生命的化学
pH 与缓冲液
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尝一口柠檬汁,嘴会发酸发紧;尝一点小苏打,则苦涩而滑腻。柠檬是酸性的,小苏打是碱性的。pH 就是把任何水溶液定位在这条标度上的数字,而缓冲液则是让细胞不至于向任一端滑得太远的安全系统。
pH 衡量溶液中游离氢离子的多少——通俗地说,就是水释放出的多余正电荷有多少。标度从 0 到 14:数值低表示游离氢离子多、溶液强酸性,数值高表示极少、溶液呈碱性,7 为中性,如同纯水。这条标度是对数的,因此每相差一个单位就是十倍的变化;pH 4 的酸性是 pH 5 的十倍。缓冲液是一对化学物质:加入酸时它吸收多余的氢离子,加入碱时又释放氢离子,使 pH 几乎不动。
这之所以重要,是因为生命分子对 pH 极其敏感。蛋白质,尤其是酶,只能在狭窄的 pH 范围内工作,超出范围便丧失形状。你的血液被缓冲在 pH 7.4 附近,哪怕偏移零点几都可能危及生命。缓冲液正是把细胞化学维持在可存活范围内的无名英雄。
当你屏住呼吸,二氧化碳积聚本会使血液酸化,但碳酸氢盐缓冲系统吸收了这一变化,使你的 pH 在你呼气之前仍稳定在 7.4 附近。
血液的碳酸氢盐缓冲守护着一个极狭窄的 pH 窗口,生存系于其中。
由于 pH 标度是对数的,切勿把数字当作普通的等距:pH 3 并非比 pH 6 酸一点点,而是酸一千倍。
又称
另见