كيف تأثر الإنزيمات بتغير الأس الهيدروجيني؟
ولكل إنزيم رقم هيدروجيني أمثل (Optimum pH) لنشاطه والابتعاد عن هذه القيمة يقلل من نشاط الإنزيم.
الرقم الهيدروجيني الأمثل للإنزيمات عادة يكون في مدى ضيق، ولكن الإنزيمات ممكن أن تكون نشطة في حدود (2 أو 3) وحدات عن الرقم الهيدروجيني الأمثل.
تغيرات نشاط الإنزيم:
التغير في نشاط الإنزيم نتيجة لتغير في الرقم الهيدروجيني ناجم عن التغير في تأين الإنزيم أو مادة التفاعل أو المعقد (الإنزيم + مادة التفاعل)، مما يؤدي إلى التغير في تشكيلة الإنزيم (Enzyme conformation) وتشكيلة مادة التفاعل والتغير في موقع التميز وموقع النشاط للإنزيم.قيمة الرقم الهيدروجيني:
معظم الإنزيمات يكون الرقم الهيدروجيني الأمثل (pH) لنشاطها بين قيمة (4.5-8) مثل إنزيم (amylase) (4.5pH).
ولكن بعض الإنزيمات يكون لها رقم هيدروجيني منخفض أو مرتفع مثل إنزيم (pepsin) (1.8 pH) وإنزيم (Lipoxygenase) (pH 9) وإنزيم (arginase) (10 pH).
في الكيمياء، الرقم الهيدروجيني، الذي يدل تاريخيا على "إمكانات الهيدروجين" (أو "قوة الهيدروجين")، هو مقياس يستخدم لتحديد حموضة أو أساسيات محلول مائي.
قياس المحاليل الحمضية:
يتم قياس الحلول الحمضية (المحاليل ذات التركيزات الأعلى من أيونات H+) لتكون قيم الأس الهيدروجيني المنخفضة من الحلول الأساسية أو القلوية.
مقياس الرقم الهيدروجيني هو لوغاريتمي ويشير عكسيا إلى تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول.
{\ displayStyle {\ ce {ph}} =-\ log (a _ {\ ce {h+}}) =-\ log ([{{\ ce+}}]/{\ ce {m}})} {\ \ DisplayStyle {\ ce {ph}}} =-\ log (a _ {\ ce {h+}}) =-\ log ([{\ ce {h+}}]/{\ ce {m}})}}
حيث m = mol dm - 3. عند 25 درجة مئوية (77 درجة فهرنهايت)، تعد المحاليل التي تحتوي على درجة الحموضة أقل من 7 حمضية، وحلول ذات درجة الحموضة أكبر من 7 أساسية.
قياس درجة الحموضة:
الحلول التي تحتوي على درجة الحموضة من 7 في درجة الحرارة هذه محايدة (مثل الماء النقي).
تعتمد القيمة المحايدة للأس الهيدروجيني على درجة الحرارة - حيث تكون أقل من 7 إذا زادت درجة الحرارة أعلى من 25 درجة مئوية.
يمكن أن تكون قيمة الرقم الهيدروجيني أقل من 0 للأحماض القوية المركزة للغاية، أو أكبر من 14 لقواعد قوية مركزة للغاية.
يمكن تتبع مقياس الرقم الهيدروجيني إلى مجموعة من الحلول القياسية التي يتم تأسيس درجة الحموضة بالاتفاق الدولي.
يتم تحديد القيم القياسية للأس الهيدروجيني الأولية باستخدام خلية تركيز مع انتقال، عن طريق قياس الفرق المحتمل بين قطب الهيدروجين والقطب القياسي مثل قطب كلوريد الفضة.
يمكن قياس درجة الحموضة من المحاليل المائية باستخدام قطب زجاجي ومقياس الأس الهيدروجيني، أو مؤشر تغيير الألوان.
تعد قياسات الرقم الهيدروجيني مهمة في الكيمياء، والزراعة، والطب، ومعالجة المياه، والعديد من التطبيقات الأخرى.
التطبيقات:
الماء النقي محايد. عندما يذوب الحمض في الماء ، سيكون الرقم الهيدروجيني أقل من 7 (25 درجة مئوية).
عندما يتم إذابة قاعدة، أو قلوية، في الماء، فإن الرقم الهيدروجيني سيكون أكبر من 7.
محلول حمض قوي، مثل حمض الهيدروكلوريك، في التركيز 1 مول DM - 3 له درجة الحموضة 0.
محلول قوي القلويات، مثل هيدروكسيد الصوديوم، في التركيز 1 مول DM - 3، لديه درجة الحموضة 14.
وبالتالي، فإن قيم الرقم الهيدروجيني المقاسة في الغالب في النطاق من 0 إلى 14، على الرغم من أن قيم الأس الهيدروجيني السلبية وقيمها أعلى من 14 ممكنة تمامًا.
نظرًا لأن الرقم الهيدروجيني هو مقياس لوغاريتمي، فإن اختلاف وحدة درجة الحموضة واحدة يعادل اختلاف عشرة أضعاف في تركيز أيون الهيدروجين.
الرقم الهيدروجيني للحياد ليس بالضبط 7 (25 درجة مئوية)، على الرغم من أن هذا تقريب جيد في معظم الحالات.
يتم تعريف الحياد على أنه الشرط الذي [H+] = [OH−] (أو الأنشطة متساوية). نظرًا لأن التأمين الذاتي للمياه يحمل نتاج هذه التركيز [H+]/M × [OH-]/M = KW ، يمكن ملاحظة أنه عند الحياد [H+]/M = [OH-]/M = √KW، أو درجة الحموضة = PKW/2. تبلغ PKW حوالي 14 عامًا ولكنها تعتمد على القوة الأيونية ودرجة الحرارة، وبالتالي فإن درجة الحموضة من الحياد كذلك. الماء النقي ومحلول كلوريد الصوديوم في الماء النقي محايدون، لأن تفكك الماء ينتج أعدادًا متساوية من كلا الأيونات.
ومع ذلك، فإن الرقم الهيدروجيني لمحلول كلوريد الصوديوم المحايد سيكون مختلفًا قليلاً عن ماء نقي محايد لأن نشاط أيونات الهيدروجين والهيدروكسيد يعتمد على القوة الأيونية، لذلك يختلف KW مع القوة الأيونية.
إذا تعرض الماء النقي للهواء، يصبح حمضًا معتدلًا.
وذلك لأن الماء يمتص ثاني أكسيد الكربون من الهواء، والذي يتم تحويله ببطء إلى أيونات البيكربونات والهيدروجين (إنشاء حمض الكربونيك بشكل أساسي).
