Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

2.15: pH
TABLE OF
CONTENTS

JoVE Core
Biology

This content is Free Access.

Education
pH
 
TRANSCRIPT

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.

Hidrojen iyonlarını bağışlama veya kabul etme potansiyeli, bunun bir asit mi yoksa baz mı olduğunu belirler. Asidik çözeltiler proton bağışlar, bazlar veya alkali çözeltiler proton kabul ederken. Saf su proton ve hidroksit iyonları onları almak için vermek için hidrojen iyonları eşit sayıda vardır, nötr bir çözelti yapma.

pH, hidrojen iyonlarının konsantrasyonu ile belirlenen su bazlı çözeltinin asitliğinin veya temelinin bir ölçüsüdür. Bir litre saf suda 1x10-7 mol hidrojen iyonları vardır. Ancak, su bazlı çözeltilerde bulunan hidrojen iyon konsantrasyonlarının geniş yelpazesi benlerde pH ölçmeyi hantal hale getirir. Böylece, hidrojen iyonlarının mollerinin baz 10 logaritma negatifi kullanılarak dönüştürüldüğü bir pH ölçeği geliştirilmiştir. Saf suyun pH'ı, nötr bir çözeltiyi temsil eden 7'dir. Çoğu çözüm 0 ile 14 arasında bir pH'a sahiptir, ancak karborane (pH-18 ile) gibi bazı çözümler bunu aşar. Bir litre karborane 1x1018 mol hidrojen iyonları içerir.

Serbest, bağlanmamış hidrojen iyonları biriktiğinde, karborane de olduğu gibi çözelti asidiktir ve pH değeri 7'nin altına düşer. Kahve, limon suyu ve mide asidi (sindirim suları) sırasıyla 4,5, 2,5 ve 1,5 civarında pH'lar ile asidik çözeltilerdir.

7'nin üzerindeki pH değerlerine sahip çözeltiler daha düşük hidrojen iyon konsantrasyonlarına sahiptir ve alkalidir. Bu çözeltilerde hidrojen iyonları hidroksil grupları gibi diğer bileşenlere bağlanır. Bu serbest hidrojen iyonlarının toplam sayısını azaltır ve pH değerini artırır. Tuzlu su ve sabunlu su, pH'ları sırasıyla 8 ve 12 olan alkali çözeltilere örnektir.

Tamponlar hidrojen iyonlarını emerek veya serbest bırakarak pH'da büyük değişimleri önler. Biyolojik fonksiyonların çoğu nötr pH koşullarında yaklaşık 7,35-7,45 arasında meydana geldiğinden, tamponlar kritiktir. Örneğin, kan çok fazla karbondioksit ile asidik hale gelir. Bikarbonat bir tampon görevi görür ve kanın homeostatik pH'ına geri getirir. Bikarbonat aynı zamanda mideden ince bağırsağa doğru hareket ettikçe mideni tamponlamak için de kullanılır. Onsuz, sindirilmiş gıda asitliği bağırsak astar zarar verebilir.

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter