电荷-pH曲线计算器

每个能够得失质子的基团都贡献一级台阶，中心落在它自己的 pKa 上：质子化的基团在 pH 下降时上升，失去质子的基团则下降。画出来的曲线是这些台阶按各自符号相加的算术和，所以整体形状直接读出了基团的数量以及它们 pKa 值彼此隔开多远。一个 pKa 落在别的基团都不在的区域里的基团，会贡献一个干净的属于自己的台阶。两个 pKa 值靠得很近的基团则合成一级看上去像单独一件事、实际上是两件事的台阶。

这就是为什么看得见的台阶数通常少于可电离基团的数目。典型多肽的羧基彼此足够接近，会合并在一起；而读者在曲线上数出三级台阶就断定存在三个基团，多半是少数了。 净电荷计算器 通过把表中每一个 pKa 都包含进来而明确地数出基团，这是确定基团数更可靠的做法。 净电荷与 Henderson-Hasselbalch 指南 讲的就是这些台阶背后的逐基团算术。

这里的曲线在跨度为 14 的范围上以 29 个等距 pH 值取样，也就是每半个 pH 单位一个点。这足以显示过渡发生在哪里，也足以把过零位置定位到半个取样间隔之内，也就是大约四分之一个 pH 单位。它不足以分辨一个非常陡的过渡的形状。一个被取了四次样的台阶，在相邻样本之间变化很大时可以看上去是平滑的，而两级靠得很近的台阶可能整个落在取样点之间。

这一点之所以重要，主要是因为图和专门的求解器对同一个量并不同样精确，而拿它们对比的读者可能会怀疑其中某一个有毛病。图对过零位置只给出近似值，因为它继承了取样间隔。 等电点计算器 不做取样：它先夹逼根，再把区间对半分，直到残余电荷可以忽略，所以它给出的过零位置要精细得多。如果两者相差超过取样间隔所允许的幅度，那么该重新输入的是序列，而不是该怀疑那段算术。

曲线的陡峭程度之所以有信息量，是因为它直接读出了每个 pH 单位变化了多少电荷，也就是有多少个基团同时处在它们的敏感区。一个处在自己 pKa 上的基团贡献的峰值斜率约为每 pH 单位 0.58 个电荷。两个 pKa 值靠近的基团贡献相加，曲线会比任何单个基团独自能达到的更陡。那段陡峭区间，就是 净电荷那一页 上的答案对所给 pH 的误差最敏感的范围。

平缓的区域也值得读。离所有 pKa 都远的地方，加上 0.1 个 pH 单位几乎不改变什么，这使那些区域宽容，而陡的区域不宽容，方式正好如上面所说。它也解释了整条曲线为什么是倾斜的：曲线并不关于中心对称，因为酸性基团在低 pH 一侧，碱性基团在高 pH 一侧，所以范围的两半贡献的电荷量不同。这种不对称就是序列的组成透了出来，而 多肽等电点详解 从等电点这一侧讲了同一件事。

在两端，曲线趋近的值容易解释。在很低的 pH 下几乎每个基团都被质子化，所以电荷趋近模型所数的碱性基团个数，N 端也包括在内。在很高的 pH 下几乎每个基团都失去了质子，所以它趋近酸性基团个数的相反数，C 端也包括在内。因此两个极限之间的垂直跨度就是模型中可电离基团的总数，把它读出来是确认序列确实如你所想的一个快速检查。

这些极限是趋近而不是达到，29 个取样点到不了那里。一条看上去停在一加的曲线，可能只是到 pH 0.0 就结束了，而任一端的残余都是真实的算术结果，不是画图的产物。曲线上某个特定点所对应的缓冲条件是另一个问题、另一段算术，那正是 缓冲液稀释计算器 要做的事。曲线描述的是分子；到达一个选定的 pH 是曲线解决不了的实践问题。