Водородный показатель кислотности (рн)

Методы определения величины pH

В зависимости от целей и условий значение водородного показателя устанавливается различными методами. Качественно оценить кислотность среды позволяет применение индикаторов. Точные количественные результаты получают с помощью измерительных методов.

Использование индикаторов

Метод основан на способности ряда органических веществ к изменению окраски в зависимости от кислотности среды. Распространенные индикаторы – лакмус, метилоранж, фенолфталеин. Каждый из них проявляет свои свойства в ограниченном диапазоне значений pH.

Индикатор	Интервал шкалы pH	Характер изменения цвета по мере уменьшения кислотности
Лакмус	5,0–8,0	красный → фиолетовый → синий
Метилоранж	3,1–4,4	красный → оранжевый → желтый
Фенолфталеин	8,2–10,0	бесцветный → малиновый

Индикаторный метод отличает простота наглядность и быстрота, но он недостаточно точен и зависит от субъективного восприятия цвета.

Достичь большей точности позволяет применение универсального индикатора. Он представляет собой смесь веществ и охватывает широкий диапазон pH от 0 до 14. Цвет, приобретенный нанесенным на бумажную полосу индикатором в той или иной среде, сравнивают с эталонной шкалой. Универсальный индикатор дает возможность определять pH с точностью до десятых долей.

Индикаторные методы неэффективны в случаях, когда раствор слишком слабый, имеет собственную яркую окраску или замутнен.

Ионометрический метод

Водородный показатель можно определить с точностью до 0,01 в широком диапазоне, применяя pH-метр. Прибор представляет собой электронный милливольтметр, определяющий разность потенциалов на электродах, один из которых (измерительный pH-электрод) помещен в исследуемый раствор. Другой (электрод сравнения) погружен в электролит с определенным pH. На нем создается стабильный потенциал, относительно которого измеряют pH анализируемой среды. Разность потенциалов пропорциональна величине показателя кислотности.

pH-метр требует тщательной калибровки. Для нее используются специально приготовленные буферные растворы с эталонными значениями pH, устойчивыми при разбавлении или добавкам небольших количеств сильных кислот или оснований. В приготовлении буферных растворов для pH-метрии применяются стандарт-титры – наборы чистых реактивов с точно известной массой, которые разводят дистиллированной водой до необходимой концентрации.

Конструкция современных pH-метров предусматривает вместо двух электродов один комбинированный, что значительно упрощает их использование.

Аналитический объемный метод

В данном способе определения водородного показателя применяется процедура кислотно-основного титрования, ведущую роль в которой играет реакция нейтрализации исследуемого образца титрантом – стандартным раствором с определенным pH. Если титруется раствор кислоты, в качестве титранта используют щелочь (гидроксид натрия или калия), если основание – титрантом является раствор сильной кислоты (соляной или серной).

Титрант медленно добавляют к образцу до достижения точки эквивалентности – момента, когда происходит полная нейтрализация титруемого раствора. Фиксация конечной точки титрования может производиться несколькими способами: с помощью индикатора, потенциометрии, спектрофотометрии или измерения электропроводности. Определив необходимый для нейтрализации объем титранта и зная его концентрацию, вычисляют pH препарата.

Как pH влияет на жителей аквариума

Кислотно-щелочной баланс организма может быть аномальным в зависимости от нескольких факторов:

• Если в городе плохая экология.
• Подверженность человека стрессам.
• Нерегулярное и неправильное питание.
• Табакокурение.
• Частое употребление алкоголя.
• Режимы труда и отдыха не совпадают.

Большинство видов рыб относятся к несоответствию кислотности воды в аквариуме, если разница не слишком значительная. Но при размножении, например, икромечущих рыб, обязательным условием успешного разведения считается снижение pH в аквариуме.

Но некоторым видам нужен особенный pH. Рыбы из Амазонки и Африки лучше чувствуют себя в подкисленной воде при водородном показателе меньше 7. Морские рыбы живут в более щелочной среде с уровнем кислотности 7,5–8.

При описании условий содержания часто упоминают жесткую или мягкую воду. Жесткой вода считается при водородном показателе больше 8,5, а мягкой меньше 6,5. Ни жесткая, ни мягкая вода не полезны, выбирать лучше промежуточные варианты.

Аммиак с помощью бактерий преобразовывается в нитриты, а после в нитраты, которые губительны для организма рыб. Чтобы определить уровень содержания нитратов, приобретите в зоомагазинах специальные тесты.

Заболевания, которые приводят к ацидозу и алкалозу

Чаще всего показатели pH крови отличаются от нормы из-за развивающихся в организме патологий. Одних анализов при этом недостаточно, чтобы поставить диагноз. Врач также проверяет, какой воздух выдыхает пациент. Если при повышенной кислотности человек дышит углекислым газом, такое состояние называют газовым ацидозом. При алкалозе такой тип отклонения определяют по переизбытку кислорода. По этим показателям врач может сократить список предполагаемых заболеваний.

Негазовый ацидоз

Причиной негазового ацидоза часто становится сахарный диабет. Из-за него концентрация нелетучих кислот в крови может в 10 раз превышать норму. По схожей схеме снижение уровня ионов водорода вызывает голодание, физическое перенапряжение и серьезные заболевания печени. Также негазовый ацидоз развивается при:

• длительной диарее;
• панкератите;
• желчных и кишечных свищах;
• нарушении обмена жиров (кетоацидоз);
• гиперсаливации;
• нарушении углевого обмена (лактатацидоз);
• переизбытке молочной кислоты.

Газовый ацидоз

Такой тип повышенной кислотности развивается при длительном кислородном голодании. Гипоксия возникает из-за длительного нахождения в помещении с недостатком воздуха. Еще одна причина — посещение высокогорных районов. В этом случае симптомы проходят, когда человек возвращается в привычную среду. Также гипоксия возникает из-за закупорки сосудов. Если негазовый ацидоз возник из-за тромбоза, невозможно обойтись без лечения. Поскольку из-за повышенной кислотности кровь становится вязкой, образование закупорок усиливается. Такой порочный круг может привести к инсульту и в итоге к преждевременной смерти.

Недостаток кислорода может появиться из-за плохой работы сердечно-сосудистой системы. Заболеваний такого типа, провоцирующих снижение показателей рН крови, много, в том числе порок и инфаркт.

Внимание! 

Поскольку ацидоз является симптомом, а не заболеванием, важно вовремя обратиться в клинику. Иначе состояние человека может сильно испортиться

Негазовый алкалоз

Такой тип пониженной кислотности часто встречается у людей с повышенной потливостью, которая провоцирует обезвоживание. Кроме естественных причин, ускоренный вывод жидкости из организма может развиваться при стенокардии. Не реже потливость появляется из-за приступов бронхиальной астмы. Чаще всего ситуацию можно исправить восполнив запас электролитов, однако без полного обследования установить причину негазового алкалоза нельзя. Проблемы с сердцем требуют неотложного лечения, т.к. многие заболевания имеют свойство быстро прогрессировать.

По схожей схеме пониженная кислотность развивается при инфекционных заболеваниях. Из-за интоксикации нарушается обмен веществ. Также на содержание в крови ионов водорода влияют заболевания желудка.Чаще всего причиной появления негазового алкалоза становится рак одного из органов ЖКТ. Симптомы проявляются на момент распада опухоли или при образовании свища. Эта стадия считается трудноизлечимой, поэтому необходимо сразу же обратиться ко врачу.

Сбой в работе буферной системы наблюдается при кровопотери. Причиной может быть язва желудка или заболевания половых органов. Например, кровотечение в матке или фаллоппиевых трубах нарушает обмен жидкостей в организме и приводит к снижению кислотности в организме. Также причиной может стать деструкция эритроцитов. Она развивается при нехватке витамина В12, вследствие которой возникает мегалобластная анемия.

Газовый алкалоз

Пониженная кислотность появляется из-за проблем с легкими. Причиной может быть нарушение дыхательной функции на фоне инфекционного заболевания. Например, во время лихорадки у человека начинается одышка. Из-за гипервентиляции легких в организм начинает поступать слишком много кислорода, который нарушается кислотно-щелочной баланс. Также причиной недостатка углекислого газа может быть:

• приступ астмы;
• паническая атака;
• интенсивный стресс;
• физическое перенапряжение;
• испуг.

Внимание! 

При газовом алкалозе помогают систематические занятия дыхательной гимнастикой.

Программы лояльности для клиентов РН Карт

Нефтегазовая компания предлагает клиентам большую разновидность топливных карт, позволяющих пользоваться уникальными привилегиями на покупку топлива. Рекомендуется выбирать вид программу лояльности, руководствуясь размером своей компании.

Перечислим самые распространенные тарифные планы:

• Локал. Программа ориентирована на представителей малого предпринимательства в одном выбранном регионе страны.
• Транзит. Подходит предпринимателям, деятельность которых связана с перевозкой грузов по магистральным автотрассам.
• Топливо-Онлайн. Целевой аудиторией программы являются небольшие компании и частные клиенты.

Программа Локал

Владельцы топливных карт Локал покупают топливо со скидками

Обратите внимание – пользоваться программой можно в одном заранее выбранном регионе страны. Поскольку компания подписала договоры с несколькими партнерскими заправочными станциями, привилегии распространяются на клиентов АЗС Роснефть, ТНК и Башнефть

Предусмотрено несколько способов оплаты:

Денежный кошелек

1. Средства поступают на лицевой счет пользователя, а затем распределяется по топливным картам.
2. Каждый клиент способен самостоятельно выбрать регулярность внесения средств.
3. Дополнительное условие – возможность пополнения счета исключительно в регионе заключения договора.

Лимитная сделка

1. Все топливные карты прикрепляются к лицевому счету.
2. Чтобы оплатить товары с услугами понадобится использовать лицевой счет.
3. На любую топливную карту накладываются определенные финансовые лимиты, действие которых продолжается 1-30 дней.

Программа Транзит

Топливные карты Транзит ориентированы на клиентов, посещающих автомобильные заправочные станции ТНК, Роснефть, Башнефть. Кроме того, условия программы лояльности распространяются на партнерские организации, с которыми нефтегазовая компания заключила договор. После выбора программы лояльности потенциальный клиент получает несколько привилегий:

• Возможность заправки на 530 станциях;
• Скидки размером 5% на привилегированных заправках;
• Скидка 1,5% на приобретение дизельного топлива;
• Выгодное обслуживание в партнерах компании Роснефть.

Программа Топливо-Онлайн

Пользоваться такими картами могут представители малого предпринимательства или частные клиенты, владеющие несколькими транспортными средствами. Для рассматриваемой категории пользователей карта Топливо-Онлайн станет оптимальным выбором

Обратите внимание – перед подписанием соглашения рекомендуется внимательно прочитать все строки оферты

Преимущества программы:

1. Возврат НДС;
2. Только качественное топливо;
3. Возможность управления картами через кабинет;
4. Отслеживание статистики;
5. Приоритетное обслуживание;
6. Минимальное количество документов;
7. Скидки от партнеров.

На что влияет кислотно-щелочной баланс?

Баланс кислотных и щелочных сторон, выражаемый в единицах рН, непосредственно влияет на действенность и эффективность химически активных препаратов, применяемых при очистке и дезинфицировании.

Для многочисленных микроорганизмов, обитающих в водной среде, водородный показатель чрезвычайно важен.

Ведь от него зависят все обменные процессы, состояние оболочек клеток, их способность делиться, подвижность, а также устойчивость по отношению к дезинфектантам.

Важно! В деле борьбы со стремительно заселяющими бассейн бактериями и одноклеточными водорослями поддержка оптимального и благоприятного кислотно-щелочного баланса жизненно необходима.

Если водная среда бассейна содержит много щелочи, то обычно наблюдается:

• позеленение воды из-за усиленного роста микроорганизмов;
• осклизлый бактериальный налет на всех внутренних конструкциях бассейна (дно, стенки и пр.);
• неприятный запах;
• неполное окисление хлора, применяемого для дезинфекции, и образование специфично пахнущих хлораминов;
• негативная реакция кожи и слизистых у пловцов (раздражение, жжение, покраснение и пр.);
• отложение твердого кальцийсодержащего осадка в системе подачи и очистки воды (трубы, фильтры и пр.);
• низкая эффективность воздействия хлорных веществ.

кислая, то имеют место:

• химическая коррозия конструктивных элементов из металлов;
• порча облицовочных материалов (разрушение межплиточных швов, бетона и пр.);
• помутнение воды с образованием хлопьев;
• оседание ржавого осадка на дне и стенках;
• дискомфортное купание из-за раздражения слизистых и кожи.

Секреты долголетия

Человеческий организм состоит из огромного количества клеток. Ежедневно миллиарды их погибают и столько же рождается заново, и так продолжается жизнь. Для поддержания процесса жизнедеятельности необходим:

1. Кислород. Его организм получает из атмосферы. Под воздействием воды он расщепляется и эритроцитами доставляется к клеткам. При его недостатке наступает гипоксия – болезнь или смерть.
2. Водород. Установлено, что энергия появляется при кислородно-водородном взаимодействии или при равновесии кислот и щелочей в организме.
3. Углерод. Он соединяет все клетки воедино и является основанием жизни.

Вступая в реакцию, водород и кислород образуют жидкую среду – воду. Человеческий организм почти на 80 % состоит из нее. От сохранения постоянных значений характеристик между внутриклеточными и межклеточными жидкостями в тканях организма зависит равновесие кислот и щелочей в нем. Именно при pH в интервале от 7,35 до 7,45 в организме происходит:

• выделение трех тысяч ферментов, без которых не может работать пищеварительная система;
• производство белка из аминокислот;
• расщепление кислорода;
• переход водорода в энергию.

Нормальное функционирование и сохранение организма невозможно без равновесия щелочей и кислот. Поэтому совершенно справедливо утверждение: кислотно-щелочной баланс – основа здоровой жизни человечества.

Какой должен быть pH кожи

Как упоминалось выше, рН кожи отвечает за защиту нашей кожи

Именно поэтому так важно поддерживать здоровый кислотно-щелочный баланс. При его нарушении болезнетворные бактерии подрывают иммунитет кожи  и как итог – на ней появляются проблемы в виде прыщей, высыпаний и других дерматологических дефектов

Для поддержания кожи в здоровом состоянии рН должен быть на уровне 5,5. Каждая кожа имеет свои показатели, например, на сухой коже показатели могут быть от 3 до 5,5, в этом случае будет преобладать кислая среда. А вот на  жирной коже преобладает щелочная среда с показателями  рН от 5,7 до 6. Если говорить о варианте “определить на глаз”, то при пониженном рН кожи можно ощущать сухость, стянутость, шелушение, неприятные ощущения. А вот при уровне рН выше 5,5 можно заметить расширенные поры, жирный блеск на коже и высыпания. Из этого можно догадаться, что рН  кожи при угревой болезни будет выше уровня 5,5 (около 6 единиц). 

Средства для мытья волос

Шампуни обычно содержат моющие, пенообразующие и разделяющие вещества, загустители, кондиционеры, добавки, регулирующие уровень рН, и другие ингредиенты

(смягчители, ароматизаторы, консерванты).

Моющие вещества нужны для удаления сала и грязи, однако, если переусердствовать, волосы станут тусклыми, наэлектризованными и спутанными. Кроме того, у потребителей моющая способность ассоциируется с обильной долгоиграющей пеной. Большое количество пузырьков никак не влияет на качество очищения или устранение бактерий, но, повинуясь желаниям покупателей, производители добавляют излишнее количество пенящих и моющих компонентов. Чтобы эти завышенные концентрации имели косметический эффект, требуются кондиционеры и прочие добавки.

Как нормализовать баланс?

Любые агрессивные химические препараты, а средства для приведения в норму кислотно-щелочного баланса относятся к таковым, в водной среде бассейна нужно применять грамотно.

Повысить уровень

Профессиональную химию для бассейна с целью увеличения кислотности применяют так:

1. Отмеряют нужное количество реагента, сверяясь с таблицей дозировок (на упаковке) и полученным показанием рН при замере.
2. Разводят порошок или концентрат в небольшом объеме (не более 2-3 л) холодной воды.
3. Выливают рабочий раствор в воду по периметру чаши бассейна. Рекомендуется добавлять не все сразу, а только ¾. Так поступают, чтобы не переусердствовать и не допустить превышения ожидаемого показателя.
4. Спустя 6-7 часов берут пробу воды и проводят тест на рН. Если нормальный уровень кислотности не достигнут, выливают остальную химическую жидкость в бассейн.
5. Тестируют повторно через 6 часов.

При помощи соды повышают водородный показатель таким образом:

1. Готовят требуемое количество соды из расчета 20 г на м3.
2. Круговыми движениями высыпают в воду бассейна. Лучше порошок сразу добавить в скиммер.
3. Оставляют на 6 часов, потом замеряют рН.
4. Если показатели неудовлетворительны, то соду добавляют повторно.
5. Процедуру повторяют несколько раз до получения нужного результата.

Понизить уровень

Специализированные препараты, понижающие щелочность, применяют так:

1. Производят первичный замер уровня рН в бассейне.
2. В соответствии с полученным значением по таблице дозировок отмеряют количество реагента.
3. Если производитель в прилагаемой инструкции рекомендует сначала растворить сухие гранулы или порошок в воде, то это делают.

   В большинстве случаев допускается высыпать вещество непосредственно в бассейн. Насос при этом должен работать, чтобы вода циркулировала.

4. Через 6-7 часов, когда препарат равномерно распространится по всему объему бассейна, замеряют водородный показатель еще раз.

В качестве подручного средства для снижения рН-показателя в бассейне чаще всего используют соляную кислоту.

Алгоритм действий такой:

1. Измеряют уровень щелочности рН-метром (предпочтительно) или лакмусовыми бумажками (таблетками).
2. В стеклянную посуду отливают требуемый объем кислоты, рассчитывая для понижения на 0,1 рН по 0,3 л на 100 м3.
3. Набирают примерно полведра воды из бассейна и вливают туда отмеренное количество химиката.
4. Затем медленно выливают рабочий раствор в воду по всей поверхности бассейна (избегая попадания на металлические части). Водная поверхность при этом должна быть неподвижной, а насос выключен.
5. Затем спустя 2-3 часа оборудование включают для прохождения полного цикла циркуляции.
6. Еще через 4-6 часов опять тестируют рН в бассейне.
7. При необходимости процедуру повторяют.

Внимание! При работе с соляной кислотой требуется неукоснительно соблюдать требования безопасности (не проливать, не допускать случайного попадания на открытые и незащищенные участки тела, оборудование и пр.), а также пользоваться средствами индивидуальной защиты.

Уравнения, связывающие pH и pOH

Вывод значения pH

В чистой воде концентрации ионов водорода () и гидроксид-ионов () одинаковы и при 22 °C составляют по 10−7 моль/л, это напрямую следует из определения ионного произведения воды, которое равно · и составляет 10−14 моль²/л² (при 25 °C).

Когда концентрации обоих видов ионов в растворе одинаковы, говорят, что раствор имеет нейтральную реакцию. При добавлении к воде кислоты концентрация ионов водорода увеличивается (на самом деле увеличивается не концентрация собственно ионов — иначе как способность кислот «присоединять» ион водорода могла бы приводить к этому — а концентрация именно таких соединений с «присоединённым» к кислоте ионом водорода), а концентрация гидроксид-ионов соответственно уменьшается, при добавлении основания — наоборот, повышается содержание гидроксид-ионов, а концентрация ионов водорода падает. Когда > , говорят, что раствор является кислотным, а при >  — осно́вным.

Для удобства представления, чтобы избавиться от отрицательного показателя степени, вместо концентрации ионов водорода используют её взятый с обратным знаком десятичный логарифм, который, собственно, и является водородным показателем — pH.

pH=−lg⁡H+{\displaystyle {\text{pH}}=-\lg \left}

pOH

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

как в любом водном растворе при 25 °C H+OH−=1,⋅10−14{\displaystyle =1{,}0\cdot 10^{-14}}, очевидно, что при этой температуре:

pOH=14−pH{\displaystyle {\text{pOH}}=14-{\text{pH}}}

рН крови, мочи и саркоплазмы мышечных волокон

Определение

Водородный показатель, рН (от лат. pondus Hydrogeni – вес водорода) – мера кислотности водных растворов.

рН равен отрицательному десятичному логарифму концентрации ионов водорода в среде: рН = –lg.

В нейтральной среде рН равен 7 (рН=7). Например, водородный показатель чистой воды при 25 град равен 7,0 (рН=7).

Значение водородного показателя (рН) в кислой среде меньше 7 (рН<7). Чем меньше рН, тем выше кислотность среды. Например, значение водородного показателя (рН) лимонного сока равно 2,2 (рН=2,2).

В щелочной среде значение водородного показателя (рН) больше 7 (рН>7). Например, рН нашатырного спирта равен 11,5 (рН=11,5).

рН крови

В покое у здорового человека кровь имеет слабощелочную реакцию. Значение pH капиллярной крови (взятой из пальца руки) приблизительно равно 7,4 (рН=7,4); pH венозной крови равно 7,36 (рН=7,36).

Ацидоз

Ацидоз – повышение кислотности внутренней среды организма, связанное с накоплением в тканях кислых продуктов обмена веществ (Н.И. Волков с соав., 2000)

Ацидоз крови – повышение кислотности крови, обусловленное накоплением органических кислот. У спортсменов ацидоз вызывается накоплением в кровяном русле молочной кислоты (а более точно – лактата) и кетоновых тел (ацетоуксусной и β-оксимаслянной кислоты). Поэтому кислотность крови повышается, а величина водородного показателя снижается. При ацидозе значение pH крови может уменьшаться до 7,0-6,8. Считается, что снижение pH крови ниже 6,8 несовместимо с жизнью (С.С. Михайлов, 2009).

рН мочи

У здорового человека значение водородного показателя во многом зависит от характера питания. При смешанном питании моча обычно имеет слабокислую реакцию, ее pH равен 5,5-6,5.  Употребление преимущественно мясной пищи уменьшает значение водородного показателя. Он становится меньше 5. Наоборот, употребление растительной пищи приводит к увеличению водородного показателя, и pH может быть больше 7.

После интенсивных физических нагрузок кислотность мочи повышается (pH становится равным 4-5). Причиной повышения кислотности мочи является выделение с мочой больших количеств молочной кислоты (лактата).

рН саркоплазмы мышечных волокон

В норме значение водородного показателя саркоплазмы мышечных волокон равно 7,1 (рН=7,1). После интенсивных физических нагрузок рН понижается до 6,5. Это происходит потому, что в саркоплазме  молочная кислота диссоциирует на ионы водорода и лактат. Это повышает концентрацию ионов водорода и приводит к уменьшению рН с 7,1 до 6,5. При этом кислотность саркоплазмы повышается. Повышение концентрации ионов водорода в саркоплазме приводит к их повреждению.

Литература

1. Волков Н.И. Биохимия мышечной деятельности / Н.И.Волков, Э.Н.Несен, А.А.Осипенко, С.Н. Корзун.– Киев: Олимпийская литература, 2000.– 503 с.
2. Михайлов С.С. Спортивная биохимия: учебник для вузов и колледжей физической культуры.– М: Советский спорт, 2009.– 348 с.

Логарифмом числа b по основанию a называется показатель степени, в которую нужно возвести a чтобы получить число b. Обозначается:

Например,

У десятичных логарифмов (обозначаются lg) основание a равно 10. Поэтому запись lg100=2, означает 102=100.

Если lgb = –2, это означает, что 10-2= 0,01, то есть число b=0,01.

Если –lgb=7, это означает, что число 10 должно быть в степени –7, то есть

10-7=0,0000001.

Если –lg=7. Это означает, что =10–7=0,0000001 – такая концентрация ионов водорода в нейтральной среде

Если –lg=6. Это означает, что =10–6=0,000001, то есть концентрация ионов водорода повышается.

Если –lg=8. Это означает, что =10–8=0,00000001, то есть концентрация ионов водорода понижается.

Следовательно сдвиг рН на одну единицу соответствует изменению концентрации ионов водорода в 10 раз.