Acidi e basi, tamponi, significato biologico del pH e sue variazioni

Biochimica – Lezione 2 – 06-05-2016

Relazione tra K e ΔG_eq

Esiste una relazione tra la K e ΔG_eq: K = e^−ΔG_eq/RT. R è la costante dei gas ideali PV= nRT. T è la temperatura del sistema. Questa relazione indica che c’è una sorta di proporzionalità inversa tra K e ΔG_eq.

Quando ΔG_eq è molto piccolo, avremo un valore di K molto elevato, ovvero il numeratore è molto maggiore (>>) rispetto al denominatore. In questo caso, quindi i prodotti prevalgono sui reagenti, quindi il processo sarà irreversibile.

Se ΔG_eq è invece molto elevato, di conseguenza K sarà piccolissimo. In questo sistema prevarranno allora i reagenti e quindi prevale il processo inverso.

Per ΔG_eq = 0, K sarà uguale a 1 ed è un valore che si può avere per una reazione all’equilibrio.

Acidi e basi

Confrontando tutte le acidità dei vari composti organici ci accorgiamo che solo negli acidi carbossilici abbiamo una differenza di elettronegatività tra idrogeno e ossigeno tale da favorire la scissione eterolitica.

Acidi

Vediamo cosa succede immergendo un acido in acqua. In acqua un acido carbossilico dà luogo a una reazione di dissociazione acida generando mediante una scissione eterolitica un anione monovalente più uno ione idronio. Lo ione idronio si è formato dall’acquisto da parte dell’acqua, con il suo ossigeno, di uno ione idrogeno, mediante un legame dativo.

Un acido in acqua determina dunque un aumento della concentrazione degli ioni idronio, associati all’acidità. Maggiore è la concentrazione degli ioni idronio in acqua, maggiore sarà la sua acidità.

Fenomeni in acqua

Gli ioni idronio sono già presenti in acqua, dovuta all’autoprotolisi dell’acqua. Questo fenomeno spiega la condicubilità dell’acqua pura. Al contrario, se in una soluzione acquosa abbiamo un aumento degli ioni ossidrilici avremo un aumento della basicità.

Livello mitocondriale

A livello mitocondriale (membrana interna, matrice mitocondriale, membrana esterna, spazio intermembrana), nella catena di trasporto degli elettroni, i protoni H vengono estrusi dalla matrice e passano nello spazio intermembrana. I protoni H si legheranno all’acqua formando così uno ione idronio. In questo processo avviene un’acidificazione dello spazio intermembrana e una basificazione della matrice. A livello della matrice avremo valori di pH più alti.

Un acido può cedere il suo protone solo se in presenza di una base forte che possa accettarlo.