Happo/emäsreaktiot + ruuansulatus

Tänään meillä oli valmennuskurssilla kemiaa ja biologiaa. Kemiassa käsiteltiin happo-emäsreaktioita, jotka pitivät sisällään vahvan hapon, vahvan emäksen, heikon hapon ja heikon emäksen. Orgaanisia aineita ei käyty oikeastaan lainkaan ja ne tuleekin myöhemmin sitten orgaanisen kemian puolella. Sen verran nyt pikaisesti, että orgaaniset hapot ovat aina heikkoja happoja. Biologiassa oli aiheena ruuansulatusjärjestelmä ja syrän sekä verenkierto.

Tosiaan happo-emäsreaktioista. Erittelen nyt kahteen eri luokkaan nämä reaktiot eli vahvoihin ja heikkoihin happo/emäsreaktioihin.

Vahvat hapot ja vahvat emäkset luovuttavat/vastaanottavat protonin täydellisesti eli voidaan sanoa, että konsentraatio vahvalla hapolla/emäksellä on sama kuin konsentraatio oksoniumionilla ja hydroksidi-ionilla.

Laitetaan pieni lista vahvoista hapoista, jotka on good to know!

HCL = Vetykloridi = suolahappo

H2SO4= Rikkihappo

HNO3= Typpihappo

HBR = Bromihappo

H3PO4= Fosforihappo=ortofosforihappo

Samanlainen lista vahvoista emäksistä:

OH- = Oksoniumioni

NAOH = Natriumhydroksidi

KOH = Kaliumhydroksidi

CA(OH)2 = Kalsiumhydroksidi

LiOH= Litiumhydroksidi

Vahvan happo/emäs reagoidessaan amfolyyttisen aineen kanssa (voi toimia emäksenä/happona) esim. H2O muodostaa reaktioyhtälön toisellle puolelle vahva happo-> heikon vastinemäksen ja vahva emäs -> heikon vastinhapon sekä happo-> oksoniumioni (H3O+) ja emäs -> hydroksidi-ionin (OH-).

Sitten heikon hapon/emäksen reaktioyhtälö. Kun kyseessä on heikko emäs/happo niin loppuliuksessa on aineina heikkoa happoa/emästä , sen vastin emästä/happoa ja H30+/OH- ioneita. Näin voidaan siis todeta, että halutessamme tietää oksonium/hydroksidi-ionien määrän lioksessa tulee meidän laskea happovakion tai emäsvakion avulla se tietoomme.

Happo/emäs vakio on taulukoissa määritetty ja periaatteessa niitä ei tarvitse ulkoa muistaa. Tietenkin laskemalla useampia laskuja jää mieleen useamman eri hapon/emäksen vakiot. Hyvänä esim. toimii etikkahapon happovakio, joka on 1,8*10^-5 M.

Kaavoja joita on hyvä mielestäni muistaa ulkoa ovat seuraavat PH:n laskukaavat.

Kw=Ka*Kb

pH=-lg [H3O+]

pOH=-lg [OH-]

14=pH+pOH

pH=pKa=-lg Ka

pOH=pKb=-lg Kb

 Ph on logaritminen asteikko ja se on kehitetty sen vuoksi, jotta olisi arkielämässä huomattavasti helpompaa käsitellä näitä asioita. Havaittavaa on, että siirryttäessä yhden numeron ylöspäin pH-asteikolla tarkoittaa se konsentraation kymmenkertaistamista ja vastaavasti siirryttäen alaspäin yhden numeron pH-asteikolla tarkoittaa se konsentraation 10 osaa alkuperäisestä. Vähä sama idea kuin desibelilaskuissa siis.

Sitten saa kemia jäädä ja lähdetään biologiaan. Tänään biologiassa meillä oli ruuansulatuselimet about Gallen tasolla ehkä hieman vajaa verrattuna Galleen/IFAN antamaan tietoon ja sitten sydän ja hengityselimet.

Ruuansulatusjärjestelmähän on ns. putki, joka alkaa suusta ja loppuu peräaukkoon :)

Siinä välissä sitten tapahtuukin vaikka mitä. Eli aloitetaan. Ruuansulaminen alkaa suussa, jossa suun amylaasientsyymi pilkkoo tärkkelystä ja paria muuta oligosakkaridia (eläinperäistä tärkkelystä). Tämän jälkeen suoritamme tahdonalaisesti ruokamassan siirryttämisen kielellä nieluun (kutsutaan nielemisen ensimmäiseksi vaiheeksi). 

Toisessa vaiheessa nielemisessä tapahtuu monimutkainen reaktiosarja, joka on tahdostariippumatonta. Siinä kurkunpäänkansi sulkee yhteyden henkitorveen ja samalla avaa yhteyden ruoktorveen. Ylempänä ruokamassa kulkeutuu nielun ohittaen ruoktorveen ja aloittaa matkan elmistössämme. Tämän jälkeen ruokatorvesta syljen kyllästämä (lima+amylaasi) ruokamassa saapuu mahansuulle, jossa sitä päästetään vähitellen sisään mahaan. 

Mahassa alkaa katesolut erittämään HCL:ää ja limaa, jolloin amylaasientyysmi lakkaa vaikuttamasta. Tämän lisäksi mahassa erittyvät pepsinogeeni aktivoituu pepsiiniksi ja aloittaa proteiinien pilkkomisen. 

Mahasta ruokasula välittyy mahanportin kautta ohutsuolen pohjukaissuoleen (Duodenum) ja siellä alkaa varsinainen imeytyminen ruualla. 

Ohutsuoleen erittyy haimastanestettä, joka pitää sisällään entsyymejä, jotka pilkkovat rasvoja,proteiineja ja tärkkelystä. Tämän lisäksi sappisuoloja erittyy sappirakosta, jotka neutraloi happaman mahanesteen ja näin helpottaa pilkkomisen alkamista. Ohutsuolesta nukkalisäkkeiden mikrovillusten välityksellä imeytyy ravintoaineet (glukoosi,rasvat ja aminohapot) verenkiertoon ->maksalaskimoon ->maksaan puhdistukseen. Toinen osa proteiineista ja rasvoista päätyy imusuoniin. Ohutsuolen solut lisäksi erittävät suolinestettä, joka sisältää entyymejä, jotka pilkkovat mm. disakkarideja monosakkarideiksi. Kerroin entsyymeistä enempi sitten, kun asiaa käydään kurssilla.

Ohutsuolen jälkeen jäljelle jäänyt massa päätyy paksusuoleen, josta imeytyy mm. vesi ja osa ioneista sekä vitamiinit elimistöön. Paksuolessa on valtavasti mikrobeja about 1 000 000/100ml (aika huikea määrä). Siellä lisäksi on hyviä bakteereja, jotka tuottavat K- ja B12-vitamiineja elimistöön. Btw paksusuolessa olevat bakteerit nauttivat ravinnokseen selluuloosaa ja tämän vuoksi kuitujen nauttiminen on tärkeää, jotta olisi hyvä suolistofloora. Paksusuoli loppuu peräsuoleen ja sieltä sitten ylimäärä ja haitalliset kuona-aineet erittyvät veks kehosta ulosteen mukana.

Tässä nyt oli kohtuu yksinkertaisesti ja erittäin tiivistetysti selitetty ruuan kulkeminen ylhäältä alas. Mahassa, ohutsuolessa ruokasula etenee peristalttisten aaltojen avulla (eteenpäin vievä aaltoliike) ja lisäksi ohutsuolessa se sekoittuu sekoittuvien aaltoliikkeiden avulla. Tämä kaikki tapahtuu tahdosta riippumattomasti ja mahassa about pulssi määre on n. 3/min. Ruuansulatusjärjestelmän läpikäyminen ruualta vie vaihtelevasti aikaa, mutta pääsääntöisesti sen kesto elmistössämme on about vkr...

Sitten hieman lukijoille mietittävää. Eli tosiaan ehdotan läpikäymään myös edes kuvien kautta hampaan rakenne, suun osat, ohutsuolen rakenne, paksuolen rakenne ja mahan rakenne. En nyt ruvennut niitä tässä erikseen määrittelemään, koska seuraavassa on taas videopätkä koko tapahtumasta.

Tämän jälkeen kävimme läpi biologiassa sydämen rakenteen sekä verenkierron. Siitä en erikseen ala uudemman kerran kirjoittamaan, koska olen jo kertaalleen siitä tehnyt muistiinpanot blogiini :)

Loppuilta menikin laskiessa ja ei ainakaan itselleni tuottanut vaikeuksia noi kemian happo-emäslaskut, joten jotakin on tullut opittua nyt lukiossa viimeisen vuoden aikana. 

Outona havaintona tuli tänään eteen se, että kun nyt on käynyt pia kuukauden verran salilla on ruokahalu ja energian määrä kasvanut aivan huomasti. Tänäänkin oli pakko salin jälkeen syödä välipala, ensimmäisen tunnin tauolla toinen välipala (Gainomax) ja kemian jälkeen normaali ruokailu sekä ensimmäisen biologian tauolla jälleen välipala (munaruisleipä) sekä illalla vielä nakkisoppaa. 

Kuntoilu siis kannattaa, mutta voi tulla kalliiksi :)

Lopuksi biisi illan ratoksi!