Поскольку произведение концентраций ионов Н+ и ОН— (носителей кислотных и основных свойств соответственно) при данной температуре постоянно (10—14 при комнатной температуре), нейтральная реакция соответствует рН 7,0 (и, следовательно» концентрация ионов Н+ и ОН— по 10—7 моль/л). При увеличении концентрации [Н+] в растворе рН его уменьшается, а при снижении — увеличивается. Таким образом, все растворы, имеющие рН ниже 7,0— кислоты, выше 7,0 — основания.
Все кислоты, основания и соли в растворах диссоциируют на разноименно заряженные ионы. Например, соляная кислота (НС1) диссоциирует на Н+ и С1—.
Определенная группа веществ может диссоциировать с образованием как ионов Н+, так и гидроксильных ионов ОН— взависимости от того, в каком растворе (щелочном или кислотном) они находятся. В щелочном растворе они отщепляют ион Н+ и ведут себя как кислоты, а в кислом — ОН— и имеют свойства оснований. Такие вещества называются амфотерными электролитами, или амфолитами. Примером подобных веществ могут быть белки.
|
|
Поскольку реакция крови человека слабощелочная (рН 7,4) белки (в том числе гемоглобин) ведут себя как слабые кислоты.
Нормальная концентрация ионов Н+ в крови, которой соответствует рН 7,4, составляет 40 нмоль/л (1 нмоль равен 1-10—9 моль, т. е. миллиардной доле моля). Отношения между рН и [Н+] иллюстрирует табл. 2.1.
Таблица 2.1. Эквивалентные значения рН и Н+ в крови человека
рН | [Н—], нмоль/л |
6,8 | |
7,0 | |
7,2 | |
7,4 | |
7,6 | |
7,8 | |
8,0 |
Следует указать, что ионы водорода присутствуют в крови в виде Н3О+, а не в форме свободного Н+. Следовательно, выражение «в организме накапливаются водородные ионы (Н+)» условно.
В течение суток в организме продуцируется двуокись углерода, количество которой эквивалентно 13000 ммоль водородных ионов. Дополнительно к этому продуцируется 70 ммоль нелетучих (фиксированных) кислот. Это в основном серная и фосфорная кислоты, образующиеся в результате окисления содержащих серу тканевых белков и фосфолипидов, а также значительные количества лактата и ацетоацетата, появляющиеся в результате неполного окисления углеводов и жиров. При нормальном темпе их образования и в нормальных условиях эти кислые продукты должны экскретироваться и практически не смещают рН жидкостных сред человеческого организма.