Поняття про водневий показник рн шкільний рівень. Водневий показник кислотності (рН). pH в крові артеріальної і венозної, плазмі та сироватці

Рівень активності іонів водню в воді є одним з найважливіших факторів, що впливають на оцінку якості рідини. Саме від цього критерію залежить рівень кислотно-лужного балансу і спрямованість біохімічних реакцій, які будуть відбуватися в організмі після вживання цієї рідини. У даній статті ми докладніше зупинимося на питанні, що таке pН води, яким чином його визначають, а також само як підвищити або знизити pН води.


З цієї статті ви дізнаєтеся:

    Що таке pН води

    Яка норма pН води

    Чим загрожує низький рівень pH води

    Як виміряти pН води

Що таке pН води

Показник pH є одиницею активності іона водню, яка дорівнює зворотному логарифму активності водневих іонів. Так, наприклад, вода, pH якої становить 7, володіє 10-7 моль на один літр іонів водню. Отже, рідина з pH рівному 6 - 10-6 моль на один літр. Шкала показників pH при цьому варіює в діапазоні від 0 до 14. Якщо pH води менше 7, то вона є кислою, а якщо більше 7 - тоді лужної. Норма pH для поверхневих водних систем становить 6,5-8,5, для підземних - 6-8,5.

Показник pH води дорівнює 7 при 25 ° С, але при взаємодії з діоксидом вуглецю в атмосфері дане значення становитиме 5,2. Рівень pH тісно пов'язаний з атмосферним газом і температурою, тому воду слід перевірити в найкоротші терміни. pH води не зможе дати повної характеристики і приводу для обмеження подачі води.

Коли в воді розчиняються різні хімічні речовини, то даний баланс підлягає зміні, що, в свою чергу, провокує зміну показника pH. Якщо в воду додати кислоту, концентрація іонів водню зростає, і концентрація гідроксид-іонів, в свою чергу, знижується. Якщо в рідину додати луг, тоді концентрація гідроксид-іонів зростає, а вміст іонів водню знижується.

Рівень pН води показує рівень кислотності або лужності середовища, а кислотність і лужність характеризується кількісним вмістом у воді елементів, що нейтралізують луг і кислоту. Так, наприклад, температура відображає рівень нагріву речовини, але не кількісний показник тепла. Якщо ми торкнемося води рукою, то ми визначимо, тепла вона чи холодна, але ми не зможемо сказати, яка кількість тепла в ній міститься (іншими словами, скільки буде потрібно часу для того, щоб вода охолола).

Показник pH - один з основних якісних характеристик води. Він відображає кислотно-лужний баланс і визначає, яким чином будуть відбуватися ті чи інші біологічні та хімічні процеси. Величиною pH води визначається швидкість протікання тієї чи іншої хімічної реакції, рівень корозійної агресивності рідини, ступінь токсичності забруднюючої речовини і багато інших чинників. Більш того, кислотно-лужний баланс середовища організму визначає наш стан здоров'я, настрій і самопочуття.

Розрізняють такі групи води, в залежності від показника pH:

Контролювати рівень pН води необхідно на кожному етапі очищення рідини, оскільки зсув балансу може негативно відбитися на смакових якостях, запаху і відтінку води, а також знизити ефективність її очищення.

Який нормальний pН води

Через стрімке темпу сучасного життя, неправильне харчування, порушення харчового і питного режимів рівень pН в організмі людини падає. Так, кислотно-лужний баланс зміщується в бік підвищеної кислотності (pН до значення 7 має на увазі кисле середовище, і до 14 - лужну, відповідно, чим нижче даний рівень, тим вище кислотність), що може призвести до серйозних захворювань. Вирішувати цю проблему можна за допомогою щоденного вживання мінеральної води з оптимальним рівнем активності іонів водню. Саме тому важливо знати, яка величина pН є нормою для води, яку ви регулярно вживаєте в їжу.


Отже, який повинен бути pН води? Професіонали стверджують, що ця величина повинна орієнтовно відповідати нормальному показнику pН крові людини (7,5). Саме тому для питної води норму pН розраховують від 7 до 7,5. Завдяки чистої питної води з нормальним показником активності іонів водню поліпшуються обмінні процеси в організмі, збільшується загальна тривалість життя і оптимізується обмін кисню. І навпаки, через солодких, газованих і містять барвники напоїв зменшується pН людської крові, що можна відразу помітити по неприємною сухості в роті.

Тому найкраще віддавати перевагу воді з «правильним» показником pН. Ви завжди зможете знайти цю інформацію на етикетці будь-пляшки. Ніякої фільтр з наповнювачами та абсорбентами не зможе замінити справжню природну воду з оптимальним рівнем pН. Деякі намагаються знизити кислотність води pН і надати рідини корисні властивості, додаючи лимонний або огірковий сік, тим не менше це далеко не завжди надає належний ефект. Ще один відомий спосіб зміни pН води - це електроліз, який дозволяє отримати в двох ємностях лужну і кислу воду. Лужна вода з високим pН вважається «живий», її використовують для лікування, а кисла - «мертвої», яку найчастіше використовують для вмивання.

Проте такі способи не підійдуть для щоденного використання. У цій ситуації залишається тільки одне раціональне рішення - віддати перевагу Слабомінеральні природній воді з необхідним для здоров'я рівнем кислотності.

Вимірювання pН води

Не варто забувати про те, що людський організм на цілих 70% складається з води! Продукти обміну речовин в клітинах є кислоти, в той час як основна маса внутрішніх рідин організму, за винятком шлункової кислоти, слабощелочние. Особливе значення при цьому мають показники крові. Організм людини нормально функціонує, якщо його кров слабощелочная, і величина її pН складає від 7,35 до 7,45.

У тому випадку, коли в кров і міжклітинну рідину потрапляє велика кількість кислот, відбувається порушення кислотно-лужного балансу. Навіть невелике відхилення рівня pН від даних показників (від 7,35 до 7,45) може привести до серйозного порушення здоров'я. Якщо триває процес підвищення кислотності крові і подальше зниження значення pН до 6,95, то настає кома і виникає справжній ризик для життя людини! Саме з цієї причини необхідно відстежувати величину pН питної води, яка є однією з найважливіших показників її якості!

  • Лакмусова бумага.

Рівень pН води ви зможете визначити самостійно, в домашніх умовах. Як приладу для вимірювання pН води ви можете використовувати лакмусовий (індикаторну) папір, яка змінює свій відтінок при короткочасному зануренні в досліджувану середу. Так, при зануренні в кислотну середу лакмусовий смужка набуває червоного відтінку, а в лужну - синій. Далі слід порівняти отриманий колір з кольоровою шкалою, в якій для кожного відтінку відповідає конкретний рівень pН, щоб визначити цей показник у досліджуваній рідині. Даний метод визначення pН є найпростішим і дешевим.

  • РН-метр.

Для найбільш точного визначення рівня pН використовують pН-метр для води. Даний прилад для визначення pН води дорожчий, ніж лакмусовий папір, проте він визначає рівень pН рідини в точності до сотих!

РН-метри для води бувають побутовими (портативними) і лабораторними. Найчастіше використовують перший варіант, ми зупинимося на них докладніше. Вони розрізняються:

    Ступенем захисту від води.

    Наявністю (або відсутністю) автоматичного калібрування.

    Точністю результатів.

Останній параметр визначається кількістю калібруванню точок (1 або 2). Точками називають буферні розчини, за допомогою яких і виробляють калібрування РН-метри. Рекомендуємо придбати прилад з автоматичною калібруванням.

  • Саморобні тест-смужки.

Існують спеціальні тест-смужки, що визначають рівень pН-середовища. Такі смужки дуже зручні у використанні. Їх упаковка оснащена шкалою, за допомогою якої визначають концентрацію водневих іонів. Але такі тест-смужки не так часто з'являються у продажу, при цьому вони досить дорогі.

При всіх своїх перевагах pН-метри для води також відрізняються порівняно високою ціною.

Ви можете скористатися саморобними тест-смужками, щоб визначити pН води.

Існують різні речовини, які змінюють свій колір залежно від змісту водневих іонів в рідині. Наприклад, чай замість коричневого відтінку набуває жовтого, якщо в нього додати скибочку лимона.

Таким же чином змінюють свій колір, в залежності від вмісту водневих іонів, вишневий, смородиновий соки і т. Д. У природі існує величезна кількість таких органічних індикаторів. І на основі таких індикаторів створюють саморобні тест-смужки, які дозволяють визначити pН води.

Ми скористаємося речовиною, що входить до складу червоної кольорової капусти. Даний овоч містить пігмент anthocyanin, що відноситься до категорії флавоноїдів. Саме він відповідає за відтінок соку капусти і змінює його, в залежності від рівня кислотності.

Антоціани в кислому середовищі набувають червоний відтінок, а в лужному - синій, в фіолетовий вони фарбуються, перебуваючи в нейтральній середовищі. Аналогічними властивостями володіє і пігмент буряків.

Для проведення експерименту вам буде потрібно половина качана червоної кольорової капусти середнього розміру, який слід дрібно нарізати. Потім нарізану капусту необхідно покласти в ємність і залити літром води. Потім закип'ятіть воду і залиште дане зілля варитися протягом 20-30 хвилин.

За цей час частина рідини випарується, і ви отримаєте відвар насиченого фіолетового відтінку. Потім остудіть зілля і приготуйте основу для тесту.

Ідеальним варіантом у цьому випадку послужить біла принтерна папір, яка не вноситиме похибки в колір рідини. Також її перевага полягає в тому, що вона добре вбирає відвар індикатора. Папір має бути нарізана смужками орієнтовно 1 × 5 см.

Перед тим як ви будете визначати рівень pН води, необхідно просочити тест-смужки індикаторним розчином. Для цього процідіть остиглий відвар крізь марлю і опустіть в нього папір. Слідкуйте за тим, щоб тест-смужки просочилися рівномірно. Просочувати папір слід протягом 10 хвилин. В результаті папір повинна придбати блідо-бузковий відтінок.

Коли папір, просочена відваром, висохне, ви можете приступати до визначення рівня pН води. Потім складіть тест-смужки в коробку або поліетиленовий пакетик, щоб уберегти їх від вологи.

Використовувати даний метод визначення рівня pН дуже легко. Візьміть піпетку і капніть одну-дві краплі випробуваного розчину на тест-смужку. Зачекайте одну-дві хвилини, щоб індикатор вступив в реакцію з папером. Залежно від показника pН води папір придбає певний відтінок, який слід порівняти з кольоровою шкалою, що має такий вигляд:

   Для калібрування кольорової шкали використовуються речовини, які в первісному вигляді мають постійний pH середовища. Нижче розташована докладна таблиця цих елементів:

Дана таблиця вам допоможе в тому випадку, якщо ви захочете провести експеримент, використовуючи будь-якої іншої індикатор (наприклад, буряковий відвар, сік чорної смородини або шовковиці).

Якщо отриманий результат не вселяє вам довіри, або ви з якихось причин не змогли вирішити проблему незбалансованого pН води, тоді зверніться до професіоналів.

На російському ринку є чимало компаній, які займаються розробкою систем водоочистки. Самостійно, без допомоги професіонала, вибрати той чи інший вид фільтра для очищення води досить складно. І вже тим більше не варто намагатися змонтувати систему водоочищення самостійно, навіть якщо ви прочитали кілька статей в Інтернеті і вам здається, що ви у всьому розібралися.

Наша компанія Biokit  пропонує широкий вибір систем зворотного осмосу, фільтри для води та інше обладнання, здатне повернути воді з-під крана її природні властивості.

Фахівці нашої компанії готові допомогти вам:

    підключити систему фільтрації самостійно;

    розібратися з процесом вибору фільтрів для води;

    підібрати змінні матеріали;

    усунути неполадки або вирішити проблеми із залученням фахівців-монтажників;

    знайти відповіді на питання, що цікавлять в телефонному режимі.

Довірте очищення води системам від Biokit - нехай ваша сім'я буде здоровою!

Показник pH і його вплив на якість питної води.

Що таке pH?

pH  ( «Potentia hydrogeni» - сила водню, або «pondus hydrogenii» - вага водню) - це одиниця вимірювання активності іонів водню в будь-якій речовині, кількісно виражає його кислотність.

Даний термін з'явився на початку ХХ століття в Данії. Показник pH ввів датський хімік Сорен Петро Лауріц Соренсен (1868-1939), хоча твердження про якусь «силі води» зустрічаються і у його попередників.

Активність водню визначається як негативний десятковий логарифм концентрації водневих іонів, вираженої в молях на літр:

pH \u003d -log

Для простоти і зручності при обчисленнях був введений показник pH. рН визначається кількісним співвідношенням у воді іонів Н + і ОН-, що утворюються при дисоціації води. Прийнято вимірювати рівень pH по 14-цифровий шкалою.

Якщо у воді знижений вміст вільних іонів водню (рН більше 7) в порівнянні з іонами гідроксиду [ОН-], то вода буде мати лужну реакцію, А при підвищеному вмісті іонів Н + (рН менше 7) - кислу реакцію. В ідеально чистою дистильованою воді ці іони будуть врівноважувати один одного.

кисле середовище:\u003e
  нейтральне середовище: \u003d
  лужне середовище:\u003e

Коли концентрації обох видів іонів в розчині однакові, кажуть, що розчин має нейтральну реакцію. У нейтральній воді показник рН дорівнює 7.

При розчиненні у воді різних хімічних речовин цей баланс змінюється, що призводить до зміни значення рН. При додаванні до води кислоти концентрація іонів водню збільшується, а концентрація гідроксид-іонів відповідно зменшується, при додаванні лугу - навпаки, підвищується вміст гідроксид-іонів, а концентрація іонів водню падає.

рН показник відображає ступінь кислотності або лужності середовища, в той час як «кислотність» і «лужність» характеризують кількісний вміст у воді речовин, здатних нейтралізувати відповідно лугу і кислоти. В якості аналогії можна привести приклад з температурою, яка характеризує ступінь нагріву речовини, але не кількість тепла. Опустивши руку в воду, ми можемо сказати яка вода - прохолодна або тепла, але при цьому не зможемо визначити скільки в ній тепла (тобто умовно кажучи, як довго ця вода буде остигати).

pH вважається одним з найважливіших показників якості питної води. Він показує кислотно-лужну рівновагу і впливає на те, як будуть протікати хімічні і біологічні процеси. Залежно від величини pH може змінюватися швидкість протікання хімічних реакцій, ступінь корозійної агресивності води, токсичність забруднюючих речовин і т.д. Від кислотно-лужної рівноваги середовища нашого організму безпосередньо залежить наше самопочуття, настрій і здоров'я.

Сучасна людина живе в забрудненого навколишнього середовища. Багато набувають і вживають їжу, виготовлену з напівфабрикатів. Крім цього практично кожна людина щодня піддається стресового впливу. Все це впливає на кислотно-лужну рівновагу середовища організму, зміщуючи його в сторону кислот. Чай, кава, пиво, газовані напої знижують показник pH в організмі.

Вважається, що кисле середовище є однією з основних причин руйнування клітин і пошкодження тканин, розвитку захворювань і процесів старіння, зростання хвороботворних організмів. У кислому середовищі до клітин не доходить будівельний матеріал, руйнується мембрана.

Зовні про стан кислотно-лужної рівноваги крові людини можна судити за кольором його кон'юнктиви в куточках очей. При оптимальному кислотно-лужний баланс колір кон'юнктиви яскраво-рожевий, якщо ж у людини підвищується лужність крові, кон'юнктива набуває темно-рожевого забарвлення, а при підвищенні кислотності забарвлення кон'юнктиви стає блідо-рожевим. При чому колір кон'юнктиви змінюється вже через 80 секунд після вживання речовин, що впливають на кислотно-лужну рівновагу.

Організм регулює рН внутрішніх рідин, підтримуючи значення на певному рівні. Кислотно-лужний баланс організму - це певне співвідношення кислот і лугів, що сприяє його нормальному функціонуванню. Кислотно-лужний баланс залежить від збереження щодо постійних пропорцій між міжклітинними і внутрішньоклітинними водами в тканинах організму. Якщо кислотно-лужну рівновагу рідин в організмі не буде підтримуватися постійно, нормальне функціонування і збереження життя виявляться неможливими. Тому важливо контролювати те, що ви споживаєте.

Кислотно-лужний баланс - це наш індикатор здоров'я. Чим ми «кислі», тим швидше старіємо і більше хворіємо. Для нормальної роботи всіх внутрішніх органів рівень рН в організмі повинен бути лужним, в інтервалі від 7 до 9.

pH всередині нашого тіла не завжди однаковий - деякі його частини більш лужні, а деякі кислотні. Організм регулює і підтримує гомеостаз рівня pH лише в окремих випадках, наприклад pH крові. На рівень pH нирок та інших органів, кислотно-лужну рівновагу яких не регулюються організмом, впливають їжа і напої, які ми вживаємо.

pH крові

Рівень pH крові підтримується організмом в діапазоні 7.35-7.45. Нормальним показником pH крові людини вважається 7,4-7,45. Навіть незначне відхилення цього показника впливає на здатність крові переносити кисень. Якщо pH крові підвищується до 7,5, вона переносить на 75% кисню більше. При зниженні показника pH крові до 7,3 людині вже складно піднятися з ліжка. При 7,29 він може впасти в кому, якщо показник pH крові знизиться нижче 7,1 - людина помирає.

Рівень pH крові повинен підтримуватися в здоровому діапазоні, тому організм використовує органи і тканини для підтримки його сталості. Внаслідок цього, рівень pH крові не змінюється через вживання лужної або кислотної води, але тканини і органи тіла, які використовуються для регулювання pH крові, змінюють свій pH.

pH нирок

На параметр pH нирок впливає вода, їжа, метаболічні процеси в організмі. Кислотна їжа (наприклад м'ясні продукти, молочні продукти та ін.) І напої (солодкі газовані напої, алкогольні напої, кава та ін.) Призводять до низького рівня pH в нирках, тому що організм виводить зайву кислотність через сечу. Чим нижче рівень pH сечі, тим важче доводиться працювати нирках. Тому кислотна навантаження, яка припадає від такої їжі і напоїв на нирки, називається потенційної кислотно-ниркової навантаженням.

Вживання лужної води приносить ниркам користь - відбувається підвищення рівня pH сечі, знижується кислотна навантаження на організм. Збільшення pH сечі підвищує pH організму в цілому і позбавляє нирки від кислотних токсинів.

pH шлунка

У порожньому шлунку міститься не більше чайної ложки шлункової кислоти, виробленої в останній прийом їжі. Шлунок виробляє кислоту в міру необхідності при вживанні їжі. Шлунок не виділяє кислоту, коли людина п'є воду.

Дуже корисно - пити воду на порожній шлунок. Показник pH збільшується при цьому до рівня 5-6. Збільшений pH матиме м'який антацидний ефект і призведе до збільшення кількості корисних пробіотиків (доброчинних бактерій). Збільшення pH шлунка підвищує pH організму, що веде до здорового травленню і звільняє від симптомів розладу шлунка.

pH підшкірного жиру

Жирові тканини організму мають кислотний pH, оскільки в них відкладаються зайві кислоти. Організму доводиться зберігати кислоту в жирових тканинах, коли вона не може бути виведена або нейтралізована іншими способами. Тому зміщення pH організму в кислу сторону - це один з факторів зайвої ваги.

Позитивний вплив лужної води на масу тіла полягає в тому, що лужна вода допомагає виводити з тканин зайву кислоту, бо дає змогу ниркам працювати більш раціонально. Це допомагає контролювати вагу, оскільки багато разів знижується кількість кислоти, яке тіло має «зберігати». Лужна вода також покращує результати здорової дієти і вправ, допомагаючи організму справитися із зайвою кислотністю, що виділяється жировими тканинами в процесі втрати ваги.

кістки

У кісток лужної pH, так як вони в основному складаються з кальцію. Їх pH постійний, але якщо кров потребує регулювання pH, кальцій забирається з кісток.

Користь, яку приносить лужної водою кістках, полягає в їх захисту, шляхом зниження кількості кислоти, з яким організму доводиться боротися. Дослідження показали, що вживання лужної води знижує розсмоктування кісток - остеопороз.

pH печінки

У печінки слаболужній pH, на рівень якого впливає і їжа, і напої. Цукор і алкоголь повинні бути розщеплені в печінці, а це призводить до надлишків кислоти.

Користь, яку приносить лужної водою печінки, полягає в наявності в такій воді антиоксидантів; встановлено, що лужна вода підсилює роботу двох антиоксидантів, що знаходяться в печінці, що сприяють більш ефективному очищенню крові.

pH організму і лужна вода

Лужна вода дозволяє частинам тіла, яке зберігає pH крові, працювати з більшою продуктивністю. Підвищення рівня pH в частинах тіла, що відповідають за підтримання pH крові, допоможе цим органам залишатися здоровими і працювати оперативно.

Між прийомами їжі Ви можете допомогти Вашому організму нормалізувати показник pH, вживаючи лужну воду. Навіть невелике збільшення pH може надати величезний вплив на стан здоров'я.

За даними досліджень японських вчених, показник pH питної води, що знаходиться в діапазоні 7-8, підвищує тривалість життя населення на 20-30%.

Залежно від рівня рН води можна умовно розділити на кілька груп:

сильнокислі води< 3
   кислі води 3 - 5
   слабокислі води 5 - 6.5
   нейтральні води 6.5 - 7.5
   слабощелочние води 7.5 - 8.5
   лужні води 8.5 - 9.5
   Сильно води\u003e 9.5

Зазвичай рівень рН питної водопровідної води знаходиться в межах, при яких він безпосередньо не впливає на споживчі якості води. У річкових водах pH зазвичай знаходиться в межах 6.5-8.5, в атмосферних опадах 4.6-6.1, в болотах 5.5-6.0, в морських водах 7.9-8.3.

ВООЗ не пропонує будь-якої рекомендованої за медичними показниками величини для рН. Відомо, що при низькому рН вода має високу корозійну активність, а при високих рівнях (рН\u003e 11) вода набуває характерну милкость, неприємний запах, здатна викликати подразнення очей і шкіри. Саме тому для питної та господарсько-побутової води оптимальним вважається рівень рН в діапазоні від 6 до 9.

Приклади значень pH

речовина

Електроліт в свинцевих акумуляторах <1.0

кислі
  речовини

Шлунковий сік 1,0-2,0
Лимонний сік 2,5 ± 0,5
Лимонад, Кола 2,5
Яблучний сік 3,5 ± 1,0
пиво 4,5
Кава 5,0
шампунь 5,5
чай 5,5
Шкіра здорової людини ~6,5
слина 6,35-6,85
молоко 6,6-6,9
Дистильована вода 7,0

нейтральні
  речовини

кров 7,36-7,44

лужні
  речовини

Морська вода 8,0
Мило (жирове) для рук 9,0-10,0
Нашатирний спирт 11,5
Відбілювач (хлорка) 12,5
розчин соди 13,5

Цікаво знати:  Німецький біохімік ОТТО ВАРБУРГ, удостоєний в 1931 Нобелівської премії з фізіології і медицині довів, що недолік кисню (кисле середовище pH<7.0) в тканях приводит к изменению нормальных клеток в злокачественные.

Учений виявив, що ракові клітини втрачають здатність до розвитку в середовищі, насиченою вільним киснем з показником pH \u003d 7,5 і вище! Це означає, що коли рідини в організмі стають кислими, стимулюється розвиток раку.

Його послідовники в 60-х роках минулого століття довели, що будь-яка патогенна флора втрачає здатність розмножуватися при pH \u003d 7,5 і вище, і наша імунна система легко справляється з будь-якими агресорами!

Для збереження і підтримання здоров'я нам необхідна правильна лужна вода (рН \u003d 7.5 і вище).  Це дозволить краще зберігати кислотно-лужну рівновагу рідин організму, так як основні життєві середовища мають слаболужну реакцію.

Уже при нейтральній біологічному середовищі організм може володіти дивовижною здатністю до самозцілення.

Не знаєте де можна взяти правильну воду ? Я підкажу!

Зверніть увагу:

Натискання на кнопку « дізнатися»Не веде до яких-небудь фінансових витрат і зобов'язань.

ви лише отримаєте інформацію про доступність правильної води в Вашому регіоні,

а також отримаєте унікальну можливість безкоштовно стати членом клубу здорових людей

і отримати знижку 20% на всі пропозиції + накопичувальний бонус.

Вступи в міжнародний клуб здоров'я Coral Club, отримай БЕЗКОШТОВНО дисконтну карту, можливість участі в акціях, накопичувальний бонус і інші привілеї!

кислотність  (Лат. aciditas) - характеристика активності іонів водню в розчинах і рідинах.

У медицині кислотність біологічних рідин (крові, сечі, шлункового соку та інших) є діагностично важливим параметром стану здоров'я пацієнта. В гастроентерології, для правильного діагностування цілого ряду захворювань, наприклад, стравоходу і шлунка, одномоментна або навіть середня величина кислотності не є значущою. Найчастіше важливе розуміння динаміки зміни кислотності протягом доби (нічна кислотність нерідко відрізняється від денної) в декількох зонах органу. Іноді важливо знати зміна кислотності, як реакцію на певні подразники і стимулятори.

Водневий показник pH
У розчинах неорганічні речовини: солі, кислоти і луги поділяються на складові їх іони. При цьому іони водню H + є носіями кислотних властивостей, а іони OH - - носіями лужних властивостей. У сильно розведених розчинах кислотні та лужні властивості залежать від концентрацій іонів H + і OH -. У звичайних розчинах кислотні та лужні властивості залежать від активностей іонів а Н і а OН, тобто від тих же концентрацій, але з поправкою на коефіцієнт активності γ, який визначається експериментально. Для водних розчинів діє рівняння рівноваги: \u200b\u200bа Н × а OН \u003d К w, де К w - константа, іонний добуток води (К w \u003d 10 - 14 при температурі води 22 ° C). З цього рівняння випливає, що активність іонів водню H + і активність іонів OH - пов'язані між собою. Датським біохіміком С.П.Л. Серенсеном в 1909 році був запропонований водневий показати рН, Рівний за визначенням десятковому логарифму активності водневих іонів, взятому з мінусом (Рапопорт С.І. та ін.):


рН \u003d - lg (а Н).

Виходячи з того, що в нейтральному середовищі а Н \u003d а OН і з виконання рівності для чистої води при 22 ° С: а Н × а OН \u003d К w \u003d 10 - 14, отримуємо, що кислотність чистої води при 22 ° С (то є нейтральна кислотність) \u003d 7 од. pH.

Розчини й рідини щодо їх кислотності вважаються:

  • нейтральними при рН \u003d 7
  • кислими при pH< 7
  • лужними при рН\u003e 7
деякі помилки
   Якщо хтось із пацієнтів говорить, що у нього «нульова кислотність», то це не більше, ніж мовний зворот, що означає, швидше за все, що у нього нейтральне значення кислотності (рН \u003d 7). В організмі людини величина показника кислотності не може бути менше 0,86 рН. Також поширена помилка, що величини кислотності можуть бути тільки в діапазоні від 0 до 14 pH. У техніці можливий показник кислотність і негативний, і більше 20.

Коли говорять про кислотності кого-небудь органу, важливо при цьому розуміти, що часто в різних частинах органу кислотність може значно відрізнятися. Кислотність вмісту в просвіті органу і кислотність на поверхні слизової оболонки органу також часто буває не однаковою. Для слизової оболонки тіла шлунка характерно, що кислотність на поверхні слизу, зверненої в просвіт шлунка кислотність 1,2-1,5 рН, а на стороні слизу, зверненої до епітелію - нейтральна (7,0 рН).

Величина рН для деяких продуктів і води
   У таблиці нижче вказані величини кислотності деяких поширених продуктів і чистої води при різній температурі:
продукт Кислотність, од. рН
   Лимонний сік 2,1
   вино 3,5
   Томатний сік 4,1
   Апельсиновий сік 4,2
   Чорна кава 5,0
   Чиста вода при 100 ° С 6,13
   Чиста вода при 50 ° С
6,63
   свіже молоко 6,68
   Чиста вода при 22 ° С 7,0
   Чиста вода при 0 ° С 7,48
Кислотність і травні ферменти
   Дуже багато процесів в організмі неможливі без участі спеціальних білків - ферментів, які каталізують хімічні реакції в організмі, не піддаючись при цьому хімічним перетворенням. Травний процес неможливий без участі різноманітних травних ферментів, що розщеплюють різні органічні молекули їжі і діючих тільки у вузькому діапазоні кислотності (здебільшого для кожного ферменту). Найважливіші протеолітичні ферменти (розщеплюють білки їжі) шлункового соку: пепсин, гастриксин і химозин (реннін) продукуються в неактивній формі - у вигляді проферментов і пізніше активується соляною кислотою шлункового соку. Пепсин основну активність виявляє в сильнокислой середовищі, з pH від 1 до 2, гастриксин має максимум активності при рН 3,0-3,5, химозин, що розщеплює білки молока до нерозчинного білка казеїну, має максимум активності при рН 3,0-3,5 .

Протеолітичний ферменти, що виділяються підшлунковою залозою і "діючі" в дванадцятипалій кишці: трипсин має оптимум дії в слабощелочной середовищі, при pH 7,8-8,0, близький до нього по функціональності хімотрипсин основну активність виявляє в середовищі з кислотністю до 8,2. Максимум активності карбоксипептидази А і В 7,5 рН. Близько значення максимальної і у інших ферментів, що виконують травні функції в слабощелочной середовищі кишечника.

Знижена або підвищена кислотність по відношенню до норми в шлунку або дванадцятипалої кишці, таким чином, призводить до істотного зниження активності тих чи ферментів або навіть їх виключення з травного процесу, і, як наслідок до проблем з травленням.

Кислотність слини і порожнини рота
   Кислотність слини залежить від швидкості слиновиділення. Зазвичай кислотність змішаної слини людини дорівнює 6,8-7,4 pH, але при великій швидкості слиновиділення досягає 7,8 pH. Кислотність слини привушних залоз дорівнює 5,81 pH, підщелепних - 6,39 pH.

У дітей в середньому кислотність змішаної слини дорівнює 7,32 pH, у дорослих - 6,40 pH (Римарчук Г.В. та ін.).

Кислотність зубного нальоту залежить від стану твердих тканин зубів. Будучи нейтральною у здорових зубів, вона зміщується в кислу сторону, в залежності від ступеня розвитку карієсу і віку підлітків. У 12-річних підлітків з початковою стадією карієсу (предкаріесом) кислотність зубного нальоту дорівнює 6,96 ± 0,1 pH, у 12-13-річних підлітків із середнім карієсом кислотність зубного нальоту від 6,63 до 6,74 pH, у 16 -річних підлітків при поверхневому і середньому карієсі кислотність зубного нальоту дорівнює, відповідно, 6,43 ± 0,1 pH і 6,32 ± 0,1 pH (Кривоногова Л.Б.).

Кислотність секрету глотки і гортані
   Кислотність секрету глотки і гортані у здорових і хворих на хронічний ларингіт і фаринголарингеальний рефлюксом різна (А.В. Луньов):

Групи обстежених

Місце вимірювання рН

глотка,
   од. рН

гортань,
   од. рН

здорові особи

   Хворі хронічним ларингітом без ГЕРБ


На малюнку вище дан графік кислотності в стравоході здорової людини, отриманий за допомогою внутрішньошлункової рН-метрії (Рапопорт С.І.). На графіку добре спостережувані гастроезофагеальні рефлюкси - різкі зменшення кислотності до 2-3 рН, в даному випадку є фізіологічними.

Кислотність в шлунку. Підвищена і знижена кислотність

Максимальна спостерігається кислотність в шлунку 0,86 рН, що відповідає кислотопродукції 160 ммоль / л. Мінімальна кислотність в шлунку 8,3 рН, що відповідає кислотності насиченого розчину іонів HCO 3 -. Нормальна кислотність в просвіті тіла шлунка натщесерце 1,5-2,0 рН. Кислотність на поверхні епітеліального шару, зверненого в просвіт шлунка 1,5-2,0 рН. Кислотність в глибині епітеліального шару шлунка близько 7,0 рН. Нормальна кислотність в антруме шлунка 1,3-7,4 рН.

Причиною багатьох хвороб органів травного тракту є дисбаланс процесів кислотопродукції та кислотонейтралізації. Тривала гиперсекреции соляної кислоти або недостатність кислотонейтралізації, і, як наслідок, підвищена кислотність в шлунку і / або дванадцятипалої кишці, викликає так звані кислотозалежних захворювань. В даний час до них відносять: виразку шлунка і дванадцятипалої кишки, гастроезофагеальна рефлюксна хвороба (ГЕРХ), ерозивно-виразкові ураження шлунка та дванадцятипалої кишки на тлі прийому аспірину або нестероїдних протизапальних препаратів (НПЗП), синдром Золлінгера-Еллісона, гастрити і гастродуоденіти з підвищеною кислотністю і інші.

Знижена кислотність спостерігається при анацидних або гипоацидних гастриті або гастродуоденіті, а також при раку шлунка. Гастрит (гастродуоденіт) називається анацидного або гастритом (гастродуоденітом) зі зниженою кислотністю, якщо кислотність в тілі шлунка становить приблизно 5 або більше од. pH. Причиною зниженій кислотності часто буває атрофія парієтальних клітин в слизовій оболонці або порушення в їх функціях.




   Вище дано графік кислотності (добова рН-грами) тіла шлунка здорової людини (пунктирна лінія) і хворого виразкою дванадцятипалої кишки (суцільна лінія). Моменти прийому їжі відзначені стрілками з написом "Їжа". На графіку видно кислотонейтралізуюча дію їжі, а також підвищена кислотність шлунка при виразці дванадцятипалої кишки (Яковенко А.В.).
Кислотність в кишечнику
   Нормальна кислотність в цибулині дванадцятипалої кишки 5,6-7,9 рН. Кислотність в худої і клубової кишках нейтральна або слаболужна і знаходиться в межах від 7 до 8 рН. Кислотність соку тонкої кишки 7,2-7,5 рН. При посиленні секреції досягає 8,6 рН. Кислотність секрету дуоденальних залоз - від рН від 7 до 8 рН.
  точка вимірювання Номер точки на малюнку кислотність,
   од. рН
   Проксимальний відділ сигмовидної кишки 7    7,9 ± 0,1
   Середній відділ сигмовидної кишки 6    7,9 ± 0,1
   Дистальний відділ сигмовидної кишки 5    8,7 ± 0,1
   Надампулярний відділ прямої кишки
4    8,7 ± 0,1
   Верхнеампулярном відділ прямої кишки 3    8,5 ± 0,1
   Среднеампулярного відділ прямої кишки 2    7,7 ± 0,1
   Ніжнеампулярном відділ прямої кишки 1    7,3 ± 0,1
кислотність калу
   Кислотність калу здорової людини, живиться змішаної їжею обумовлена \u200b\u200bжиттєдіяльність мікрофлори товстої кишки і дорівнює 6,8-7,6 рН. Нормальною вважається кислотність калу в діапазоні від 6,0 до 8,0 рН. Кислотність мекония (первородного калу новонароджених) - близько 6 рН. Відхилення від норми при кислотності калу:
  • різко-кисла (рН менше 5,5) буває при бродильної диспепсії
  • кисла (рН від 5,5 до 6,7) може бути через порушення всмоктування в тонкій кишці жирних кислот
  • лужна (рН від 8,0 до 8,5) може бути через гниття білків їжі, непереварених в шлунку і тонкій кишці і запального ексудату в результаті активації гнильної мікрофлори і освіти аміаку та інших лужних компонентів в товстій кишці
  • резкощелочная (рН більше 8,5) буває при гнильної диспепсії (коліті)
кислотність крові
Кислотність плазми артеріальної крові людини коливається в межах від 7,37 до 7,43 рН, складаючи в середньому 7,4 рН. Кислотно-лужну рівновагу в крові людини є одним з найстабільніших параметрів, що підтримує кислі і лужні компоненти в певній рівновазі в дуже вузьких межах. Навіть невеликий зсув від зазначених меж може призвести до важкої патології. При зсуві в кислотну сторону виникає стан, який називається ацидозом, в лужну - алколоз. Зміна кислотності крові вище 7,8 рН або нижче 6,8 рН несумісне з життям.

Кислотність венозної крові - 7,32-7,42 рН. Кислотність еритроцитів становить 7,28-7,29 рН.

кислотність сечі
   У здорової людини при нормальному режимі питне і збалансованому харчуванні кислотність сечі знаходиться в межах від 5,0 до 6,0 рН, але може коливатися від 4,5 до 8,0 рН. Кислотність сечі новонародженого у віці до місяця в нормі - від 5,0 до 7,0 рН.

Кислотність сечі підвищується, якщо в раціоні людини переважає м'ясна їжа, багата на білки. Збільшує кислотність сечі важка фізична робота. Молочно-рослинна дієта призводить до того, що сеча стає слабощелочной. Підвищення кислотності сечі відзначається при підвищеній кислотності шлунка. Знижена кислотність шлункового соку не впливає на кислотність сечі. Зміна кислотності сечі найчастіше відповідає зміні. Кислотність сечі змінюється при багатьом захворюванням або станах організму, тому визначення кислотності сечі є важливим діагностичним фактором.

кислотність піхви
   Нормальна кислотність піхви жінки коливається від 3,8 до 4,4 pH і в середньому становить 4,0-4,2 pH. Кислотність піхви при різних захворюваннях:
  • цитолитический вагіноз: кислотність менше 4,0 рН
  • нормальна мікрофлора: кислотність від 4,0 до 4,5 pH
  • кандидозний вагініт: кислотність від 4,0 до 4,5 pH
  • трихомонадний кольпіт: кислотність від 5,0 до 6,0 pH
  • бактеріальний вагіноз: кислотність більше 4,5 pH
  • атрофічний вагініт: кислотність більше 6,0 pH
  • аеробний вагініт: кислотність більше 6,5 pH
   За підтримку кислотного середовища і пригнічення росту умовно-патогенних мікроорганізмів у піхву відповідають лактобактерії (лактобацили) і, в меншій мірі, інші представники нормальної мікрофлори. При терапії багатьох гінекологічних захворювань на перший план виходить відновлення популяції лактобацил і нормальної кислотності.
Публікації для професіоналів охорони здоров'я, що зачіпають проблематику кислотності в жіночих статевих органах
  • Муртазіна З.А., Ящук Г.А., Галімов Р.Р., Даутова Л.А., Цвєткова А.В. Офісна діагностика БВ методом апаратної топографічної pH-метрії. Російський вісник акушера-гінеколога. 2017; 17 (4): 54-58.

  • Гасанова М.К. Сучасні підходи до діагностики та лікування серозометри в постменопаузі. Автореферат дис. к.м.н., 14.00.01 - акушерство і гінекологія. РМАПО, Москва, 2008.
кислотність сперми
   Нормальний рівень кислотності сперми знаходиться в межах від 7,2 до 8,0 рН. Відхилення від цих значень саме по собі не розглядається як патологія. У той же час в сукупності з іншими відхиленнями може свідчити про наявність захворювання. Збільшення рівня рН сперми відбувається при інфекційному процесі. Різко лужна реакція сперми (кислотність приблизно 9,0-10,0 рН) свідчить про патологію передміхурової залози. При закупорці вивідних проток обох насінних бульбашок відзначається кисла реакція сперми (кислотність 6,0-6,8 рН). Запліднююча здатність такої сперми знижена. У кислому середовищі сперматозоїди втрачають рухливість і гинуть. Якщо кислотність насінної рідини стає менше 6,0 рН, сперматозоїди повністю втрачають рухливість і гинуть.
кислотність шкіри
   Поверхня шкіри покрита водноліпідной кислотної мантією  або мантією Маркіоніні, Що складається з суміші шкірного сала і поту, в яку додані органічні кислоти - молочна, лимонна та інші, утворені в результаті біохімічних процесів, що протікають в епідермісі. Кислотна водноліпідная мантія шкіри є першим бар'єром захисту від мікроорганізмів. У більшості людей в нормі кислотність мантії дорівнює 3,5-6,7 рН. Бактерицидну властивість шкіри, що додає їй здатність протистояти мікробної інвазії, обумовлено кислою реакцією кератину, своєрідним хімічним складом шкірного сала і поту, наявністю на її поверхні захисної водноліпідной мантії з високою концентрацією водневих іонів. Вхідні в її склад низькомолекулярні жирні кислоти, в першу чергу глікофосфоліпіди і вільні жирні кислоти, мають бактеріостатичну ефектом, селективним для патогенних мікроорганізмів. Поверхня шкіри заселена нормальної симбіотичної мікрофлорою, здатної до існування в кислому середовищі: Staphylococcus epidermidis, Staphylococcus aureus, Propionibacterium acnes та інші. Деякі з цих бактерій самі виробляють молочну та інші кислоти, вносячи свій внесок у формування кислотної мантії шкіри.

Верхній шар епідермісу (кератіновие лусочки) має кислотність з величиною рН від 5,0 до 6,0. При деяких шкірних захворюваннях величина кислотності змінюється. Наприклад, при грибкових захворюваннях рН зростає до 6, при екземі до 6,5, при вугрової висипки до 7.

Кислотність інших біологічних рідин людини
   Кислотність рідин всередині людського організму в нормі збігається з кислотністю крові і знаходиться в межах від 7,35 до 7,45 pH. Кислотність деяких інших біологічних рідин людини в нормі приведена в таблиці:

На фотографії справа: буферні розчини з рН \u003d 1,2 і рН \u003d 9,18 для калібрування

pH фактор - це вимір відносної кислотності або лужності розчину. Значення рН 7 вважається нейтральним розчином, кислі розчини мають значення нижче 7, а лужні - вище 7. Значення рН може бути виміряна pH-метром, переносним pH-метром або за допомогою лакмусового папірця. Вимірювання pH фактора забезпечує числове позначення відносної кислотності або лужності, що є важливим параметром в контролі розчину.

Для того, щоб розчин виконував свої функції як необхідно, повинен бути відомий бажаний pH фактор, і розчином тоді можна управляти. Для ілюстрації розглянемо виробництво желе. Для перетворення фруктів в желе суміш повинна бути трохи кислою. При pH нижче 2,6 суміш не буде перетворюватися в желе; при значенні 2: 6 утворюється білий осад, і желе не має ринкового виду; при значенні 2,8 відбувається відділення крапельок води від суміші; при значенні 3,1 суміш утворює желе максимальної консистенції; при значенні 3,2 утворюється желе середньої консистенції, а при 3,3 желе буде рідким. При значенні рН вище 3,5 желе з суміші взагалі не вийти.

Так в межах декількох десятих частин pH фактора желе з суміші не утворюється, потім виходить максимальна консистенція, потім желе знову не виходить. Даний приклад ілюструє важливість жорсткого контролю pH фактора розчину.

Є широкий діапазон кислот, від сірчаної кислоти, яка може розчиняти метал до борної кислоти, яка годиться для промивання очей. Все кислоти утворюють в розчині іони водню (H +). Ступінь кислотності - це числове позначення концентрації іонів водню. Висловлюючись мовою хімії, числові позначення концентрацій іонів водню є зазвичай надзвичайно малі фракції, наприклад, 1/10 000 000. Масштаб pH фактора був розроблений, щоб уникнути використання таких незручних чисел. Масштаб pH фактора визначено математично як негативний логарифм концентрації іонів водню або ступеня, в яку повинна бути зведена 10, щоб рівнятися концентрації іонів водню. Назва рН походить від терміна «ступінь водню». Математичне вираження надає нам зручний масштаб від 0 для кислого розчину питомої міцності до 7 для нейтрального розчину чистої води.

Луги зобов'язані своєю лужністю гідроксильних іонів (ОН), які вони утворюють в розчині. Лужність може бути виміряна в тому ж самому масштабі, як і кислотність, від 7 до 14.

Простіше кажучи, будь-яке число нижче 7,0 - це кислота і при кожній одиниці зменшення цього значення збільшується інтенсивність (іонна концентрація H +) кислоти на фактор 10Х. Будь-яке число вище 7,0 вважається лугом, і на кожну одиницю збільшення цього значення збільшується інтенсивність (іонна концентрація ОН) лугу на фактор 10Х. У розчині, де присутня однакова кількість іонів Н + та іонів ОН-, pH фактор дорівнює 7,0.

Водопровідна вода може бути трохи лужної внаслідок добавок каустичної соди, щоб зробити воду більш приємною для пиття. Належне вимір і регулювання води мають істотне значення в процесі попередньої обробки. Для забезпечення точності вимірювань рН-метр повинен бути належним чином відкалібрований.

Калібрування однокрапковим методом описана нижче.

1) Підключіть електрод pH до приладу і зніміть захисний ковпачок з електрода.

2) Промийте електрод pH дистильованою водою і занурте його в буферний розчин 7,00. *

3) Увімкніть прилад, встановивши трьохпозиційний перемикач в положення ON (включено).

4) Встановіть температурний контроль приладу на температуру буферного розчину (використовуйте термометр Tru GT 100R або інший відповідний термометр, щоб виміряти температуру буферного розчину).

5) Відрегулюйте контроль стандартизації для зчитування значення, відповідного температурі буферного розчину. Буферні значення наводяться в Таблиці 1.

6) Дістаньте електрод з буферного розчину і промийте дистильованою водою.

Прилад вимірювання pH тепер відкалібрований і готовий до застосування.

Кнопка регулювання температури на приладі повинна встановлюватися на температуру розчину, значення рН якого вимірюється.

Не можна допустити висихання електрода. Якщо він не використовується, електрод повинен бути занурений в буферний розчин. Електрод не повинен використовуватися в розчинах з температурою вище 140 ° Ф (60 ° C) і повинен бути захищений від заморожування. Електрод повинен промиватися дистильованою водою до перенесення в буферний розчин з вимірюваного розчину. Вологу з електрода необхідно струшувати, щоб зменшити забруднення розчину при перенесенні електрода з одного розчину в інший.

Якщо на наконечнику електрода утворилася плівкове покриття, пробуйте видалити його, активно заважаючи в миючому розчині або запилюючи його з балончика. Якщо це не спрацює, і прилад реагує повільно або неналежним, можна акуратно очистити скляну посудину м'якою щіткою. Якщо і це не дасть результату, замініть посудину або прилад.

Значення рН буферних розчинів слід періодично перевіряти, порівнюючи їх зі значеннями в свіжих буферних розчинах. Замініть розчин, коли різниця значень рН сягатиме 0,1 або більше.

Одне з найважливіших властивостей водних розчинів їх кислотність (або лужність), яка визначається концентрацією іонів Н  + І ОН ( см . Електролітичноїдисоціації. електролітів). Концентрації цих іонів у водних розчинах пов'язані простою залежністю \u003d До   w ; (Квадратними дужками прийнято позначати концентрацію в одиницях моль / л). Величина Kw називається іонним добутком води і при даній температурі постійна. Так, при 0  о С вона дорівнює 0,11 Ч 10 14, при 20 о С 0,69 Ч 10 14, а при 100 ° С 55,0 Ч 10 14 . Найчастіше користуються значеннямK   w при 25 про С, що дорівнює 1,00Ч 10 14 . В абсолютно чистій воді, яка не містить навіть розчинених газів, концентрації іонів Н  + І ОН   рівні (розчин нейтральний). В інших випадках ці концентрації не збігаються: в кислих розчинах переважають іони Н + , В лужних іони ОН – . Але їх твір в будь-яких водних розчинах постійно. Тому якщо збільшити концентрацію одного з цих іонів, то концентрація іншого іона зменшиться в стільки ж разів. Так, в слабкому розчині кислоти, в якому \u003d 10 5 моль / л, \u003d 10 9   моль / л, а їх добуток як і раніше дорівнює 10  14 . Аналогічно в лужному розчині при \u003d 3,7 Ч 10 3 моль / л \u003d 10 14 / 3,7 Ч 10 3 \u003d 2,7 Ч 10 11   моль / л.

Зі сказаного випливає, що можна однозначно виразити кислотність розчину, вказавши концентрацію в ньому тільки іонів водню. Наприклад, в чистій воді \u003d 10 7   моль / л. На практиці оперувати такими числами незручно. Крім того, концентрації іонів Н +   в розчинах можуть відрізнятися в сотні трильйонів раз приблизно від 10  15   моль / л (міцні розчини лугів) до 10 моль / л (концентрована соляна кислота), що неможливо зобразити ні на якому графіку. Тому давно домовилися для концентрації іонів водню в розчині вказувати тільки показник ступеня 10, узятий з оберненим знаком; для цього концентрацію слід висловити у вигляді ступеня 10х, без множника, наприклад, 3,7Ч 10 3 \u003d 10 2,43 . (При більш точних розрахунках, особливо в концентрованих розчинах, замість концентрації іонів використовують їх активності.) Цей показник ступеня отримав назву водневого показника, а скорочено рН від позначення водню і німецького слова Potenz математична ступінь. Таким чином, за визначенням, рН \u003d lg [Н + ]; ця величина може змінюватися в невеликих межах всього від 1 до 15 (а частіше від 0 до 14). При цьому зміни концентрації іонів Н +   в 10 разів відповідає зміна рН на одну одиницю. Позначення рН ввів в науковий обіг в 1909 датський физикохимик і біохімік С.П.Л.Сёренсен, який займався в той час вивченням процесів, що відбуваються при зброджуванні пивного солоду, і їх залежністю від кислотності середовища.

При кімнатній температурі в нейтральних розчинах рН \u003d 7, в кислих розчинах рН 7. Приблизно значення рН водного розчину можна визначити за допомогою індикаторів. Наприклад, метиловий оранжевий при рН 4,4 жовтий; лакмус при рН 8 синій і т.д. Більш точно (до сотих часток) значення рН можна визначити за допомогою спеціальних приладів рН-метрів. Такі прилади вимірюють електричний потенціал спеціального електроду, зануреного в розчин; цей потенціал залежить від концентрації іонів водню в розчині, і його можна виміряти з високою точністю.

Цікаво порівняти значення рН розчинів різних кислот, основ, солей (при концентрації 0,1 моль / л), а також деяких сумішей і природних об'єктів. Для малорозчинних сполук, відзначених зірочкою, наведені рН насичених розчинів.

Таблиця 1. Водневі показники для розчинів

  розчин   РН
  HCl 1,0
  H 2 SO 4 1,2
  H 2 C 2 O 4 1,3
  NaHSO 4 1,4
  Н 3 РО 4 1,5
Шлунковий сік 1,6
  винна кислота 2,0
  Лимонна кислота 2,1
  HNO 2 2,2
  Лимонний сік 2,3
  Молочна кислота 2,4
  Саліцилова кислота 2,4
  столовий оцет 3,0
  сік грейпфрута 3,2
  СО 2 3,7
  Яблучний сік 3,8
  H 2 S 4,1
  сеча 4,8–7,5
  Чорна кава 5,0
  слина 7,4–8
  молоко 6,7
  кров 7,35–7,45
  жовч 7,8–8,6
  вода океанів 7,9–8,4
  Fe (OH) 2 9,5
  MgO 10,0
  Mg (OH) 2 10,5
  Na 2 CO 3 11
  Ca (OH) 2 11,5
  NaOH 13,0
Таблиця дозволяє зробити ряд цікавих спостережень. Значення рН, наприклад, відразу показують порівняльну силу кислот і підстав. Добре видно також сильне зміна нейтрального середовища в результаті гідролізу солей, утворених слабкими кислотами і підставами, а також при дисоціації кислих солей.

Природна вода завжди має кислу реакцію (рН 2 + Н 2 О «Н + + НСО3 2 . Якщо наситити воду вуглекислим газом при атмосферному тиску, рН отриманої «газованої» буде дорівнює 3,7; таку кислотність має приблизно 0,0007% -ний розчин соляної кислоти шлунковий сік набагато кисліше! Але навіть якщо підвищити тиск CO 2   над розчином до 20 атм, значення pH не опускається нижче 3,3. Це означає, що газовану воду (в помірних кількостях, звичайно) можна пити без шкоди для здоров'я, навіть якщо вона насичена вуглекислим газом.

Певні значення рН мають винятково велике значення для життєдіяльності живих організмів. Біохімічні процеси в них мають відбуватися при строго заданої кислотності. Біологічні каталізатори ферменти здатні працювати тільки в певних межах рН, а при виході за ці межі їх активність може різко знижуватися. Наприклад, активність ферменту пепсину, який каталізує гідроліз білків і сприяє таким чином перетравлення білкової їжі в шлунку, максимальна при значеннях рН близько 2. Тому для нормального травлення необхідно, щоб шлунковий сік мав досить низькі значення рН: в нормі 1,53 1, 67. При виразковій хворобі шлунка рН знижується в середньому до 1,48, а при виразці дванадцятипалої кишки може доходити навіть до 105. Точне значення рН шлункового соку визначають шляхом внутрішньошлункового дослідження (рН-зонд). Якщо у людини знижена кислотність,

лікар може призначити прийом з їжею слабкий розчин соляної кислоти, а при підвищеній кислотності приймати протикислотною кошти, наприклад, гідроксиди магнію або алюмінію. Цікаво, що якщо випити лимонний сік, кислотність шлункового соку ... понизиться! Дійсно, розчин лимонної кислоти лише розбавить сильнішу соляну кислоту, що міститься в шлунковому соку.

У клітинах організму рН має значення близько 7, в позаклітинній рідині 7,4. Нервові закінчення, які знаходяться поза клітинами, дуже чутливі до зміни рН. При механічних або термічних ушкодженнях тканин стінки клітин руйнуються і їх вміст потрапляє на нервові закінчення. В результаті людина відчуває біль. Скандинавський дослідник Олаф Ліндау проробив такий експеримент: за допомогою спеціального безголкового ін'єктора людині упорскували крізь шкіру дуже тонку цівку розчину, що не ушкоджувала клітини, але діяла на нервові закінчення. Було показано, що біль викликають саме катіони водню, причому зі зменшенням рН розчину біль посилюється. Аналогічно безпосередньо «діє на нерви» і розчин мурашиної кислоти, який жалкі комахи або кропива впорскують під шкіру. Різним значенням рН тканин пояснюється також, чому при деяких запаленнях людина відчуває біль, а при деяких немає.

Цікаво, що впорскування під шкіру чистої води дало особливо сильний біль. Пояснюється це дивне на перший погляд явище так: клітини при контакті з чистою водою в результаті осмотичного тиску розриваються і їх вміст впливає на нервові закінчення.

У дуже вузьких межах повинно залишатися значення рН крові; навіть невелике її підкислення (ацидоз) або защелачивание (алкалоз) може привести до загибелі організму. Ацидоз спостерігається при таких захворюваннях як бронхіт, недостатність кровообігу, пухлини легенів, пневмонія, діабет, лихоманка, ураження нирок і кишечника. Алколоз ж спостерігається при гіпервентиляції легких (або при вдиханні чистого кисню), при анемії, отруєнні СО, істерії, пухлини мозку, надмірному споживанні питної соди або лужних мінеральних вод, прийомі діуретичних ліків. Цікаво, що рН артеріальної крові в нормі повинно бути в межах 7,37 7,45, а венозної 7,34 7,43. Різні мікроорганізми також дуже чутливі до кислотності середовища. Так, патогенні мікроби швидко розвиваються в слабощелочной середовищі, тоді як кисле середовище вони не витримують. Тому для консервування (маринування, соління) продуктів використовують, як правило, кислі розчини, додаючи в них оцет або харчові кислоти. Велике значення має правильний підбір рН і для хіміко-технологічних процесів.

Підтримати потрібне значення рН, не дати йому помітно відхилитися в ту або іншу сторону при зміні умов можливо при використанні так званих буферних (від англ. Buff пом'якшувати поштовхи) розчинів. Такі розчини часто являють собою суміш слабкої кислоти і її солі або слабкої основи і його солі. Подібні розчини «чинять опір» в певних межах (які називаються ємністю буфера)

спробам змінити їх рН. Наприклад, якщо спробувати трохи підкислити суміш оцтової кислоти і ацетату натрію, то ацетат-іони зв'яжуть надлишкові іони Н +   в малодисоційованих оцтову кислоту, і рН розчину майже не зміниться (ацетат-іонів в буферному розчині багато, так як вони утворюються в результаті повної дисоціації ацетату натрію). З іншого боку, якщо ввести в такий розчин трохи лугу, надлишок іонів ОН –   буде нейтралізований оцтової кислотою зі збереженням значення рН. Аналогічним чином діють і інші буферні розчини, причому кожен з них підтримує певне значення рН. Буферним дією володіють також розчини кислих солей фосфорної кислоти і слабких органічних кислот щавлевої, винної, лимонної, фталевої та ін. Конкретне значення рН буферного розчину залежить від концентрації компонентів буфера. Так, ацетатний буфер дозволяє підтримувати рН розчину в інтервалі 3,8 6,3; фосфатний (суміш КН  2 РО 4 і Na 2 HPO 4 ) В інтервалі 4,8 7,0, боратний (суміш Na  2 B 4 O 7   і NaOH) в інтервалі 9,2 11 і т.д.

Багато природних рідини мають буферними властивостями. Прикладом може служити вода в океані, буферні властивості якої багато в чому обумовлені розчиненим вуглекислим газом і гідрокарбонат-іонами НСО

  3 . Джерелом останніх, крім СО 2 , Є величезні кількості карбонату кальцію у вигляді раковин, крейдяних і вапнякових відкладень в океані. Цікаво, що фотосинтетична діяльність планктону одного з основних постачальників кисню в атмосферу, призводить до підвищення рН середовища. відбувається це  відповідно до принципу Ле Шательє в результаті зсуву рівноваги при поглинанні розчиненого вуглекислого газу: 2Н  + + СО 3 2 «Н + + НСО 3« Н 2 СО 3 «Н 2 О + СО 2 . Коли в ході фотосинтезу CO  2 + H 2 O + hv ® 1 / n (CH 2 O) n + O 2   з розчину видаляється СО 2 , Рівновага зміщується вправо і середовище стає більш лужним. У клітинах організму гідратація СО 2   каталізується ферментом карбоангидразой.

Клітинна рідина, кров також є прикладами природних буферних розчинів. Так, кров містить близько 0,025 моль / л вуглекислого газу, причому його зміст у чоловіків приблизно на 5% вище, ніж у жінок. Приблизно така ж в крові концентрація гідрокарбонат-іонів (їх теж більше у чоловіків).

При дослідженні грунту рН є однією з найбільш важливих характеристик. Різні грунти можуть мати рН від 4,5 до 10. За значенням рН, зокрема, можна судити про вміст у грунті поживних речовин, а також про те, які рослини можуть успішно рости на цьому грунті. Наприклад, зростання квасолі, салату, чорної смородини утрудняється при рН грунту нижче 6,0; капусти нижче 5,4; яблуні нижче 5,0; картоплі нижче 4,9. Кислі грунти зазвичай менш багаті поживними речовинами, оскільки гірше утримують в собі катіони металів, необхідні рослинам. Наприклад, що потрапили в грунт іони водню витісняють з неї пов'язані іони Са

2+ . А витіснення з глинистих (алюмосилікатних) порід іони алюмінію у великих концентраціях токсичні для сільськогосподарських культур.

Для розкислення кислих грунтів використовують їх вапнування внесення речовин, поступово зв'язують надлишок кислоти. Таким речовиною можуть служити природні мінерали крейда, вапняк, доломіт, а також вапно, шлак з металургійних заводів. Кількість внесеного раскислителя залежить від буферної ємності грунту. Наприклад, для вапнування глинистого грунту потрібно більше розкислюючих речовин, ніж для піщаної.

Велике значення мають вимірювання рН дощової води, яка може виявитися досить кислою через присутність в ній сірчаної та азотної кислот. Ці кислоти утворюються в атмосфері з оксидів азоту та сірки (IV), які викидаються з відходами численних виробництв, транспорту, котелень і ТЕЦ. Відомо, що кислотні дощі з низьким значенням рН (менше 5,6) гублять рослинність, живий світ водойм. Тому постійно ведеться контроль рН дощової води.

Ілля Леенсон   ЛІТЕРАТУРА Гордон А., Форд Р.супутник хіміка . М., 1976
Добиш. електрохімічні константи . М., 1980
Чиркин А. і ін. Діагностичний довідник терапевта . Мінськ. 1993

Поділитися: