Toute la vie sur la planète est composée de quatre produits chimiques de base; les hydrates de carbone, les lipides, les protéines et les acides nucléiques. À la base, ces quatre molécules contiennent du carbone et de l'hydrogène et font partie d'une branche de la science appelée biochimie qui mélange la biologie et la chimie organique. Alors que les quatre catégories ont quelques similitudes, l'inclusion de différents groupes d'atomes, appelés groupes fonctionnels, change complètement la fonction du produit chimique. Alors que beaucoup de ces groupes fonctionnels n'ont aucun effet sur le pH, certains de ces groupes fonctionnels peuvent déplacer le pH des fluides dans un organisme. Le maintien d'un pH est vital pour le bien-être des organismes, 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 connue comme pH. L'échelle de pH mesure la quantité d'ions hydrogène positifs, dorénavant H +, qui sont dans une solution par rapport à la quantité d'ions hydroxyde, étiquetés OH-. Le point médian de l'échelle est pH7 et à pH7, la quantité d'ions H + et d'ions OH- est complètement équilibrée. L'échelle de pH globale va de zéro à quatorze. Tout ce qui ajoute des ions H + à la solution est appelé un acide et il déplace le pH plus bas. Par conséquent, tout pH compris entre 0 et 6,9 est considéré comme acide. Tout ce qui donne OH- à solution ou lie les ions H + est considéré comme une base et augmente le pH rendant pH 7.1 - 14 basique. Plus le changement de pH est important, plus la substance peut être dommageable dans les deux sens. L'acide gastrique est pH 2, qui est un acide extrêmement fort et la lessive est une base extrêmement forte pour 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 des endroits pour accepter l'hydrogène. L'hydroxyle, qui est simplement un OH attaché à la molécule, pourrait théoriquement perdre son hydrogène, le rendant acide, mais ce n'est pas ainsi que la molécule interagit normalement. Un aldéhyde a un hydrogène à perdre mais il est relié 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 souvent que d'autres sulfhydryles se lient avec, contrairement à donner de l'hydrogène à la solution. Par conséquent, aucun de ces groupes n'est habituellement associé à un niveau d'acidité.

Carboxyl

Le groupe fonctionnel carboxyle est souvent appelé groupe acide parce qu'il est très acide. L'oxygène a une très forte électronégativité, ce qui signifie qu'il aime accumuler des électrons. Avec l'OH sur l'extrémité du carboxy, l'oxygène à double liaison offre généralement une assistance pour thésauriser les électrons et l'hydrogène qui est attaché tombe 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 avec d'autres molécules. Les carboxyles font également partie des acides aminés qui sont les éléments constitutifs des protéines.

Phosphate

Le groupe phosphate peut donner jusqu'à deux hydrogènes par molécule, ce qui le rend très acide. Comme indiqué précédemment, l'oxygène a une haute électronégativité et un regard sur une molécule de phosphate montre qu'il y a quatre oxygènes entourant la molécule de phosphate. Ces quatre oxygènes vont essayer de tirer les 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.

L'autre moitié des 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 montré ici, mais il peut accepter un autre hydrogène de la solution qui provoque l'élévation du pH du système, le rendant plus basique. Comme le squelette de tous les acides aminés est un carboxyle, un carbone avec un groupe fonctionnel différent et un groupe amino, ce qui se passe habituellement, c'est que le carboxyle donne son hydrogène à la solution, mais le groupe amino accepte un hydrogène de la solution. le même.