Toda a vida no planeta é composta de quatro substâncias químicas básicas; carboidratos, lipídios, proteínas e ácidos nucléicos. No núcleo, todas as quatro dessas moléculas contêm carbono e hidrogênio e fazem parte de um ramo da ciência chamado bioquímica que mistura biologia e química orgânica. Enquanto as quatro categorias possuem algumas semelhanças, a inclusão de diferentes grupos de átomos, denominados grupos funcionais, altera completamente a função do químico. Embora muitos desses grupos funcionais não tenham efeito sobre o pH, alguns desses grupos funcionais podem alterar o pH dos fluidos em um organismo. Manter um pH é vital para o bem-estar de um organismo, por isso é importante saber como esses grupos funcionais interagem.

Definição de Ácidos e Bases

Ácidos e bases são partes opostas de uma escala móvel conhecida como pH. A escala de pH mede a quantidade de íons de hidrogênio positivos, daqui em diante H +, que estão em uma solução em relação à quantidade de íons de hidróxido, rotulados como OH-. O ponto médio da escala é pH7 e em pH7, a quantidade de íons H + e íons OH- está em equilíbrio completo. A escala global de pH varia de zero a quatorze. Qualquer coisa que adicione íons H + à solução é chamada ácido e desloca o pH para baixo. Portanto, qualquer pH entre 0 e 6,9 ​​é considerado ácido. Tudo o que doa OH- à solução ou liga os íons H + é considerado uma base e eleva o pH tornando pH 7.1 - 14 básico. Quanto mais distante for o pH do 7, mais prejudicial pode ser uma substância em qualquer direção. O ácido estomacal é pH 2, que é um ácido extremamente forte e a lixívia é uma base extremamente forte para referência.

Grupos funcionais não ácidos

A maioria dos grupos funcionais tem pouco ou nenhum efeito na acidez da molécula. A cetona não tem hidrogênio para doar à solução ou lugares para aceitar o hidrogênio. O hidroxil, que é simplesmente um OH ligado à molécula, poderia perder seu hidrogênio, tornando-o ácido, mas não é assim que a molécula interage normalmente. Um aldeído tem um hidrogênio a perder, mas está ligado a uma molécula de carbono e o carbono nunca gosta de deixar cair seus hidrogênios. Por fim, o sulfidrilo, que é um SH ligado, mais frequentemente gosta de encontrar outros sulfidrilos para se ligar ao invés de doar hidrogênio para a solução. Portanto, nenhum desses grupos é geralmente associado a um nível de acidez.

Carboxil

O grupo funcional carboxila é frequentemente referido como um grupo ácido porque é muito ácido. O oxigênio tem uma eletronegatividade muito alta, o que significa que ele gosta de acumular elétrons. Com o OH no final do carboxi, o oxigênio de dupla ligação geralmente oferece ajuda para acumular os elétrons e o hidrogênio que está ligado simplesmente cai em solução, diminuindo o pH. Grupos carboxílicos são encontrados em ácidos graxos, que formam gorduras, óleos e ceras quando combinados com outras moléculas. Carboxilos também fazem parte de aminoácidos que são os blocos de construção das proteínas.

Fosfato

O grupo fosfato pode doar até dois hidrogênios por molécula, tornando-o muito ácido também. Como dito anteriormente, o oxigênio tem alta eletronegatividade e uma olhada em uma molécula de fosfato mostra que há quatro oxigênios ao redor da molécula de fosfato. Esses quatro oxigênios vão tentar extrair os elétrons que estão sendo compartilhados com as duas ligações OH e os dois hidrogênios geralmente perdem e decaem em solução como íons H +, diminuindo o pH.

Amino

A outra metade dos aminoácidos são os grupos amino. O nitrogênio geralmente funciona como um aceptor de hidrogênio em sistemas biológicos. Em seu estado normal, o grupo amino existe como um nitrogênio e dois hidrogênios, como mostrado aqui, mas pode aceitar outro hidrogênio da solução que faz com que o pH do sistema aumente, tornando-o mais básico. Como a espinha dorsal de todos os aminoácidos é um carboxila, um carbono com um grupo funcional diferente e um grupo amino, o que geralmente acontece é que o carboxila doa seu hidrogênio à solução, mas o grupo amino aceita um hidrogênio da solução, fazendo com que o pH permaneça o mesmo.