Sisu
Kogu elu planeedil koosneb neljast põhikemikaalist; süsivesikud, lipiidid, valgud ja nukleiinhapped. Tuumikus sisaldavad kõik need neli molekuli süsinikku ja vesinikku ning on osa teaduse haru, mida nimetatakse biokeemiaks, mis segab bioloogiat ja orgaanilist keemia. Kuigi neljal kategoorial on mõningaid sarnasusi, muudab erinevate aatomirühmade, mida nimetatakse funktsionaalrühmadeks, kaasamine täielikult kemikaali funktsiooni. Kuigi paljud neist funktsionaalsetest rühmadest ei mõjuta pH-d, võivad mõned neist funktsionaalsetest rühmadest organismis vedelike pH-d nihutada. PH säilitamine on organismide heaolu jaoks ülioluline, seetõttu on oluline teada, kuidas need funktsionaalrühmad mõjutavad.
Hapete ja aluste määratlus
Happed ja alused on libiseva skaala, mis on tuntud kui pH, vastandlikud osad. PH skaala mõõdab positiivsete vesinikuioonide, edaspidi H +, kogust, mis on lahuses OH- märgistatud hüdroksiidioonide koguse suhtes. Skaala keskpunkt on pH7 ja pH7 korral on H + ioonide ja OH-ioonide kogus täielikus tasakaalus. Üldine pH skaala on vahemikus null kuni neliteist. Kõik, mis lisab lahusele H + ioone, nimetatakse happeks ja see nihutab pH madalamaks. Seetõttu loetakse mis tahes pH vahemikku 0–6,9 happeliseks. Kõik, mis anneerib lahusele OH- või seob H + ioone, peetakse aluseks ja tõstab pH, muutes pH 7,1–14 aluseliseks. Mida kaugemale pH väärtus nihkub 7-st, seda kahjulikum võib aine olla kummaski suunas. Maohappe pH on 2, mis on eriti tugev hape ja leelis on võrdluseks eriti tugev alus.
Mitte happelised funktsionaalrühmad
Enamikul funktsionaalsetel rühmadel on molekuli happesusele vähene mõju või puudub see üldse. Ketoonil pole vesinikke, mida lahusele annetada, ega vesiniku vastuvõtmise kohti. Hüdroksüül, mis on lihtsalt molekuli külge kinnitatud OH, võib arvatavasti kaotada oma vesiniku, muutes selle happeliseks, kuid molekuli normaalne vastasmõju ei toimi. Aldehüüdil on kaotada vesinikku, kuid see on ühendatud süsiniku molekuliga ja süsinikule ei meeldi kunagi vesinike tilk. Ja lõpuks, sulfhüdrüül, mis on SH-ga seotud, meeldib sagedamini leida teisi sulfhüdrüülide seostumiseks, mitte lahuse vesiniku annetamiseks. Seetõttu pole ükski neist rühmadest tavaliselt seotud happesuse tasemega.
Karboksüül
Karboksüülfunktsionaalrühma nimetatakse sageli happerühmaks, kuna see on väga happeline. Hapnikul on väga suur elektronegatiivsus, mis tähendab, et talle meeldib elektronide kogumine. Kui OH on karboksü otsas, pakub kaksiksidemega hapnik tavaliselt abi elektronide kogumisel ja kinnitatud vesinik langeb lihtsalt lahusesse, alandades pH taset. Karboksüülrühmi leidub rasvhapetes, mis koos teiste molekulidega moodustavad rasvu, õlisid ja vahasid. Karboksüülrühmad on ka osa aminohapetest, mis on valkude ehitusplokid.
Fosfaat
Fosfaatrühm võib annetada kuni kaks vesinikku molekuli kohta, muutes selle ka väga happeliseks. Nagu varem öeldud, on hapnikul kõrge elektronegatiivsus ja fosfaatmolekuli üks pilk näitab, et fosfaatmolekuli ümber on neli hapnikku. Need neli hapnikku proovivad tõmmata elektrone, mida jagatakse kahe OH-sidemega. Need kaks vesinikku kaotavad ja langevad tavaliselt lahusesse H + ioonidena, alandades pH taset.
Amino
Aminohapete teine pool on aminorühmad. Lämmastik toimib bioloogilistes süsteemides sageli vesiniku aktseptorina. Normaalses olekus on aminorühm lämmastiku ja kahe vesiniku kujul, nagu siin näidatud, kuid see võib lahusest võtta vastu teise vesiniku, mis põhjustab süsteemi pH tõusu, muutes selle aluselisemaks. Kuna kõigi aminohapete selgroog on karboksüül, erineva funktsionaalrühmaga süsinik ja aminorühm, juhtub tavaliselt see, et karboksüül doonib vesiniku lahuseks, kuid aminorühm võtab lahusest vesiniku, hoides pH üldist väärtust sama.