Значение рн раствора изменяется в пределах. Норма ph мочи: о чем может свидетельствовать кислая или щелочная реакция в анализе? PH питьевой воды

Водородный показатель – рН – это мера активности (в случае разбавленных растворов отражает концентрацию) ионов водорода в растворе, количественно выражающая его кислотность, вычисляется как отрицательный (взятый с обратным знаком) десятичный логарифм активности водородных ионов, выраженной в молях на литр.

pН = – lg

Это понятие было введено в 1909 году датским химиком Сёренсеном. Показатель называется pH, по первым буквам латинских слов potentia hydrogeni – сила водорода, или pondus hydrogenii – вес водорода.

Несколько меньшее распространение получила обратная pH величина – показатель основности раствора, pOH, равная отрицательному десятичному логарифму концентрации в растворе ионов OH:

рОН = – lg

В чистой воде при 25°C концентрации ионов водорода () и гидроксид-ионов () одинаковы и составляют 10 -7 моль/л, это напрямую следует из константы автопротолиза воды К w , которую иначе называют ионным произведением воды:

К w = · =10 –14 [моль 2 /л 2 ] (при 25°C)

рН + рОН = 14

Когда концентрации обоих видов ионов в растворе одинаковы, говорят, что раствор имеет нейтральную реакцию. При добавлении к воде кислоты концентрация ионов водорода увеличивается, а концентрация гидроксид-ионов соответственно уменьшается, при добавлении основания – наоборот, повышается содержание гидроксид-ионов, а концентрация ионов водорода падает. Когда > говорят, что раствор является кислым, а при > – щелочным.

Определение рН

Для определения значения pH растворов широко используют несколько способов.

1) Водородный показатель можно приблизительно оценивать с помощью индикаторов, точно измерять pH-метром или определять аналитически путём, проведением кислотно-основного титрования.

Для грубой оценки концентрации водородных ионов широко используются кислотно-основные индикаторы – органические вещества-красители, цвет которых зависит от pH среды. К наиболее известным индикаторам принадлежат лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый (метилоранж) и другие. Индикаторы способны существовать в двух по-разному окрашенных формах – либо в кислотной, либо в основной. Изменение цвета каждого индикатора происходит в своём интервале кислотности, обычно составляющем 1-2 единицы (см. Таблица 1, занятие 2).

Для расширения рабочего интервала измерения pH используют так называемый универсальный индикатор, представляющий собой смесь из нескольких индикаторов. Универсальный индикатор последовательно меняет цвет с красного через жёлтый, зелёный, синий до фиолетового при переходе из кислой области в щелочную. Определения pH индикаторным методом затруднено для мутных или окрашенных растворов.

2) Аналитический объёмный метод – кислотно-основное титрование – также даёт точные результаты определения общей кислотности растворов. Раствор известной концентрации (титрант) по каплям добавляется к исследуемому раствору. При их смешивании протекает химическая реакции. Точка эквивалентности – момент, когда титранта точно хватает, чтобы полностью завершить реакцию, – фиксируется с помощью индикатора. Далее, зная концентрацию и объём добавленного раствора титранта, вычисляется общая кислотность раствора.

Кислотность среды имеет важное значение для множества химических процессов, и возможность протекания или результат той или иной реакции часто зависит от pH среды. Для поддержания определённого значения pH в реакционной системе при проведении лабораторных исследований или на производстве применяют буферные растворы, которые позволяют сохранять практически постоянное значение pH при разбавлении или при добавлении в раствор небольших количеств кислоты или щёлочи.

Водородный показатель pH широко используется для характеристики кислотно-основных свойств различных биологических сред (Табл. 2).

Кислотность реакционной среды особое значение имеет для биохимических реакций, протекающих в живых системах. Концентрация в растворе ионов водорода часто оказывает влияние на физико-химические свойства и биологическую активность белков и нуклеиновых кислот, поэтому для нормального функционирования организма поддержание кислотно-основного гомеостаза является задачей исключительной важности. Динамическое поддержание оптимального pH биологических жидкостей достигается благодаря действию буферных систем.

3) Использование специального прибора – pH-метра – позволяет измерять pH в более широком диапазоне и более точно (до 0,01 единицы pH), чем с помощью индикаторов, отличается удобством и высокой точностью, позволяет измерять pH непрозрачных и цветных растворов и потому широко используется.

С помощью рН-метра измеряют концентрацию ионов водорода (pH) в растворах, питьевой воде, пищевой продукции и сырье, объектах окружающей среды и производственных систем непрерывного контроля технологических процессов, в т. ч. в агрессивных средах.

рН-метр незаменим для аппаратного мониторинга pH растворов разделения урана и плутония, когда требования к корректности показаний аппаратуры без её калибровки чрезвычайно высоки.

Прибор может использоваться в лабораториях стационарных и передвижных, в том числе полевых, а также клинико-диагностических, судебно-медицинских, научно-исследовательских, производственных, в том числе мясо-молочной и хлебопекарной промышленности.

Последнее время pH-метры также широко используются в аквариумных хозяйствах, контроля качества воды в бытовых условиях, земледелия (особенно в гидропонике), а также – для контроля диагностики состояния здоровья.

Таблица 2. Значения рН для некоторых биологических систем и других растворов

Система (раствор)
Двенадцатиперстная кишка
Желудочный сок
Кровь человека


Мышечная ткань
Панкреатический сок


Протоплазма клеток



Тонкая кишка

Морская вода
Белок куриного яйца
Апельсиновый сок
Томатный сок

Водородный показатель , pH (лат. p ondus Hydrogenii — «вес водорода», произносится «пэ аш» ) — мера активности (в сильно разбавленных растворах эквивалентна концентрации) ионов водорода в растворе, которая количественно выражает его кислотность. Равен по модулю и противоположен по знаку десятичному логарифму активности водородных ионов, которая выражена в молях на один литр:

История водородного показателя pH .

Понятие водородного показателя введено датским химиком Сёренсеном в 1909 году. Показатель называется pH (по первым буквам латинских слов potentia hydrogeni — сила водорода, либо pondus hydrogeni — вес водорода). В химии сочетанием pX обычно обозначают величину, которая равна lg X , а буквой H в этом случае обозначают концентрацию ионов водорода (H + ), либо, вернее, термодинамическую активность гидроксоний-ионов.

Уравнения, связывающие pH и pOH .

Вывод значения pH .

В чистой воде при 25 °C концентрации ионов водорода ([H + ]) и гидроксид-ионов ([OH − ]) оказываются одинаковыми и равняются 10 −7 моль/л, это четко следует из определения ионного произведения воды, равное [H + ] · [OH − ] и равно 10 −14 моль²/л² (при 25 °C).

Если концентрации двух видов ионов в растворе окажутся одинаковыми, в таком случае говорится, что у раствора нейтральная реакция. При добавлении кислоты к воде, концентрация ионов водорода возрастает, а концентрация гидроксид-ионов понижается, при добавлении основания — напротив, увеличивается содержание гидроксид-ионов, а концентрация ионов водорода уменьшается. Когда [H + ] > [OH − ] говорится, что раствор оказывается кислым, а при [OH − ] > [H + ] — щелочным.

Чтоб было удобнее представлять, для избавления от отрицательного показателя степени, вместо концентраций ионов водорода используют их десятичный логарифм, который берется с противоположным знаком, являющийся водородным показателем — pH .

Показатель основности раствора pOH .

Немного меньшую популяризацию имеет обратная pH величина — показатель основности раствора , pOH , которая равняется десятичному логарифму (отрицательному) концентрации в растворе ионов OH − :

как во всяком водном растворе при 25 °C , значит, при этой температуре:

Значения pH в растворах различной кислотности.

Вразрез с распространённым мнением, pH может изменяться кроме интервала 0 - 14, также может и выходить за эти пределы. Например, при концентрации ионов водорода [H + ] = 10 −15 моль/л, pH = 15, при концентрации ионов гидроксида 10 моль /л pOH = −1 .

Т.к. при 25 °C (стандартных условиях) [H + ] [OH − ] = 10 −14 , то ясно, что при такой температуре pH + pOH = 14 .

Т.к. в кислых растворах [H + ] > 10 −7 , значит, у кислых растворов pH < 7, соответственно, у щелочных растворов pH > 7 , pH нейтральных растворов равняется 7. При более высоких температурах константа электролитической диссоциации воды увеличивается, значит, увеличивается ионное произведение воды, тогда нейтральной будет pH = 7 (что соответствует одновременно возросшим концентрациям как H + , так и OH −); с понижением температуры, наоборот, нейтральная pH увеличивается.

Методы определения значения pH .

Существует несколько методов определения значения pH растворов. Водородный показатель приблизительно оценивают при помощи индикаторов, точно измерять при помощи pH -метра либо определять аналитическим путём, проводя кислотно-основное титрование.

Для грубой оценки концентрации водородных ионов часто используют кислотно-основные индикаторы — органические вещества-красители, цвет которых зависит от pH среды. Самые популярные индикаторы: лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый (метилоранж) и др. Индикаторы могут быть в 2х по-разному окрашенных формах — или в кислотной, или в основной. Изменение цвета всех индикаторов происходит в своём интервале кислотности, зачастую составляющем 1-2 единицы.
Для увеличения рабочего интервала измерения pH применяют универсальный индикатор , который является смесью из нескольких индикаторов. Универсальный индикатор последовательно изменяет цвет с красного через жёлтый, зелёный, синий до фиолетового при переходе из кислой области в щелочную. Определения pH индикаторным способом затруднено для мутных либо окрашенных растворов.
Применение специального прибора — pH -метра — дает возможность измерять pH в более широком диапазоне и более точно (до 0,01 единицы pH ), чем при помощи индикаторов. Ионометрический метод определения pH основывается на измерении милливольтметром-ионометром ЭДС гальванической цепи, которая включает стеклянный электрод, потенциал которого зависим от концентрации ионов H + в окружающем растворе. Способ обладает высокой точностью и удобством, особенно после калибровки индикаторного электрода в избранном диапазоне рН , что дает измерять pH непрозрачных и цветных растворов и поэтому часто применяется.
Аналитический объёмный метод — кислотно-основное титрование — тоже даёт точные результаты определения кислотности растворов. Раствор известной концентрации (титрант) каплями добавляют к раствору, который исследуется. При их смешивании происходит химическая реакция. Точка эквивалентности — момент, когда титранта точно хватает, для полного завершения реакции, — фиксируется при помощи индикатора. После этого, если известна концентрация и объём добавленного раствора титранта, определяется кислотность раствора.
pH :

0,001 моль/Л HCl при 20 °C имеет pH=3 , при 30 °C pH=3,

0,001 моль/Л NaOH при 20 °C имеет pH=11,73 , при 30 °C pH=10,83,

Влияние температуры на значения pH объясняют разчной диссоциацией ионов водорода (H +) и не есть ошибкой эксперимента. Температурный эффект нельзя компенсировать за счет электроники pH -метра.

Роль pH в химии и биологии.

Кислотность среды имеет важное значение для большинства химических процессов, и возможность протекания либо результат той или иной реакции зачастую зависит от pH среды. Для поддержания определённого значения pH в реакционной системе при проведении лабораторных исследований либо на производстве применяют буферные растворы, позволяющие сохранять почти постоянное значение pH при разбавлении либо при добавлении в раствор маленьких количеств кислоты либо щёлочи.

Водородный показатель pH часто применяют для характеристики кислотно-основных свойств разных биологических сред.

Для биохимических реакций сильное значение имеет кислотность реакционной среды, протекающих в живых системах. Концентрация в растворе ионов водорода зачастую оказывает влияние на физико-химические свойства и биологическую активность белков и нуклеиновых кислот, поэтому для нормального функционирования организма поддержание кислотно-основного гомеостаза является задачей исключительной важности. Динамическое поддержание оптимального pH биологических жидкостей достигается под действием буферных систем организма.

В человеческом организме в разных органах водородный показатель оказывается разным.

Некоторые значения pH.
Вещество
Электролит в свинцовых аккумуляторах
Желудочный сок
Лимонный сок (5% р-р лимонной кислоты)
Пищевой уксус
Кока-кола
Яблочный сок




Кожа здорового человека
Кислотный дождь
Питьевая вода


Чистая вода при 25 °C

Морская вода
Мыло (жировое) для рук
Нашатырный спирт
Отбеливатель (хлорная известь)
Концентрированные растворы щелочей

В этой статье мы отвечаем на вопросы что такое кислотность вина и как ее определяют. Что такое pH и зачем его знать потребителю. Что такое градус алкоголя.

Градус алкоголя

Одно из этих сокращенией очень простое — ABV означает английское «alcohol by volume», те. содержание алкоголя (в нашем случае — этанола) в объёме жидкости. Обычно измеряется в процентах. А в разговорной речи называется градусом. Например, выражение сорокаградусная водка означает, что в предложенном растворе содержится 40% — сорок объёмных процентов алкоголя.

Объемный процент или градус измеряется в количестве милилитров «чистого» этанола в объеме 100 мл при температуре 20 градусов Цельсия.

В двух словах понятно, что если на бутылке указано ABV 5.5%, как, например, на некоторых винах Москато д’Асти, то это слабогазированное и слабоалкогольное вино можно легонько потягивать весь вечер не опасаясь заполучить назавтра похмельный синдром. Как говорится, в кефире алкоголя больше(с)!

Кстати, именно поэтому Москато д’Асти и другое итальянское игристое, Проссеко, так популярны на голливудских вечеринках. Все весь вечер ходят с бокалом в руке, а пьяных нет. И домой можно самому за рулем уехать. Хотя судя по новостям, участников этих вечеринок последнее соображение не очень волнует.

Немного теории — что такое pH

На интуитивном уровне мы все примерно понимаем, что такое кислотность. Степень «кислости», если так можно сказать. В химии же этот термин — кислотность, лат. aciditas, англ. acidity — обозначает характеристику активности ионов водорода в растворах и жидкостях.

Различают истинную (активную) и общую (титруемую) кислотность. В водных растворах неорганические вещества, т.е. соли, кислоты и щелочи (растворенные), разделяются на составляющие их ионы.

При этом положительнозаряженные ионы водорода H+ являются носителями кислотных свойств, а отрицательно заряженные ионы OH− (их еще называют гидроксилами) – носителями щелочных свойств.

Сто лет назад химиками был введен специальный водородный показатель, который принято обозначать символами рН .

Немного математики

Не-нудники(c) и не-математики(c) могут пропустить этот абзац. А для оставшихся сообщим, что для водных растворов действует уравнение равновесия — произведение активности ионов H+ и OH- постоянно. В так называемых нормальных условиях, т.е. при температуре воды 22°C и нормальном давлении, оно равно 10 в минус 14-ой степени.

Датский биохимик Серенсен в 1909 году ввел в обращение водородный показатель рН, по определению равный десятичному логарифму активности водородных ионов, взятому с минусом:

рН = - lg (активность Н+)

В нейтральной среде, как мы только что сказали, активности ионов равны, т.е. произведение активности H+ на активность OH- равна квадрату активности H+. И равна 10 в минус 14-ой степени.

Значит, после деления 14 на 2, отрицательный десятичный логарифм будет равен 7. Это означает, что (при температуре 22 °C) кислотность чистой воды, то есть нейтральная кислотность, равна семи единицам: pH = 7.

Растворы и жидкости считаются кислыми, если их pH меньше 7 , и щелочными, если больше.

Обычно изделия пищевой промышленности, включая вино, имеют, как правило, кислую реакцию. Щелочную реакцию имеют химические разрыхлители теста (сода, карбонат аммония) и изделия, приготовленные с их применением, например печенье и пряники.

Три вида кислотности

Вернемся к вину. Термин»кислотность» — один из самых употребимых при анализе, описании и производстве вин. Практически кислотность — одна из самых главных характеристик и химии вина, и вкуса. В виноделии различают три вида кислотности:

общую или титруемую
активную или истинную — это и есть [водородный] показатель активности pH
летучую кислотность

Титруемая кислотность

Титруемая или общая кислотность определяет содержание в соке или вине всех свободных кислот и их кислых солей в совокупности.

Величина её определяется количеством щелочи (например, едкого натра или калия), необходимой для нейтрализации этих кислот. То есть такое количество щелочи, которое надо добавить в вино, чтобы получить из него абсолютно нейтральный раствор (pH=7.0).

Измеряется общая кислотность в граммах на литр.

Активная кислотность

Активная или истинная кислотность pH . Математически — это отрицательный логарифм концентрации водородных ионов, как было сказано выше. Технически, это наиболее точная характеристика кислотности вина.

Она зависит от количества наиболее сильных кислот содержащихся в вине. Сильными называются кислоты, имеющие наибольшую константу (Кд) диссоциации [кислоты].

Пример типичных кислот упорядоченных по «силе», то есть по убыванию константы диссоциации (степени кислоты):

Лимонная Кд = 8.4 10-4
Янтарная Кд = 7.4 10-4
Яблочная Кд = 3.95 10-4
Молочная Кd = 1.4 10-4

От величины рН зависит количественное соотношение первичных и вторичных продуктов брожения, склонность вина к окислению, кристаллическим и биологическим помутнениям, подверженность дефектам и сопротивляемость болезням вина.

Примеры

Простое объяснение логарифмической зависимости. Раствор с рН = 3 в десять раз более кислый, чем раствор с рН = 4. Или, более практический пример, вино с pH = 3.2 на 25% кислее вина с pH = 3.3.

При необходимости исправить кислотность вина, виноделы добавляют смесь 1.9 г/л молочной кислоты и 2.27 г/л винной (диоксиянтарной или тартаровой) кислоты. Это позволяет уменьшить pH приблизительного на 0.1 (в диапазоне от 3 до 4).

А если, например, вино получилось с pH=3.7 и винодел хочет его довести до pH=3.5, он увеличит эту «дозу» в два раза.

Величина рН для некоторых продуктов

В таблице ниже указаны величины кислотности некоторых распространенных продуктов и чистой воды при разной температуре:

Продукт	Кислотность, рН
Лимонный сок	2,1
Вино, приблизительно	3,5
Томатный сок	4,1
Апельсиновый сок	4,2
Черный кофе	5,0
Чистая вода при 100 °С	6,13
Чистая вода при 50 °С	6,63
Свежее молоко	6,68
Чистая вода при 22 °С	7,0
Чистая вода при 0° С	7,48

Летучая кислотность

Летучая кислотность (volatile acidity или, сокращенно, VA) – это та часть кислот в вине, которую можно уловить носом.

В отличие от тех кислот, которые ощутимы на вкус (о чем мы говорили выше).

Летучая кислотность, или иными словами, скисание вина — один из распространенных дефектов. Основные виновники его — уксусная кислота (пахнет уксусом) и её эфир – этилацетат (пахнет лаком для ногтей).

Бактерии, ответственные за летучую кислотность, активно развиваются в условиях низкой кислотности и высокого содержания сахаров. В малых концентрациях летучая кислотность придает вину пикантность. А при превышении порога уксусно-лаковая составляющая забивает полезные ароматы и портит вкус вина.

pН = – lg

рОН = – lg

К w = · =10 –14 [моль 2 /л 2 ] (при 25°C)

рН + рОН = 14

Определение рН

Для определения значения pH растворов широко используют несколько способов.

Таблица 2. Значения рН для некоторых биологических систем и других растворов

Можете ли вы себе представить, что развитие многих болезней зависит от одной причины? Многие специалисты диетологи и фитотерапевты эту скрытую опасность теперь обозначают двумя словами: кислота и щелочь.

Высокая кислотность разрушает наиважнейшие системы в организме, и он становится беззащитен перед болезнями. Сбалансированная pH-среда обеспечивает нормальное протекание метаболических процессов в организме, помогая ему бороться с заболеваниями. Здоровый организм имеет запас щелочных веществ, которые он использует в случае необходимости.

Соотношение кислоты и щелочи в каком-либо растворе называется кислотно-щелочным равновесием (КЩР), хотя физиологи считают, что более правильно называть это соотношение кислотно-щелочным состоянием. КЩР характеризуется специальным показателем pH (power Hidrogen - «сила водорода”), который показывает число водородных атомов в данном растворе. При pH равном 7,0 говорят о нейтральной среде. Чем ниже уровень pH - тем среда более кислая (от 6,9 до 0). Щелочная среда имеет высокий уровень pH (от 7,1 до 14,0).

Тело человека на 80% состоит из воды, поэтому вода - это одна из наиболее важных его составляющих. Тело человека имеет определенное кислотно-щелочное соотношение, характеризуемое pH (водородным) показателем. Значение показателя pH зависит от соотношения между положительно заряженными ионами (формирующими кислую среду) и отрицательно заряженными ионами (формирующими щелочную среду). Организм человека постоянно стремится уравновесить это соотношение, поддерживая строго определенный уровень pH. При нарушенном балансе могут возникать множество серьезных заболеваний.

рН, или показатель кислотно-щелочного равновесия.

Это мера относительной концентрации водородных (Н+) и гидроксильных (ОН—) ионов в жидкой системе и выражается в масштабе от 0 (полное насыщение ионами водорода Н+) до 14 (полное насыщение гидроксильными ионами ОН—), дистиллированная вода считается нейтральной с рН 7,0.

0 — сильнейшая кислота, 14 — сильнейшая щелочь, 7 - нейтральное вещество.

Если в любой из жидкостных сред организма происходит повышение концентрации (Н+) ионов, то возникает смещение pH в кислую сторону, то есть, происходит закисление среды. Это называется ещё кислотным сдвигом.

И наоборот — повышение концентрации (ОН-) ионов вызывает смещение значения pH в щелочную сторону, или щелочной сдвиг.

Наш организм имеет слабощелочную среду. Кислотно-щелочной баланс в нашем организме постоянно поддерживается на одном стабильном уровне и в очень узком диапазоне: от 7,26 до 7,45. И даже незначительное изменение рН крови, выходящее за эти границы, может привести к болезням.

Изменение показателей рН-баланса могут привести к печальным последствиям.

Повышенная кислотность в организме.

Из-за неправильного питания и употребления в пищу кислых продуктов, а также недостатка воды происходит закисление организма. Люди употребляют много жиров, мяса, молочных продуктов, зерновых культур, сахара, мучных и кондитерских изделий, всевозможных полуфабрикатов и других переработанных, рафинированных продуктов, практически не содержащих клетчатки, минералов и витаминов, не говоря уже о ферментах и ненасыщенных жирных кислотах.

Для того, чтобы противостоять этому - снизить концентрацию кислоты и удалить ее от жизненно важных органов - организм задерживает воду, что отрицательно влияет на обмен веществ: организм быстрее изнашивается, кожа становится сухой, морщинистой. К тому же при закисленности организма ухудшается перенос кислорода к органам и тканям, организм плохо усваивает минералы, а некоторые минералы, такие как Ca, Na, K, Mg выводятся из организма. Организму приходится тратить колоссальное количество ресурсов и энергии на нейтрализацию лишних кислот, вызывая тем самым определённый дисбаланс в биохимических реакциях. Так как щелочных резервов, поступающих извне, явно не хватает, то организм вынужден задействовать свои внутренние ресурсы — кальций, магний, железо, калий. В результате снижается гемоглобин, развивается остеопороз. Когда железо гемоглобина крови используется для нейтрализации кислоты, человек ощущает усталость. Если на эти нужды расходуется кальций, появляется бессонница, раздражительность. Вследствие снижения щелочного резерва нервной ткани нарушается умственная деятельность.

От недостатка минералов страдают жизненно важные органы, повышается риск сердечно сосудистых заболеваний, снижается , появляется хрупкость костей и многое другое. Если в организме находится большое количество кислоты и нарушены механизмы ее вывода (с мочой и калом, с дыханием, с потом и т.д.), организм подвергается сильнейшей интоксикации. Единственный выход - это ощелачивание организма.

В глобальном масштабе, закисление организма приводит к возникновению более чем 200(!) заболеваний, например: катаракты, дальнозоркости, артрозов, хондрозов, желче- и мочекаменной болезней, и даже онкологии!

А люди ещё удивляются: «Откуда столько болезней у человечества? Почему они постоянно болеют? Почему они дряхлеют с возрастом?»

Да хотя бы потому, что более 90% пищи, которую они едят — это «кислые» продукты, и всё, что они пьют (кроме чистой воды, свежевыжатых соков и травяного чая без сахара) — имеет pH от 4,5 до 2,5 — то есть ещё больше закисляет организмы людей!

Состояние повышенной кислотности называется — Ацидоз. Не выявленный вовремя ацидоз может вредить организму незаметно, но постоянно в течение нескольких месяцев и даже лет.

Если вам понравился этот материал, то предлагаем вам подборку самых лучших материалов нашего сайта по мнению наших читателей. Подборку - ТОП интересных фактов и важных новостей со всего мира и о разных важных событиях вы можете найти там, где вам максимально удобно