pH стойност Киселинно-базов баланс - pH баланс - съотношение на киселина и алкали
История
Уравнения, свързващи pH и pOH
Изходна стойност на pH
В чиста вода при 25 ° C концентрациите на водородни йони () и хидроксидни йони () са еднакви и възлизат на 10 -7 mol / l, това пряко следва от дефиницията на йонния продукт на водата, който е равен на и е 10 -14 mol² / l² (при 25°C).
Когато концентрациите на двата типа йони в разтвор са еднакви, се казва, че разтворът има неутраленреакция. Когато се добави киселина към вода, концентрацията на водородни йони се увеличава и концентрацията на хидроксидни йони съответно намалява, когато се добави основа, напротив, съдържанието на хидроксидни йони се увеличава и концентрацията на водородни йони намалява. Когато > кажете, че решението е кисело, а за > - алкален.
За удобство на представянето, за да се отървем от отрицателния показател, вместо концентрациите на водородните йони се използва техният десетичен логаритъм, взет с обратен знак, който всъщност е водородният индикатор - pH).
рН
Реципрочната стойност на pH е станала малко по-малко разпространена - индикатор за основността на разтвора, pOH, равен на отрицателния десетичен логаритъм на концентрацията в разтвора на OH - йони:
както във всеки воден разтвор при 22 ° C \u003d 1,0 × 10 - 14, очевидно е, че при тази температура:
Стойности на pH в разтвори с различна киселинност
- Противно на общоприетото схващане, pH може да варира не само в диапазона от 0 до 14, но може и да надхвърли тези граници. Например, при концентрация на водородни йони = 10 -15 mol / l, pH = 15, при концентрация на хидроксидни йони от 10 mol / l pOH = -1.
|
Тъй като при 25 °C (стандартни условия) · = 10 -14, ясно е, че при тази температура pH + pOH = 14.
Тъй като в киселинни разтвори > 10 -7, тогава pH на киселинните разтвори pH< 7, аналогично pH щелочных растворов pH >7, pH на неутралните разтвори е 7. При по-високи температури константата на дисоциация на водата се увеличава и йонният продукт на водата се увеличава съответно, така че pH е неутрално.< 7 (что соответствует одновременно возросшим концентрациям как H + , так и OH -); при понижении температуры, напротив, нейтральная pH возрастает.
Методи за определяне на стойността на pH
Няколко метода се използват широко за определяне на рН стойността на разтворите. Стойността на pH може да бъде приблизително определена с помощта на индикатори, точно измерена с pH метър или определена аналитично чрез извършване на киселинно-алкално титруване.
- За груба оценка на концентрацията на водородни йони широко се използват киселинно-алкални индикатори - органични багрилни вещества, чийто цвят зависи от pH на средата. Най-известните индикатори включват лакмус, фенолфталеин, метилоранж (метилоранж) и други. Индикаторите могат да съществуват в две различни оцветени форми, киселинни или основни. Промяната на цвета на всеки индикатор става в неговия диапазон на киселинност, обикновено 1-2 единици.
За разширяване на работния обхват на измерване на рН се използва така нареченият универсален индикатор, който представлява смес от няколко индикатора. Универсалният индикатор последователно променя цвета си от червено през жълто, зелено, синьо до лилаво при преминаване от кисела към алкална област. Определянето на pH чрез индикаторния метод е трудно за мътни или оцветени разтвори.
- Използването на специално устройство - pH метър - ви позволява да измервате pH в по-широк диапазон и по-точно (до 0,01 pH единици), отколкото с индикатори. Йонометричният метод за определяне на pH се основава на измерване на ЕМП на галванична верига с миливолтметър-йонометър, включващ специален стъклен електрод, чийто потенциал зависи от концентрацията на H + йони в околния разтвор. Методът е удобен и много точен, особено след калибриране на индикаторния електрод в избран диапазон на pH, позволява измерване на pH на непрозрачни и оцветени разтвори и затова се използва широко.
- Аналитичният обемен метод - киселинно-алкално титруване - също дава точни резултати за определяне на киселинността на разтворите. Разтвор с известна концентрация (титрант) се добавя на капки към тестовия разтвор. Когато се смесят, протича химическа реакция. Точката на еквивалентност - моментът, когато титрантът е точно достатъчен за пълно завършване на реакцията - се фиксира с помощта на индикатор. Освен това, като се знае концентрацията и обема на добавения титратен разтвор, се изчислява киселинността на разтвора.
- Ефект на температурата върху стойностите на pH
0,001 mol/L HCl при 20 °C има pH=3, при 30 °C pH=3
0,001 mol/L NaOH при 20 °C има pH=11,73, при 30 °C pH=10,83
Както всички помним от училищния курс по химия, pH е единица за активност на водородни йони, равна на реципрочния логаритъм на активността на водородните йони. По този начин вода с pH 7 има 10 -7 mol на литър водородни йони, а вода с pH 6 има 10 -6 mol на литър. Скалата на pH може да варира от 0 до 14.
Като цяло вода с pH по-малко от 7 се счита за кисела, докато вода с pH по-голямо от 7 се счита за алкална. Нормалният диапазон на pH за повърхностни водни системи е между 6,5 и 8,5, а за подземни системи между 6 и 8,5.
Стойността на pH на водата (H 2 0) е 7 при 25 °C, но при контакт с въглероден диоксид в атмосферата това равновесие се измества до pH приблизително 5,2. Поради тясната връзка на pH с атмосферните газове и температура, силно се препоръчва водата да се тества възможно най-скоро. В крайна сметка pH на водата не е мярка за стабилността на киселинна или алкална реакция и не дава пълна картина на характеристиките или причината за ограничаване на водоснабдяването.
мека вода
Като цяло водата с ниско pH (по-малко от 6,5) е кисела, мека и корозивна. Така метални йони като желязо, манган, мед, олово и цинк от водоносния хоризонт, водопровода и тръбопроводите могат да проникнат във водата. Следователно водата с ниско pH може:
- съдържат повишени нива на токсични метали;
- водят до преждевременно увреждане на метални тръби;
- имат метален или кисел вкус;
- боядисване на бельо;
- имат характерно "синьо-зелено" оцветяване на мивката и сифоните.
Основният начин за решаване на проблема с водата с ниско pH е използването на неутрализатор. Той подава разтвора във водата, за да предотврати реакцията на водата с домашните водопроводни инсталации или електролитна корозия. Типичен неутрализатор - Химическата неутрализация с този агент повишава съдържанието на натрий във водата.
твърда вода
Водата с pH над 8,5 е твърда. Не представлява опасност за здравето, но може да причини естетически проблеми. Тези проблеми включват:
- Образуване на "котлен камък" или утайка върху тръбопроводи и арматура.
- Алкален вкус във водата, който може да направи кафето горчиво.
- Образуване на котлен камък върху съдове, пералня, басейни.
- Затруднено получаване на пяна от сапуни и перилни препарати и образуване на неразтворими отлагания по дрехите и др.
- Намаляване на ефективността на електрически бойлери.
Обикновено тези проблеми възникват, когато твърдостта варира от 100 до 200 милиграма CaCO 3 /l, което е еквивалентно на 12 грама на галон. Водата може да бъде омекотена чрез използване на йонообмен или добавяне на пепел, вар и сода, но и двата процеса повишават съдържанието на натрий във водата.
pH на питейната вода
Внимателното внимание към контрола на pH е от съществено значение на всички етапи от обработката на водата, за да се осигури задоволително качество на водата и дезинфекция. Въпреки че pH на водата обикновено няма пряко въздействие върху потребителите, то е един от най-важните параметри за качеството на водата. За ефективна дезинфекция с хлор pH трябва да бъде за предпочитане по-малко от 8. pH на водата, постъпваща в разпределителната система, трябва да се контролира, за да се сведе до минимум корозията на тръбите. Неспазването на това може да доведе до замърсяване на питейната вода и неблагоприятни ефекти върху вкуса, миризмата и външния вид.
Оптималната стойност на pH ще варира за различните материали в зависимост от състава на водата и естеството на строителните материали, използвани в разпределителната система, но най-често е в диапазона 6,5-9,5. Екстремните стойности на pH могат да бъдат резултат от случайни разливи, аварии в пречиствателни станции за отпадъчни води.
Идеалното ниво на pH на йонизирана вода за дългосрочна консумация от човека е между 8,5 и 9,5 (и никога не надвишава 10,0) с идеален ORP от около 200mV-300mV (и никога над 400mV).
PH на водата в басейна
Както бе споменато по-горе, рН е важна характеристика не само за питейната вода, но и за плувните басейни, тъй като хлорирането все още се използва главно за дезинфекция на водата, а когато се използва хлор, ефективността на дезинфекцията е силно зависима от първоначалната стойност на рН на вода.
Хлорът е основният дезинфектант за предотвратяване на инфекции в обществени басейни, но хлорът също реагира с органичните вещества във водата, за да образува странични продукти от дезинфекцията (DSB): органичните вещества са производни на хуминови вещества, образувани в резултат на взаимодействието на водата с пот, урина, коса, кожни клетки и остатъци от продукти за лична хигиена от плувци. Съдържанието на PPD може да бъде измерено като сбор от всички халогенирани съединения. Някои DAAs повишават риска от развитие на астма, са канцерогенни или дразнят очите и кожата.
Хлорът е общоприето име, което образува хлорен газ, който реагира с водата. Разтваряйки се във вода, киселината образува хипохлорит и има стойност на pKa 7,5.
Хлорната киселина е много по-ефективна от хипохлорита при убиване на бактерии, кисти, спори и неактивни вируси. По този начин, ако стойността на pH на плувния басейн е в долния край на регулирания диапазон, трябва да се произвежда по-малко хлор за същата степен на дезинфекция и следователно във водата се образуват по-малко потенциално опасни RCP. Както показват многобройни проучвания, оптималното ниво на pH на водата в басейна е в диапазона от 7,5 до 8,0. При намаляване на pH само с 1-0,5 единици (до 7,0-6,5), нивото на PPD значително се повишава, което освен това е и генотоксично.
Методи за определяне на pH
Скалата на pH е логаритмична скала, което означава, че всяко 1 единица увеличение или намаление представлява промяна с коефициент 10. Например разтвор с pH 11 е 10 пъти по-алкален от разтвор с pH 10. Има няколко метода за определяне pH на водата..
Определяне на pH с тест ленти
Тест лентите са лакмусова хартия, която реагира чрез промяна на цвета на колебанията на pH. Можете да ги закупите в магазините за домашни любимци, тъй като те често се използват за определяне на pH на водата в аквариумите (дори леко колебание в този показател може да доведе до смърт на риба).
При контакт с тест лентата ще се промени. Трябва само да сравните крайния цвят с примерната цветна таблица на опаковката и да получите конкретна стойност. Този метод за определяне на pH е бърз, прост, евтин, но има доста голяма грешка.
Лакмусова хартия "Rottinger"
Купете в магазини за медицинско оборудване във вашия град. След като анализирахме различни ph тестове (от евтини китайски до скъпи холандски), стигнахме до извода, че немските ph ленти на Rottinger дават минимална грешка в отчитането. Опаковката идва с индикаторна скала от 1 до 14 (максималния наличен интервал!) и 80 ph ленти, които са достатъчни за дълго време. С помощта на тези ленти можете да измервате не само ph на водата, но и ph на биологични течности като слюнка, урина и др. Тъй като добрите ph метри са доста скъпи (около 3000 рубли) и трябва да закупите буферни разтвори за калибриране, тогава лакмусовата хартия Rottinger, чиято цена не надвишава 250-350 рубли, ще ви служи като незаменим помощник при точното определяне на ph ниво.
Определяне на рН с рН метър
Водна проба (20-30 ml) се взема в пластмасова или стъклена чаша. Сензорът на устройството се изплаква с малко количество дестилирана вода и след това се потапя в разтвора заедно с температурния сензор. Скалата на инструмента ви показва точната pH стойност на тестовия разтвор. В този случай трябва да се има предвид, че точността на измерванията се влияе от редовното калибриране на инструмента, за което се използват стандартни разтвори с известна стойност на pH. Този метод за определяне на pH е точен, прост, бърз, но изисква повече материални разходи в сравнение с предишния и най-простите умения за работа с лабораторно оборудване и химически разтвори.
По този начин pH на водата не е просто термин от училищен курс по химия, но и показател за качеството на водата, който трябва да се следи, за да се избегнат проблеми с оборудването и здравето.
Във всеки разтвор се нарича киселинно-базов баланс ( КЩР), въпреки че физиолозите смятат, че е по-правилно това съотношение да се нарича киселинно-алкално състояние.
KShchR се характеризира със специален pH индикатор (power Hydrogen - "сила на водорода"), който показва броя на водородните атоми в даден разтвор.
При pH 7,0 се говори за неутрална среда.
Колкото по-ниско е pH- теми по-кисела среда(от 6,9 до 0).
Алкалната среда има високо ниво на pH (от 7,1 до 14,0).
Човешкото тяло върху 70% се състои от вода, Ето защо водата е една от най-важните й съставки.
Човешкото тяло има определено киселинно-алкално съотношение, характеризиращо се с pH (водороден) индекс.
Стойността на pH зависи от съотношението между положително заредени йони (образуващи кисела среда) и отрицателно заредени йони (образуващи алкална среда).
Тялото непрекъснато се стреми да балансира това съотношение, поддържайки строго определено ниво на pH.
При нарушаване на баланса могат да възникнат много сериозни заболявания.
Проверете киселинно-алкалния си баланс с pH тест ленти.
Много е важно да се обърне внимание на промяната в нивото на pH на вътрешната среда на тялото навреме и, ако е необходимо, да се вземат спешни мерки.
С помощта на pH тест ленти можете лесно, бързо и точно да определите нивото на pH, без да напускате дома си.
Най-доброто време за измерване на нивото на pH е 1 час преди хранене или 2 часа след хранене.
Проверявайте нивото на pH 2 пъти седмично 2-3 пъти на ден.
Непознаването на вашето ниво на pH може да доведе до тъжни последици.
А) Повишена киселинност в организма
Дисбалансът в pH на тялото при повечето хора се проявява под формата на повишена киселинност (състояние ацидоза).
В това състояние тялото не усвоява минерали като калций, натрий, калий и магнезий, които поради излишната киселинност се изхвърлят от тялото.
Жизненоважните органи страдат от липса на минерали.
Неоткритата навреме ацидоза може да навреди на организма неусетно, но постоянно в продължение на няколко месеца и дори години.
Злоупотребата с алкохол често води до ацидоза.
ацидозаможе да възникне като усложнение на диабета.
Ацидозата може да причини следните проблеми:
Б) Повишено съдържание на алкали в организма
С повишено съдържание на алкали в тялото, и това състояние се нарича Алкалоза, както и при ацидоза се нарушава усвояването на минералите.
Храната се смила много по-бавно, което позволява на токсините да преминат от стомашно-чревния тракт в кръвта.
Повишеното съдържание на алкали в организма е опасно и трудно се коригира.
По правило това е резултат от употребата на лекарства, съдържащи алкали.
Повишеното съдържание на алкали може да провокира:
pH стойност на урината
Резултатите от теста за pH на урината показват колко добре тялото абсорбира минерали като калций, натрий, калий и магнезий.
Тези минерали се наричат "киселинни овлажнители", защото регулират нивото на киселинност в тялото.
Ако киселинността е твърде висока, тялото не произвежда киселина.
Трябва да неутрализира киселината.
За да направи това, тялото започва да заема минерали от различни органи, кости и т.н. за да се неутрализира излишната киселина, която започва да се натрупва в тъканите.
Така нивото на киселинност се регулира.
Минералите се използват за неутрализиране на киселини
В продължение на 7 години е проведено проучване в Калифорнийския университет (Сан Франциско), където са изследвани 9 хиляди жени.
Резултатите показват, че при постоянно високо ниво на киселинност костите стават чупливи.
Експертите, провели този експеримент, са сигурни, че повечето от проблемите на жените на средна възраст са свързани с прекомерната консумация на месо и липсата на консумация на растителна храна.
Следователно тялото няма друг избор, освен да вземе калций от собствените си кости и с негова помощ да регулира нивото на pH.
(Американски вестник за клинично хранене).
pH стойност на слюнката
Също така е рационално да се знае нивото на pH на слюнката.
Резултатите от изследването показват активността на ензимите на храносмилателния тракт, особено на черния дроб и стомаха.
Този индикатор дава представа за работата както на целия организъм като цяло, така и на отделните му системи.
Някои хора могат да имат повишена киселинност както в урината, така и в слюнката – в този случай имаме работа с „двойна киселинност“.
Стойност на pH на кръвта
pH на кръвта е една от най-строгите физиологични константи на тялото.
Обикновено този индикатор може да варира в рамките на 7.3б - 7.42.
Изместването на този показател с поне 0,1 може да доведе до тежка патология.
При промяна на pH на кръвта с 0,2 се развива кома, с 0,3 човек умира.
Поддържайте правилния pH баланс за добро здраве
Тялото е в състояние правилно да абсорбира и съхранява минерали и хранителни вещества само при подходящо ниво на киселинно-алкален баланс.
Във вашата власт е да помогнете на тялото си да получи, а не да загуби хранителни вещества.
Например, желязоможе би да бъдат асимилираниорганизъм при pH 6,0 - 7,0 , а йод- при pH 6,3 - 6,6 .
Нашето тяло използва солна киселина, за да разгради храната.
В процеса на жизнената дейност на организма са необходими както киселинни, така и алкални разпадни продукти, като първите се образуват 20 пъти повече от вторите.
Следователно защитните системи на организма, които осигуряват неизменността на неговия ASC, са "настроени" предимно да неутрализират и отделят преди всичко киселинните продукти на разпадане.
Основните механизми за поддържане на този баланс са:
Във ваш интерес е да поддържате правилния pH баланс.
Дори „най-добрата“ билкова програма няма да работи ефективно, ако рН балансът ви е нарушен.
Как тялото управлява киселинните нива?
Хранителна добавка за нормализиране на ph-баланса в организма:
 Попълва дефицита на храносмилателни ензими Подобряват храносмилането и усвояването на хранителните вещества Нормализиране на работата на храносмилателната система Регулирайте нивото на солна киселина в стомаха Нормализиране на микрофлората на стомашно-чревния тракт Имат противовъзпалителен ефект Регулиране на киселинно-алкалния баланс в организма 120 капсули | 21,56 долара |
Степента на киселинно-базовите показатели, определена от концентрацията на водородни йони, формира параметрите на pH, които обикновено са 6-9 единици за питейна вода, съгласно правилата на SanPinN. По този показател руските стандарти почти не се различават от директивата на ЕС - 6,50-9,50 и от изискванията на Американската агенция за опазване на околната среда (USEPA) - 6,50-8,50.
В същото време нормите на pH на водата, предназначена за различни промишлени нужди, се различават от нормите на pH на водата за пиене. Например:
- в хидропониката се използват разтвори с ниво 5.50-7.50 и този диапазон е разделен на по-тесни сегменти в зависимост от конкретния растителен вид,
- в обществените басейни този стандарт е 7.20-7.40; в частни широки - 7.20-7.60; съгласно DIN 19643-1 - 6.50-7.60,
- при производството на бира се използва водна основа с показатели 6,00-6,50,
- за безалкохолни напитки - 3.00-6.00,
- за експортна водка индикаторът зависи от твърдостта на технологичната вода - и е равен на 7 с твърдост от 0 до 0,60 meq/l и 6,50 - при 0,61-1,2 meq/l; във водките „вътрешен пазар“ – pH<7,80,
- в производството на химически влакна - 7.00-8.00,
- в боядисване и довършителни работи - 6,50-8,50,
- в системите за топлоснабдяване параметърът е показан при температура от +25ºС и е в диапазона 7.00-8.50 за отворени системи и в рамките на 7.00-11.00 за затворени,
- в енергетиката и парните котли - не по-малко от 8,50,
- в охладителни системи: за циркулационна и допълнителна вода - 6,50-8,50, в циркулационната студена верига - 6,50-8,20, топла верига - 6,80-8,00 и др.
Определяне на нивото и зависимостите на pH
Скалата за определяне на естеството на киселинно-алкалната среда се състои от 14 единици, като средната стойност на рН=7 се счита за неутрална. С изместване по тази скала към началото (до нула) разтворите стават кисели. Когато се измести до края - природата на алкална. Най-често такава зависимост се отразява в таблици с честа градация:
За сравнение, според GOST 6709-96, pH дестилатът може да има стойности в диапазона 5,40-6,60.
Тъй като концентрацията на водородни йони е ниска (за неутрална среда е седем нули след десетичната запетая), индикаторът се изразява в по-позната форма като отрицателен десетичен логаритъм. В таблиците „pH, единици“ обикновено се записват като мерни единици. или µg/l (микрограма на литър).
Стойността на pH се различава от общата алкалност (алкалност на водата), която, изразена в mg-eq/l, се определя от сумата на хидроксилни йони/аниони на слаби киселини във водата. Ниската алкалност провокира рязка промяна на pH под въздействието на външни фактори.
В естествените води pH в повечето случаи е в диапазона 6,50-8,50, отразявайки зависимостта от съотношенията на свободния въглероден диоксид, от една страна, и бикарбонатния йон, от друга. В блатните води стойностите на pH са по-ниски и се изместват към киселинност. Често този параметър се превръща в индикатор за замърсяване в открити водни тела, демонстрирайки наличието на отпадъчни води с високо съдържание на киселина или основа.
При интензивна фотосинтеза, която се наблюдава през лятото, нивото на индикатора може да се повиши до 8,50-9,00 единици. Също така стойностите на параметъра се влияят от концентрацията на карбонати, подложени на хидролиза на соли, хидроксиди, хуминови вещества и др.
Значението на pH в ежедневието
Японски учени проведоха сравнителни проучвания на потребителите в райони, където те използват питейна вода с pH стойности, изместени или към киселинност, или към алкалност. Те заключиха, че в райони, където този показател е над средния, хората живеят с 20-30% по-дълго от средната продължителност на живота в страната. Като предполагаема причина се посочва по-големият "комфорт" на киселите води за развитие на патологична микрофлора.
Поради факта, че чешмяната вода наистина има значително въздействие върху човешкото здраве, някои технически принадлежности, които влизат в контакт с нея, започват да се рекламират като агенти, които могат да променят химичните свойства на водата. Например http://water-save.com/ сайвърите са описани като устройства, които „обогатяват водата със слаби йони, които активират метаболизма“. Всъщност само икономическият, но не и „лечебният“ ефект от инсталирането на економайзера е надеждно потвърден.
Това обаче не отменя стойността на рН параметъра за тялото. Всяка среда - включително различните среди на човешкото тяло - има свои собствени "pH-водачи":
- слюнка - 6,8-7,4 (с висока степен на слюноотделяне - 7,8),
- сълзи - 7,3-7,5,
- кръвно - 7,43,
- лимфа - 7,5,
- урина - 5,5 (между 5,0-7,5) и др.
За визуално демонстриране на киселинно-алкалното състояние на различни среди има таблици, в които стойностите са подредени във възходящ ред:
Сюжетът на чичо ваня. „Чичо Иван. Отношение към професора на др
Малкият Цахес, по прякор Цинобър
Майков, Аполон Николаевич - кратка биография