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biologie pour les non-majeurs I

ce que vous apprendrez à faire: démontrer votre familiarité avec l’échelle de pH

la plupart des gens connaissent les mots acide et acide—que ce soit à cause des pluies acides ou des aliments acides comme le jus de citron. Cependant, moins de gens sont conscients du contraire de l’acide: la base (également appelée alcaline). Les substances de base comprennent des choses comme le bicarbonate de soude, le savon et l’eau de Javel. L’eau distillée est une substance neutre. L’échelle de pH, qui mesure de 0 à 14, indique à quel point une substance est acide ou basique.,

la plupart des parties de notre corps (à l’exception de l’acide gastrique) mesurent environ 7,2 et 7,6 sur l’échelle de pH (un 7 est neutre sur l’échelle). Si des substances étrangères fortes modifient radicalement ce pH, notre corps ne peut plus fonctionner correctement.

dans ce résultat, nous allons en apprendre davantage sur les acides et les bases, et quel impact ils peuvent avoir sur les systèmes vivants.,

résultats D’apprentissage

  • identifier les caractéristiques des acides
  • identifier les caractéristiques des bases
  • définir les tampons et discuter du rôle qu’ils jouent dans la biologie humaine

l’échelle de pH varie de 0 à 14. Le pH d’une solution est une mesure de son acidité ou de son alcalinité (base). Vous avez probablement utilisé du papier de tournesol, du papier qui a été traité avec un colorant hydrosoluble naturel afin qu’il puisse être utilisé comme indicateur de pH, pour tester la quantité d’acide ou de base (alcalinité) dans une solution., Vous en avez peut-être même utilisé pour vous assurer que l’eau d’une piscine extérieure est correctement traitée.

la Figure 1. L’échelle de pH mesure la quantité d’ions hydrogène (H+) dans une substance. (crédit: modification des travaux D’Edward Stevens)

Ce test de pH mesure la quantité d’ions hydrogène qui existe dans une solution donnée. Des concentrations élevées d’ions hydrogène produisent un pH faible (substances acides), tandis que de faibles niveaux d’ions hydrogène entraînent un pH élevé (substances de base)., La concentration globale d’ions hydrogène est inversement liée à son pH et peut être mesurée sur l’échelle du pH (Figure 1). Par conséquent, le plus d’ions hydrogène présents, plus le pH est bas; à l’inverse, moins d’ions d’hydrogène, plus le pH. Un changement d’une unité sur l’échelle de pH représente un changement dans la concentration d’ions d’hydrogène par un facteur de 10, un changement dans deux unités représente un changement dans la concentration d’ions d’hydrogène par un facteur de 100. Ainsi, de petits changements de pH représentent des changements importants dans les concentrations d’ions hydrogène. L’eau Pure est neutre., Il n’est ni acide ni basique, et a un pH de 7,0. Tout ce qui est inférieur à 7,0 (allant de 0,0 à 6,9) est acide, et tout ce qui est supérieur à 7,0 (de 7,1 à 14,0) est alcalin. Le sang dans vos veines est légèrement alcalin (pH = 7.4). L’environnement dans votre estomac est très acide (pH = 1 à 2). Le jus d’Orange est légèrement acide (pH = environ 3,5), tandis que le bicarbonate de soude est basique (pH = 9,0).

Les acides sont des substances qui fournissent des ions hydrogène (H+) et un pH inférieur, tandis que les bases fournissent des ions hydroxyde (OH–) et augmentent le pH. plus l’acide est fort, plus il donne facilement du H+., Par exemple, l’acide chlorhydrique et le jus de citron sont très acides et abandonnent facilement H+ lorsqu’ils sont ajoutés à l’eau. Inversement, les bases sont les substances qui donnent facilement OH -. Les ions OH– se combinent avec H+ pour produire de l’eau, ce qui augmente le pH d’une substance. l’hydroxyde de Sodium et de nombreux nettoyants ménagers sont très alcalins et abandonnent rapidement le OH– lorsqu’ils sont placés dans l’eau, augmentant ainsi le pH.

tampons

La plupart des cellules de notre corps fonctionnent dans une fenêtre très étroite de l’échelle de pH, généralement comprise entre 7,2 et 7,6., Si le pH du corps est en dehors de cette plage, le système respiratoire fonctionne mal, tout comme les autres organes du corps. Les cellules ne fonctionnent plus correctement, et les protéines se décomposent. Une déviation en dehors de la plage de pH peut provoquer un coma ou même provoquer la mort.

alors, comment se fait-il que nous puissions ingérer ou inhaler des substances acides ou basiques et ne pas mourir? Les tampons sont la clé. Les tampons absorbent facilement L’excès de H + ou de OH -, en maintenant le pH du corps soigneusement maintenu dans la plage étroite susmentionnée. Le dioxyde de carbone fait partie d’un système tampon important dans le corps humain; il maintient le pH dans la plage appropriée., Ce système tampon implique l’acide carbonique (H2CO3) et l’anion bicarbonate (HCO3–). Si trop de H+ pénètre dans le corps, le bicarbonate se combinera avec le H+ pour créer de l’acide carbonique et limiter la diminution du pH.

de même, si trop de OH– est introduit dans le système, l’acide carbonique se dissociera rapidement en bicarbonate et en ions H+. Les ions H+ peuvent se combiner avec les ions OH–, limitant l’augmentation du pH. bien que l’acide carbonique soit un produit important dans cette réaction, sa présence est éphémère car l’acide carbonique est libéré du corps sous forme de dioxyde de carbone à chaque fois que nous respirons., Sans ce système tampon, le pH dans notre corps fluctuerait trop et nous ne pourrions pas survivre.

En résumé: tampons, pH, acides et Bases

le pH d’une solution est une mesure de la concentration d’ions hydrogène dans la solution. Une solution avec un nombre élevé d’ions hydrogène est acide et a une faible valeur de pH. Une solution avec un nombre élevé d’ions hydroxyde est basique et a une valeur de pH élevée. L’échelle de pH varie de 0 à 14, avec un pH de 7 étant neutre. Les tampons sont des solutions qui modèrent les changements de pH lorsqu’un acide ou une base est ajouté au système tampon., Les tampons sont importants dans les systèmes biologiques en raison de leur capacité à maintenir des conditions de pH constantes.

question pratique

En utilisant un pH-mètre, vous trouvez que le pH d’une solution inconnue est de 8,0. Comment décririez-vous cette solution?

  1. faiblement acide
  2. fortement acide
  3. faiblement basique
  4. fortement de base
Afficher la Réponse

Cette solution est faiblement basique. Rappelez-vous, un pH de 7,0 est neutre. Tout ce qui est supérieur à cela (7-14) est basique, et tout ce qui est inférieur à cela (0-6) est acide.,

le pH du jus de citron est d’environ 2,0, tandis que celui du jus de tomate est d’environ 4,0. Environ combien d’augmentation de la concentration en ions hydrogène y a-t-il entre le jus de tomate et le jus de citron?

  1. 2 fois
  2. 10 fois
  3. 100 fois
  4. 1000 fois
Afficher la Réponse

le jus de Citron est 100 fois plus acide que le jus de tomate. N’oubliez pas que chaque étape de l’échelle de pH représente un changement de concentration d’un facteur 10. Depuis le jus de tomate a un pH de 4,0, et le jus de citron a un pH de 2.,0, la concentration changerait de 10 fois 10.

Vérifiez votre compréhension

répondez à la ou aux questions ci-dessous pour voir dans quelle mesure vous comprenez les sujets abordés dans la section précédente. Ce court quiz ne compte pas pour votre note dans la classe, et vous pouvez le reprendre un nombre illimité de fois.

utilisez ce quiz pour vérifier votre compréhension et décider si (1) étudier plus avant la section précédente ou (2) passer à la section suivante.

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