respectivamente.

Las soluciones con valores de pH superiores a 7 tienen concentraciones de iones de hidrógeno más bajas y son alcalinas. En estas soluciones, los iones de hidrógeno se une a otros componentes, como los grupos hidroxilo. Esto disminuye el número total de iones de hidrógeno libres y aumenta el valor de pH. El agua salada y el agua jabonosa son ejemplos de soluciones alcalinas, con pHs de aproximadamente 8 y 12, respectivamente.

Los búferes previenen grandes cambios en el pH absorbiendo o liberando iones de hidrógeno. Debido a que la mayoría de las funciones biológicas ocurren en condiciones de pH casi neutrales, aproximadamente 7,35 a 7,45, los tampones son críticos. Por ejemplo, la sangre se vuelve ácida con demasiado dióxido de carbono. El bicarbonato actúa como un amortiguador y devuelve la sangre a un pH homeostático. El bicarbonato también se utiliza para amortiguar el quimo a medida que se mueve del estómago al intestino delgado. Sin ella, la acidez de los alimentos digeridos dañaría el revestimiento del intestino.

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