Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Гэлстон А. -> "Жизнь зеленого растения" -> 21

Жизнь зеленого растения - Гэлстон А.

Гэлстон А., Девис П., Сэттер Р. Жизнь зеленого растения — М.: Мир, 1983. — 552 c.
Скачать (прямая ссылка): jiznzelenogorasteniya1983.djvu
Предыдущая << 1 .. 15 16 17 18 19 20 < 21 > 22 23 24 25 26 27 .. 201 >> Следующая

Когда биохимики выделяют какие-нибудь органеллы или вещества из растительных клеток, они всегда следят за тем, чтобы экстрагирующая среда была соответствующим образом забуфе- рена (обычно в пределах pH 6—8), т. е. чтобы содержащиеся в клеточных вакуолях кислоты были нейтрализованы, так как в противном случае может произойти денатурация клеточных ферментов. Рост растений в большой степени зависит от pH почвенного раствора, главным образом потому, что именно pH определяет доступность находящихся в почве питательных веществ, а крайние значения pH могут обусловливать также и токсические эффекты (оптимальным для роста оказывается обычно pH, близкий к нейтральному; см. гл. 7 и 14).
Титруемая кислотность. Истинную кислотность растительного сока выражают через концентрацию водородных ионов, а титруемую кислотность определяют по количеству щелочи, расходуемой на нейтрализацию сока (на доведение его pH до 7). Предсказать титруемую кислотность по концентрации водородных ионов невозможно, потому что в растительном соке содержатся слабые кислоты, у которых степень диссоциации мала. Истинная кислотность равна титруемой лишь в том случае, если кислота полностью диссоциирована, т. е. если это сильная кислота. По определению
1,0 н. НС1 = 1 г-атом/л (титруемая кислотность),
[Н+] в 1 н. НС1 = 1, или 10° М.
При полной диссоциации 1 н. НС1 соответствует pH 0, поскольку —lg 1 = 0. (В действительности, однако, диссоциация не бывает полной и 1,0 н. НС1 соответствует pH 0,10.)
Слабой кислотой называют такую кислоту, у которой диссоциирована лишь небольшая часть молекул. В 1 н. уксусной кислоте (СН3СООН) доля диссоциированных молекул составляет всего 0,42%.
0,42
[№] в 1 и. СН3<ЮОН = —-щ—х 1 = 0,0042, или 10-*,®’.
Таким образом, 1 н. СНзСООН, соответствует pH 2,37, поскольку —lg 0,0042 = 2,37.
Однако, хотя истинная кислотность 1 н. НС1 в 200 с лишним раз выше, чем у 1 н. CH3GOOH, на титрование равных объемов этих растворов расходуется одно и то же количество щелочи. Дело в том, что, по мере того как щелочь связывает ионы Н+ в растворе уксусной кислоты, часть ранее недиссоции- рованных молекул уксусной кислоты диссоциирует, так что общее количество диссоциированной формы все время поддерживается на уровне >0,42%, Иными словами, количество ионов Н+ в растворе непрерывно пополняется, пока все потенциально присутствовавшие в :нем жшы Н+ не будут связаны щелочью.
Буферы. В растительных клетках содержатся так называемые буферы — смеси веществ, способные поддерживать pH на! постоянном уровне. У слабой кислоты почти все ее титруемые водородные ионы присутствуют в виде потенциальных ионов Н+. Поэтому если приготовить смесь из такой кислоты и какой- нибудь ее соли, то даже при добавлении больших количеств Н+- или ОН~-ионов pH среды будет оставаться практически постоянным. Подобную смесь называют «буфером» за ее способность предотвращать изменения pH. Для слабой кислоты НА (где А означает любой анион, например ацетат)
ШйР = Я(констаиТа диссоциации).
В состоянии равновесия отношение между недиссоциирован- ными молекулами и ионами остается постоянным; у слабой кислоты оно может быть, например, равно 9НА: 1Н+ : 1А_. С добавлением того или иного основания равновесие нарушается, так как вводятся ОН_-ионы, связывающие ионы Н+. Однако характерное для равновесия отношение немедленно снова восстанавливается благодаря диссоциации некоторой части молекул НА, запас которых очень велик; поэтому концентрация водородных ионов [Н+] остается практически неизменной.
Для того чтобы pH не менялся также и при добавлении ионов Н+, буфер должен иметь еще и резерв анионов (А-). С этой целью к нему добавляют соль слабой кислоты, диссоциирующуюся в высокой степени; для NaA, например, отношение недиссо- циированных молекул к ионам может быть равно 1 NaA:9Na+:
: 9 А~. Когда кислоту и соль смешивают, устанавливается новое равновесие, но содержание недиссоциированных молекул НА (источник ионов Н+, способных соединяться с ОН_-ионами) и анионов А- (способных соединяться с ионами Н+) остается высоким. При равных количествах кислоты и соли pH будет поддерживаться на постоянном уровне. Если, например, добавить одну каплю концентрированной НС1 к 1 л воды, то это снизит pH на 3,7 ед; но если то же количество НС1 добавить к 1 л буфера, состоящего из 0,1 н. слабой кислоты и ее соли, то добавление НС1 практически вообще не окажет влияния на pH. Именно таким образом забуферено содержимое клеточных вакуолей: в нем присутствуют органические кислоты, например лимонная или яблочная, и одновременно соли этих кислот.
Буферы в протоплазме. В протоплазме главными буферами служат белки и аминокислоты, потому что суммарный заряд аминокислот может быть как положительным, так и отрицательным, в зависимости от pH. Добавляемые ионы Н+ присоединяются к карбоксильным группам молекулы, а добавляемые чоны ОН- соединяются с ионами Н+, отщепляющимися от ее аминогрупп. Для того чтобы представить себе это, следует обратиться к общей формуле аминокислот, изображенной на рис. 2.12.
Предыдущая << 1 .. 15 16 17 18 19 20 < 21 > 22 23 24 25 26 27 .. 201 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed