Inhoud
De pH-meting, kort voor potentiometrische waterstofionenconcentratie, is een belangrijk concept in de chemie dat het zuurgraadniveau van een oplossing meet. Omdat biologische systemen een gezond evenwicht nodig hebben tussen de factoren om in te werken, kunnen veranderingen in de pH-waarde levende systemen verstoren.
pH niveaus
In de chemie is zuur elke verbinding die de activiteit van waterstofionen (waterstof met een elektrische lading) verhoogt wanneer opgelost in water. Zuren veroorzaken vaak reacties met andere verbindingen, wat we kennen als zuurgraad. Basen of alkalische verbindingen daarentegen verhogen de activiteit van hydroxide-ionen (zuurstof gebonden aan waterstof) wanneer opgelost in water. De pH van een persoon wordt beoordeeld op een 14-puntsschaal. Zuiver water heeft een neutrale pH van bijna 7,0 bij 77 graden Fahrenheit. Oplossingen die minder zijn dan deze zijn zuur, terwijl iets groters basisch is. Elk volgend nummer vertegenwoordigt een tienvoudig verschil met het vorige.
Homeostase op zuurbasis
Zuur-base homeostase is de functie waarmee normale pH-waarden in een organisme worden gehandhaafd. Veel belangrijke buffermiddelen werken om onevenwichtigheden te reguleren. In het bicarbonaatbuffersysteem kan bijvoorbeeld koolstofdioxide worden gecombineerd met water om koolzuur te vormen, dat dissocieert om een waterstofion en bicarbonaat te vormen. De omgekeerde reactie kan optreden als deze wordt gekatalyseerd door een enzym. Dit kan de zuurgraad of baseniveaus verhogen afhankelijk van de behoefte. Om de hoeveelheid koolstofdioxide in omloop te houden, veranderen de ademhalingsfuncties zodat een evenwicht kan worden bereikt.
pH-waarden in bloed
Bloed moet binnen het zorgvuldige bereik van 7,35 tot 7,45 blijven. Overmaat zuur in het bloed staat bekend als acidose en overmaat base staat bekend als alkalose. Elke afwijking van de pH-waarde van het bloed kan de lading veranderen die rode bloedcellen uit elkaar houdt en de functie of gezondheid van andere organen en systemen in het lichaam veranderen. Omdat botten vaak worden gebruikt als minerale bron voor pH-buffering, zijn ze bijvoorbeeld gevoelig voor veranderingen in de pH-waarde van het bloed. Afwijkingen kunnen de botdichtheid veranderen.
Maagzuur
Een veel voorkomend gebruik van zuur in een organisme is maagzuur in de maag, dat voornamelijk bestaat uit zoutzuur in combinatie met kaliumchloride en natriumchloride. Het pH-niveau is 1 tot 2. Wanneer voedsel wordt opgenomen in de maag, beginnen zuren een eiwitstructuur af te breken en vervolgens de bindingen. Antacida-tabletten kunnen overtollig maagzuur neutraliseren als dit ongemak veroorzaakt.
Aquatische omgevingen
Lage pH kan de balans van natrium en chloride in het bloed van waterdieren veranderen. Waterstofionen worden in een cel opgenomen bij het verlies van natrium, wat de dood kan veroorzaken door ademhalingsfalen of het verlies van regulatie in osmotische druk. Een pH-niveau lager dan 4,5 kan verwoestend zijn voor aquatische omgevingen, maar hogere niveaus kunnen ook nadelige biologische effecten veroorzaken.