甚么是 pH 值？

pH 是水溶液甜度或Cogl的量测。

任何人水溶液的甜度或Cogl都由其氢原子含量表述。

因而，从微积分上讲，pH 是氢原子含量以 10 为底的负指数函数。

在生物化学中，任何人化学物质的含量都用圆括号则表示。

比如，[X] 则表示X 的含量。

pH = -log 10 [H + ]

因此，采用上四节中如是说的小量拓扑：

10 -pH = [H + ]

这是两个方便快捷的表单，因而您能看见这三个方程组怎样互相关连。

表 1。 pH 值与氢原子含量 [H + ] 间的亲密关系。

因而，pH值对水溶液的甜度展开名列。

甚么是 pKa？

那时他们有了甚么是 pH 值？的标准答案。让他们竭尽全力探讨 pKa。

pKa 是生物化学或阴离子的甜度或Cogl的量测。

生物化学或阴离子的甜度或Cogl能透过三种形式表述：

拒绝接受或捐献氢原子的潜能。

拒绝接受或捐献氧原子的潜能。

请读懂，电子零件孤对不参予气相反应。这三个表述归属于各别的方法论：

Brønsted-Lowry 电解质方法论。

弗朗西斯电解质方法论。

绝对清楚：

Brønsted-Lowry 酸很容易提供氢原子。

Brønsted-Lowry 碱很容易拒绝接受氢原子。

弗朗西斯酸很容易提供一对电子零件。

弗朗西斯碱很容易拒绝接受一对电子零件。

有三个表述似乎没有必要，但实际上非常有用。

比如，残基组氨酸、赖氨酸和精氨酸是弗朗西斯碱基。这是因为他们都能捐献一对孤电子零件。来自咪唑侧链上非离域孤对的组氨酸；赖氨酸来自末端胺基，精氨酸来自胍基。

盐酸 (HCl) 是一种强 Brønsted-Lowry 酸，而氢氧化钠 (NaOH) 是一种强 Brønsted-Lowry 碱。

在微积分上，pKa 表述为酸解离常数 Ka 的负指数函数。

在竭尽全力之前，让他们快速回顾一下 Ka。

酸解离常数 Ka 的复习

他们能取任何人酸并将其标记为HA，其中 H 是与共轭碱 A 相关的氢原子。

在水溶液中，HA 将解离成自由氢原子 H +和自由共轭碱 A –。采用已经提到的圆括号符号，他们能写：

HA -> H + + A -

鉴于必须遵守生物化学计量，采用已经描述的圆括号符号，他们能写：

[HA] = [H + ][A – ]

当达到平衡时，产物和反应物的含量不再变化。所以产物与反应物的比例也没有改变。

产物：反应物的比例是恒定的。这是酸解离常数，Ka。

Ka = [H + ][A – ]/[HA]

Ka值越大，产物：反应物的比例越高。

也就是说，Ka 值越高，水溶液中的自由氢原子就越多。

根据表述，这意味着 Ka 值越大，他们处理的酸越强。

请读懂——强酸比弱酸具有更大的 Ka 值。

pKa 进一步解释

那时他们知道了 Ka 是甚么，他们能理解 pKa。

还记得前面给出的表述吗？ pKa 表述为酸解离常数的负指数函数。

或者，换句话说，pKa 是 Ka，pH 是氢原子含量。

而且他们刚才说了，Ka值越大，他们处理的酸越强。

当他们采用负指数函数来计算 pKa 时，这种亲密关系就会颠倒过来。

Ka 越大——酸越强。

pKa 越小——酸越强。

肯定会混淆，但它会沉入其中。

总之，pKa 是衡量生物化学或阴离子提供氢原子的难易程度。它越容易做到这一点，生物化学或阴离子的酸性越强。

每种生物化学化学物质都有两个独特的 pKa 值（或一组 pKa 值，如果它能捐献两个以上的氢原子）。

重要的是要读懂甜度是相对的。

如果您将醋酸等弱酸与水混合，醋酸会提供两个氢原子。如果您混合添加更强的酸，比如 HCl，乙酸分子将开始拒绝接受 HCl 提供的氢原子。也就是说，乙酸将充当碱。

这都是相对的（与pKa！）

图 1。三种三元酸：柠檬酸和磷酸。 甚么是 pH 值的标准答案也需要了解 pKa，因为后者突出了甜度的相对亲密关系。 （图片来源：托马斯·沃里克。）

每种酸的每个分子都能提供三个氢原子（因而是三氢原子）。所以这三种分子都有三个 pKa 值——每个氢原子供体组两个。

当两个氢原子被去除时，另外三个变得更难去除。这就是为甚么随着每个氢原子的去除，相应的 pKa 值会变得更高。

这也是为甚么他们能透过混合不同比例的磷酸二氢钠和磷酸氢二钠来制备特定 pH 值的缓冲水溶液。

一元形式有三个氢原子剩余因此是相对酸性的。

二元形式有两个氢原子剩余，是相对基本的。

有用，嗯！

甚么是 pI？

pI（或等电点）是分子没有净电荷时的 pH 值。

在微积分上，它被表述为分子的 pKa 值的平均值。

简单的！

因而，蛋白质的 pI 由每个氨基组成氨基酸的 pKa 决定。

然而，蛋白质折叠的事实使情况有些复杂。

虽然每个氨基酸都有自己的 pKa（因而 pI），但它们会随着接近它的其他氨基酸的数量而变化。

请读懂，甜度是相对的。

这是蛋白质结构对其功能至关重要的另两个原因！

短多肽（比如只有三个或三个氨基酸长的多肽）的 pI 是每个氨基酸的平均 pKa。

然而，真正的蛋白质更难计算 pI。

幸运的是，聪明的研究人员已经意识到从初级序列计算等电点的好处。这导致了执行此功能的有用服务器！

如果您想对蛋白质样品展开离子交换色谱或展开一些等电聚焦，这将非常有用。

关于等电点的其他一些可能对您有用的事实：

大多数蛋白质在生理 pH 值 (~ 7.4) 下带负电荷。

pI 也是蛋白质溶解度最低的 pH 值。