生化小课 | pH值表示H+和OH -的浓度

水的离子积Kw是pH值的基础(表2-5)。这是一种方便的方法，可以在1.0 M H+和1.0 M OH−之间的范围内指定任何水溶液中H+(以及OH−)的浓度。符号p表示的是负对数。术语pH由表达式定义

对于25℃的精确中性溶液，其中氢离子的浓度为1.0 × 10−7 M，则pH值可计算为:

注意H+的浓度必须用摩尔(M)表示。

精确中性溶液的pH值7不是随意选取的数字;它来源于水在25°C时离子积的绝对值，巧合的是，这是一个整数。pH值大于7的溶液为碱性溶液;OH−的浓度大于H+的浓度。相反，pH值小于7的溶液是酸性的。

请记住pH值是对数刻度，而不是算术刻度。说两种溶液的pH值相差1个pH单位，意味着一种溶液的H+浓度是另一种溶液的10倍，但这并没有告诉我们差异的绝对大小。图2-14给出了一些常见含水液体的pH值。可乐饮料(pH值3.0)或红酒(pH值3.7)的H+浓度大约是血液(pH值7.4)的10,000倍。

在化学或临床实验室中，用玻璃电极精确测定pH值，该电极对H+浓度选择性敏感，但对Na+、K+和其他阳离子不敏感。在pH计中，将玻璃电极置于测试溶液中的信号放大，并与精确已知pH值的溶液产生的信号进行比较。

pH值的测定是生物化学中最重要和最常用的方法之一。pH值会影响生物大分子的结构和活性，因此pH值的微小变化会引起蛋白质结构和功能的巨大变化。测量血液和尿液的pH值通常用于医学诊断。例如，患有严重、无法控制的糖尿病的人，其血浆pH值通常低于正常值7.4;这种情况被称为酸中毒。在某些其他疾病中，血液的pH值高于正常水平，这种情况被称为碱中毒。极端酸中毒或碱中毒可危及生命。

Principles of Biochemistry

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