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Toute la vie sur la planète est composée de quatre produits chimiques de base; glucides, lipides, protéines et acides nucléiques. Au centre, ces quatre molécules contiennent du carbone etl'hydrogène et font partie d'une branche de la science appelée biochimie qui mélange la biologie et la chimie organique. Bien que les quatre catégories présentent certaines similitudes, l’inclusion de différentsdes groupes d'atomes, appelés groupes fonctionnels, modifient complètement la fonction du produit chimique. Nombre de ces groupes fonctionnels n’ont pas d’effet sur le pH, mais certains de ces groupes peuventchanger le pH des fluides dans un organisme. Le maintien d'un pH est essentiel au bien-être d'un organisme. Il est donc important de savoir comment ces groupes fonctionnels interagissent.
Définition des acides et des bases
Les acides et les bases sont des parties opposées d'une échelle mobile appelée pH. L'échelle de pH mesure la quantité d'ions hydrogène positifs, désormais H +, qui se trouvent dans une solution par rapport auquantité d'ions hydroxydes, marquée OH-. Le point médian de l'échelle est pH7 et à pH7, la quantité d'ions H + et OH- est parfaitement équilibrée. Les gammes d'échelle de pH globalesde zéro à quatorze. Tout ce qui ajoute des ions H + à la solution s'appelle un acide et abaisse le pH. Par conséquent, tout pH compris entre 0 et 6,9 est considéré comme acide. N'importe quoiqui donne de l’OH- à la solution ou lie les ions H + est considéré comme une base et augmente le pH, ce qui rend le pH de 7,1 - 14 basique. Plus le pH est éloigné de 7, plus il est dommageableune substance peut être dans les deux sens. L'acide gastrique a un pH de 2, qui est un acide extrêmement fort et la lessive est une base extrêmement forte comme référence.
Groupes fonctionnels non acides
La plupart des groupes fonctionnels ont peu ou pas d’effet sur l’acidité de la molécule. La cétone n'a pas d'hydrogène à donner à la solution ou à des endroits où accepter l'hydrogène. L'hydroxyle,qui est simplement un OH attaché à la molécule, pourrait éventuellement perdre son hydrogène, le rendant acide, mais ce n’est pas ainsi que la molécule interagit normalement. Un aldéhyde aun hydrogène à perdre mais il est connecté à une molécule de carbone et le carbone n'aime jamais laisser tomber ses hydrogènes. Enfin, le sulfhydryle, qui est un SH attaché, aime plus souventtrouver d'autres sulfhydryles à lier par opposition à donner de l'hydrogène à la solution. Par conséquent, aucun de ces groupes n'est généralement associé à un niveau d'acidité.
Carboxyle
Le groupe fonctionnel carboxyle est souvent appelé groupe acide car il est très acide. L'oxygène a une très grande électronégativité, ce qui signifie qu'il aime accumuler les électrons.Avec l’OH sur l’extrémité du carboxy, l’oxygène lié double aide généralement à garder les électrons en réserve et l’hydrogène ainsi lié tombe tout simplement en solution,abaissant le pH. Les groupes carboxyle se trouvent dans les acides gras, qui forment des graisses, des huiles et des cires lorsqu'ils sont combinés à d'autres molécules. Les carboxyles font également partie des acides aminés quisont les blocs de construction de protéines.
Phosphate
Le groupe phosphate peut donner jusqu'à deux hydrogènes par molécule, ce qui le rend également très acide. Comme indiqué précédemment, l'oxygène aune électronégativité élevée et un regard sur une molécule de phosphate montrent qu'il y a quatre oxygènes entourant la molécule de phosphate. Ces quatre oxygènes vont essayer de tirer leles électrons qui sont partagés avec les deux liaisons OH et les deux hydrogènes perdent et tombent en solution sous forme d'ions H +, abaissant le pH.
Amino
L'autre moitié deles acides aminés sont les groupes amino. L'azote fonctionne souvent comme un accepteur d'hydrogène dans les systèmes biologiques. Dans son état normal, le groupe amino existe sous forme d'azote et de deux atomes d'hydrogène,comme indiqué ici, mais il peut accepter un autre hydrogène provenant de la solution, ce qui entraîne une augmentation du pH du système, le rendant ainsi plus basique. Puisque l’épine dorsale de tous les acides aminés est un carboxyle,un carbone avec un groupe fonctionnel différent et un groupe amino, ce qui se produit habituellement, c’est que le carboxyle cède son hydrogène à la solution mais que le groupe amino accepte un hydrogène desolution rendant le pH global reste le même.