Wie kann ein biologisches System durch eine VerÀnderung des pH-Wertes beeinflusst werden?

Zitronen haben einen niedrigen pH-Wert, was bedeutet, dass sie saurer sind.

Die Messung des pH-Wertes, die fĂŒr potentiometrische Wasserstoffionenkonzentration kurz ist, ist ein wichtiges Konzept in der Chemie, das den SĂ€uregehalt einer Lösung misst. Da biologische Systeme ein gesundes Gleichgewicht zwischen den zu operierenden Faktoren benötigen, können VerĂ€nderungen des pH-Werts lebende Systeme stören.

pH-Werte

In der Chemie ist SĂ€ure jede Verbindung, die die AktivitĂ€t von Wasserstoffionen (Wasserstoff mit einer elektrischen Ladung) erhöht, wenn sie in Wasser gelöst werden. SĂ€uren schĂŒren hĂ€ufig Reaktionen mit anderen Verbindungen, die wir als SĂ€ure kennen. Base- oder Alkaliverbindungen erhöhen andererseits die AktivitĂ€t von Hydroxidionen (an Wasserstoff gebundenem Sauerstoff), wenn sie in Wasser gelöst werden. Der pH-Wert eines Probanden wird auf einer 14-Punkte-Skala bewertet. Reines Wasser hat einen neutralen pH-Wert nahe bei 7,0 bei 77 Grad Fahrenheit. Weniger als diese Lösungen sind sauer, wĂ€hrend etwas mehr Basis ist. Jede nachfolgende Zahl stellt eine zehnfache Differenz gegenĂŒber der vorherigen Zahl dar.

SÀure-Basen-Homöostase

SÀure-Basen-Homöostase ist die Funktion, mit der normale pH-Werte in einem Organismus aufrechterhalten werden. Viele wichtige Puffer wirken, um Ungleichgewichte zu regulieren. In dem Bicarbonat-Puffersystem kann zum Beispiel Kohlendioxid mit Wasser kombiniert werden, um KohlensÀure zu bilden, die dissoziiert, um ein Wasserstoffion und Bicarbonat zu bilden. Die umgekehrte Reaktion kann auftreten, wenn sie von einem Enzym katalysiert wird. Dies kann den SÀuregehalt oder das Baseniveau je nach Bedarf erhöhen. Um die Menge an zirkulierendem Kohlendioxid aufrechtzuerhalten, verÀndern sich die Atmungsfunktionen, so dass ein Gleichgewicht erreicht werden kann.

pH-Werte im Blut

Das Blut muss innerhalb des sorgfĂ€ltigen Bereichs von 7,35 bis 7,45 bleiben. ÜberschĂŒssige SĂ€ure im Blut ist als Azidose bekannt, und ĂŒberschĂŒssige Base ist als Alkalose bekannt. Jede Abweichung von den Blut-pH-Werten kann die Ladung verĂ€ndern, die rote Blutkörperchen auseinander hĂ€lt und die Funktion oder Gesundheit anderer Organe und Systeme im Körper verĂ€ndert. Da Knochen hĂ€ufig als Mineralquelle fĂŒr die pH-Pufferung verwendet werden, sind sie beispielsweise empfindlich gegenĂŒber VerĂ€nderungen des Blut-pH-Werts. Abweichungen können die Knochendichte verĂ€ndern.

MagensÀure

Eine sehr hĂ€ufige Verwendung von SĂ€ure in einem Organismus ist MagensĂ€ure im Magen, die meist aus SalzsĂ€ure kombiniert mit Kaliumchlorid und Natriumchlorid besteht. Sein pH-Wert ist 1 zu 2. Wenn verdauende Nahrung in den Magen gelangt, beginnen SĂ€uren, eine Proteinstruktur und dann seine Bindungen zu zerbrechen. Antacid Tabletten können ĂŒberschĂŒssige MagensĂ€ure neutralisieren, wenn es Beschwerden verursacht.

Aquatische Umgebungen

Niedriger pH-Wert kann das Gleichgewicht von Natrium und Chlorid im Blut von Wassertieren verĂ€ndern. Wasserstoffionen werden bei Verlust von Natrium in eine Zelle aufgenommen, was zum Tod durch Atemversagen oder zum Verlust der Regulation des osmotischen Drucks fĂŒhren kann. Ein pH-Wert von weniger als 4,5 kann fĂŒr die aquatische Umwelt verheerend sein, aber höhere Werte können auch negative biologische Wirkungen haben.

Wie kann ein biologisches System durch eine VerÀnderung des pH-Wertes beeinflusst werden?

FAQ - 💬

❓ Welche Faktoren beeinflussen den pH-Wert?

👉 Wie sauer das Wasser ist, hĂ€ngt davon ab, wie viele H+-Ionen es enthĂ€lt. Je mehr H+-Ionen im Wasser sind, desto saurer ist das Wasser und desto tiefer der pH-Wert. Die pH-Skala ist logarithmisch: Eine Änderung des pH-Wertes um eine Einheit stellt eine zehnfache VerĂ€nderung der Konzentration an hydrogenen Ionen dar.

❓ Wo spielt der pH-Wert in der Natur eine wichtige Rolle?

👉 Die Bodenbeschaffenheit ist besonders wichtig fĂŒr das gesunde Wachstum von Pflanzen. Hierbei spielt insbesondere der pH-Wert (Potentia Hydrogenii) eine bedeutende Rolle. Der pH-Wert hat großen Einfluss auf die VerfĂŒgbarkeit von NĂ€hrstoffen und auch auf die AktivitĂ€t des Bodenlebens.

❓ Wie kann der pH-Wert verĂ€ndert werden?

👉 Der pH-Wert bleibt in der Regel wĂ€hrend der Kulturzeit nicht konstant, sondern ist VerĂ€nderungen unterworfen. Das Ausmaß wird im wesentlichen durch DĂŒngung, WasserqualitĂ€t und Pufferung des Substrats beeinflusst. Negative Folgeerscheinungen einer pH-WertverĂ€nderung sind in AbhĂ€ngigkeit von der Kulturdauer zu erwarten.

❓ Welchen Einfluss hat der pH-Wert auf Mikroorganismen?

👉 Die meisten pathogenen Mikroorganismen wachsen bei einem eher neutralen pH-Wert, der zwischen 5 und 8 liegt. Das bedeutet nicht, dass sich einige Krankheitserreger nicht auch in Lebensmitteln mit saurem pH-Wert vermehren können, wenn auch in geringerem Maße.

❓ Was treibt den pH-Wert hoch?

👉 Wenn der pH-Wert ansteigt, zeigt das an, dass eine SĂ€ure das Wasser verlĂ€sst. Bei frischem Wasser ist diese SĂ€ure das im Wasser gelöste Gas Kohlendioxid. Weil das Wasser erwĂ€rmt und verwirbelt wird, gast das Kohlendioxid aus und dadurch steigt der pH-Wert des Wassers an.

❓ Was lĂ€sst den pH-Wert steigen?

👉 als Kalziumhydrogenkarbonat, weil es in Wasser gelöst ist. Durch die Verwirbelung löst sich KohlensĂ€ure aus dem Wasser und gast aus, das Wasser wird basischer, der pH-Wert steigt in der Folge an.

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