Краткое содержание главы
Вода это самое распространенное соединение в живых организмах. Относительно высокие значения температуры замерзания, температуры кипения и теплоты испарения воды обусловлены сильными межмолекулярными взаимодействиями, проявляющимися в форме многочисленных водородных связей между соседними молекулами воды. Жидкая вода состоит из короткоживущих скоплений (кластеров) молекул, связанных друг с другом водородными связями. Полярность воды и сильно выраженная способность ее молекул образовывать водородные связи делает воду прекрасным растворителем для многих ионных соединений и других веществ, имеющих полярные молекулы. Вода диспергирует также амфипатические вещества, например мыла, с образованием агрегатов молекул, называемых мицеллами. в которых гидрофобные группы спрятаны внутри и не контактируют с водой, тогда как заряженные группы расположены на внешней поверхности.
Вода очень слабо диссоциирует, образуя ионы Н+ и ОН-. В разбавленных водных растворах концентрации ионов Н+ и ОН- связаны между собой обратной зависимостью:
Концентрацию ионов водорода в биологических системах обычно выражают в виде pH, величина которого численно равна отрицательному логарифму концентрации ионов
Величину pH водных растворов измеряют при помощи стеклянных электродов, чувствительных к концентрации ионов
.
Кислоты можно определить как доноры протонов, а основания - как акцепторы протонов. Сопряженная кислотно-основная пара состоит из донора протона НА и соответствующего ему акцептора протона
. Способность кислоты НА отдавать свой протон характеризуется ее константой диссоциации
или величиной
определяемой как —
. Величина pH водного раствора слабой кислоты количественно связана со значением ее
и с отношением концентраций ее протонно-донорной и протонно-акцепторной форм.