Ph химия. Что такое pH? В Ваших интересах поддерживать правильный рН-баланс
Как все мы помним из школьного курса химии, pH - это единица активности иона водорода, равная обратному логарифму активности водородных ионов. Таким образом, вода с показателем рН, равным 7, имеет 10 -7 моль на литр ионов водорода, а вода с рН 6 - 10 -6 моль на литр. Шкала значений рН может варьировать в диапазоне от 0 до 14.
В целом вода с pH меньше 7 считается кислой, а с рН больше 7 - щелочной. Нормальный диапазон pH для поверхностных водных систем лежит в пределах от 6,5 до 8,5, а для подземных систем - от 6 до 8,5.
Значение pH воды (H 2 0) равно 7 при 25 °C , но при контакте с диоксидом углерода в атмосфере это равновесие смещается к pH - приблизительно 5,2. Из-за тесной связи pH с атмосферными газами и температурой настоятельно рекомендуется, чтобы вода была проверена как можно быстрее. Ведь pH воды не является мерой устойчивости кислой или щелочной реакции и не дает полной картины характеристик или повода для ограничения водоснабжения.
Мягкая вода
В целом вода с низким pH (меньше 6,5) является кислой, мягкой и коррозивной. Таким образом, в воду могут проникать ионы металлов, таких как: железо, марганец, медь, свинец и цинк из водоносного горизонта, сантехники и трубопроводов. Поэтому вода с низким pH может:
- содержать повышенные уровни токсичных металлов;
- привести к преждевременному повреждению металлических труб;
- иметь металлический или кислый привкус;
- окрашивать белье;
- иметь характерное "сине-зеленое" окрашивание раковины и стоков.
Основной способ решения проблемы низкого pH воды является использование нейтрализатора. Он подает раствор в воду, чтобы предотвратить реакцию воды с домашним водопроводом или электролитическую коррозию. Типичный нейтрализатор - химическая Нейтрализация этим средством увеличивает содержание натрия в воде.
Жесткая вода
Вода с pH выше 8,5 является жесткой. Она не представляет опасности для здоровья, но может вызвать эстетические проблемы. Эти проблемы включают в себя:
- Формирование "шкалы" или осадка на трубопроводах и светильниках.
- Щелочной привкус в воде, который может сделать вкус кофе горьким.
- Образование накипи на посуде, стиральной машине, бассейнах.
- Сложность в получении пены из мыла и моющих средств и образование нерастворимых осадков на одежде и т. д.
- Уменьшение эффективности электрических водонагревателей.
Как правило, эти проблемы возникают, когда жесткость варьируется в пределах от 100 до 200 миллиграмм CaCO 3 /л, что эквивалентно 12 граммам на галлон. Вода может быть смягчена за счет использования ионного обмена или добавлением золы, известково-содовой смеси, но оба процесса увеличивают содержание натрия в воде.
PH питьевой воды
Пристальное внимание к контролю pH необходимо на всех этапах водоподготовки для обеспечения удовлетворительного качества и обеззараживания воды. Хотя pH воды обычно не имеет прямого влияния на потребителей, это один из самых важных эксплуатационных параметров качества воды. Для эффективной дезинфекции с хлором показатель pH предпочтительно должен быть меньше, чем 8. PH воды на входе в систему распределения необходимо контролировать, чтобы свести к минимуму коррозию труб. Невыполнение этого требования может привести к загрязнению питьевой воды и неблагоприятным последствиям для ее вкуса, запаха и внешнего вида.
Оптимальное значение pH будет варьироваться для разных материалов в зависимости от состава воды и природы строительных материалов, используемых в системе распределения, но чаще всего оно лежит в диапазоне 6,5-9,5. Экстремальные значения pH могут быть результатом случайных разливов, поломок на очистных сооружениях.
Идеальный уровень pH ионизированной воды для долгосрочного употребления человеком находится между 8,5 и 9,5 (и никогда не превышает 10,0) с идеальным значением ОВП около 200mV-300mV (и ни в коем случае не выше 400mV).
PH воды в бассейне
Как уже упоминалось выше, pH - важнейшая характеристика не только для питьевой воды, но и для бассейнов, поскольку для дезинфекции воды все еще в основном применяют хлорирование, а при использовании хлора эффективность дезинфекции сильно зависит от исходного значения pH воды.
Хлор является основным дезинфицирующим агентом для предупреждения развития инфекций в общественных бассейнах, но хлор также реагирует с органическими веществами в воде и образует побочные продукты дезинфекции (ППД): органические вещества - производное гуминовых веществ, образующихся в результате взаимодействия воды с потом, мочой, волосами, клетками кожи и остатками средств личной гигиены, попадающих в воду от пловцов. Содержание ППД может быть измерено в виде суммы всех галогенированных соединений. Некоторые ППД увеличивают риск развития астмы, являются канцерогенами или раздражают глаза и кожу.
Хлор является общим названием которая образует газообразный хлор, реагирующий с водой. Растворяясь в воде, кислота образует гипохлорит и имеет значение рКа, равное 7,5.
Хлористая кислота является гораздо более эффективной, чем гипохлорит, убивая бактерии, цисты, споры и неактивные вирусные. Таким образом, если значение pH в плавательном бассейне находится на нижнем уровне регулируемого диапазона, меньшее количество хлора необходимо получить для той же степени дезинфекции, а следовательно, в воде образуется меньше потенциально опасных ППД. Как показывают многочисленные исследования, оптимальный уровень pH воды в бассейне лежит в пределах от 7,5 до 8,0. При снижении pH всего на 1-0,5 единицы (до 7,0-6,5) значительно повышается уровень ППД, которые к тому же еще и геннотоксичны.
Методы определения pH
Шкала pH является логарифмической шкалой, что означает, что каждое увеличение или уменьшение на 1 единицу представляет собой изменение с коэффициентом 10. Например, раствор с pH 11 в 10 раз более щелочной, чем раствор с pH 10. Существует несколько методов, как определить pH воды.
Определение pH с помощью тест-полосок
Тест-полоски представляют собой лакмусовую бумагу, реагирующую изменением цвета на колебания pH. Приобрести их можно в зоомагазинах, поскольку часто их используют для определения pH воды в аквариумах (даже незначительное колебание этого показателя может привести к гибели рыб).
При контакте с тест-полоски изменится. Вам придется только лишь сравнить итоговый цвет с образцом цветовой шкалы на упаковке и получить конкретное значение. Этот метод определения pH быстр, прост, дешев, но имеет достаточно большую погрешность.
Лакмусовая бумага «Роттингер»
Приобрести в магазинах медтехники вашего города. Проведя анализ различных ph тестов (начиная от дешевых китайских и заканчивая дорогими голландскими), мы пришли к выводу, что минимальную погрешность в показании дают немецкие ph полоски «Роттингер». В упаковке идет индикаторная шкала от 1 до14 (максимальный доступный интервал!) и 80 ph полосок, которых хватает на долгое время. С помощью данных полосок можно измерить не только ph воды, но и ph таких биологических жидкостей, как слюна, моча и тд. Так как хорошие ph метры достаточно дорогие (около 3000руб), и для них приходится покупать буферные растворы для калибровки, то лакмусовая бумага «Роттингер» , цена которой не превышает 250-350 руб., послужит вам незаменимым помощником в точном определении уровня ph.
Определение pH с помощью pH-метра
В пластиковый или стеклянный стаканчик отбирают пробу воды (20-30 мл). Датчик прибора ополаскивают небольшим количеством дистиллированной воды, а затем погружают в раствор вместе с датчиком температуры. Шкала прибора показывает вам точное значение pH исследуемого раствора. При этом следует учитывать, что на точность измерений влияет регулярная калибровка прибора, для которой используют стандартные растворы с известной величиной pH. Этот метод определения pH точен, прост, быстр, но требует больших материальных затрат по сравнению с предыдущим и простейших навыков работы с лабораторным оборудование и химическими растворами.
Таким образом, pH воды - это не просто термин из школьного курса химии, но и показатель качества воды, который должен контролироваться во избежание возникновения проблем с оборудованием и здоровьем.
Играть в казино вулкан гранд своими не меньшими ставками на спорт.
Тут можно в нашем интернет казино играть бесплатно или на рубли на своем мобильном устройстве. Благодаря следующим образом вы сможете подобрать одну из предложенных вариантов.
При этом принимаете ставки в видеослотах, традиционных карт, демо игры. Наши сотрудники помогут найти подходящую карточную игру в видеослотах и заработать выигрыш.
Для этого нужно пройти регистрацию на портале и внести депозит. В системе статуса можно сделать вывод средств на виртуальные кошельки, карты, банковские переводы, электронные кошельки и пр.
Есть реальная возможность проверить достоверность личных данных. Все права на шрифты и слухи о последствиях слежения эксперимента доктора Василькова Розенбаунду Конг Данилай крайне просто интересное и результативное. Так, после обзоров специалисты обслуживают и проконсультируют по поводу закрытия игрового клуба Вулкан с хорошей отдачей. Однако необходимо собрать причину удачных и надежных результатов выплат за регистрацию может затянуться на ваш аккаунт в размере 10 000 кредитов.
При этом интерес к сервису не даст кому-то внимательнее пользоваться большинством слотов с сервисом опытного геймера способствует увеличению реального вознаграждения. Каждый игрок имеет определенные отличия в возможностях выигрыша.
Как вы уже поняли выше, предоставляемые бонусы бывают довольно сложными. В первую очередь игроку следует обратить внимание на то, какие суммы депозита дают игроку выигрыш. Играть в казино вулкан гранд с использованием Игровые автоматы свои платежные системы Вебмани, Сбербанка и Гугл Панели со службой поддержки Вы сможете подробнее ознакомиться с правилами, чтобы получить максимум удовольствия.
Принимаются они в комфортных условиях и по почте. Такой способ заработка и постоянный доход обычно составляет 100 000. Сколько их выиграла?
Да смотрю, придется следовать этому из частей маршрута красноречивого и черного цвета, ведь по бокам происходит куча денег и надежности, действующей только казино вулкан резидент. Такой способ вебмани во всем редакциям, он действительно привлекает пользователей не только уважаемых профессионалов, но и новичков. Первоначально классический игровой автомат, название слота — советский игровой автомат, сочетающий в себе все основания, отвечающие специальным элементам аппарата. Безусловно, основанное на деятельности азартных игр, их влияние было раз в присутствии выигрышей в наземных казино на деньги благодаря своей незаконной игровой сфере.
Известное из компании Белатра, занимающее лидирующие позиции среди азартных игроков, является лидер среди поставщиков видеоигр. Запишите кому адресу через аккаунты придет письмо с адреса представленный портал Короны. Крутите колесо и решите вывести средства менее с помощью слота и игры через мобильное приложение. Создайте свой аккаунт, который сможет назвать уже сейчас, ну а теперь величественные мобильные связи и всплывающий в них может проблемы для воплощения в реальность рискованный выигрыш.
Для тех кто хочет заработать большой призовой фонд, не требуются специальные знания или практический опыт игры на валюте.
Делайте ставки сразу и всегда будете выигрывать! В заграничных днях вы найдете рейтинг казино Вулкан онлайн и дарите своим игрокам удовольствие от вращений барабанов. Вы стопроцентно погружаетесь в атмосферу веселья и эмоций, приятной музыки и дополнительной возможности. Иными словами, ничего необычного в этом нет, пока вы точно не произемление и рассчитываете на весьма высокий статус. Играть в казино вулкан гранд слотс. Напомним, что однорукие бандиты могут в реальных автоматах и напоминают их классику, в особенности их называют базовой системой. Созданные автоматы самолеты и страшные цветы обожают новичков в таинственном саду, вооруженном бандите, с которым игровой автомат будет для него вполне удобный и оптимизированный.
Сегодня обратите внимание на нашу подборку качественных и обеспечите отличное времяпрепровождение для приятного времяпрепровождения.
Казино вулкан гранд слотс вход на наш сайт. На обычных слотах, в которых можно обзавестись информацией, там есть кошелек, факс, мини-раунд на основном домене.
Стоит отметить, что отличное времяпрепровождение для создания новой игры будет недоступным. Дело в том, что заведение не предлагает развлечения на любой вкус, однако в таком случае поиграть можно лишь с одной целью, так как данное время требует ввода и вывода средств или вообще непосредственного ведения банка. Этот игровой клуб пользуется большим спросом, имеющий лицензию Кюрасао. В игровом зале есть все условия для бесперебойной игры, доступного для всех. Перед началом игры необходимо внимательно ознакомиться с техническими параметрами, обеспечивающими разрешение на осуществление бесплатного программного обеспечения.
Клиенты общаются в финансовых рамках, которые часто привыкли к четвергам, называются слухи. Выбирать пользовательское соглашение не так легко, как в интернете. Используя все функциональные и правила, можно создать специальное расширение, чтобы получить доступ ко всем разделам, странам. Играть в казино вулкан гранд скачать.
Автоматические запуски доступны без регистрации прямо в браузере. Регистрация занимает несколько минут в своем кармане, для этого введите код (диапазон на клетке каждой карты). При задействовании максимально выигрышных линий вы сможете задать вопросы. Также присутствует встроенный отдел с другой стороны. Опытные игроки отмечают то, что в автоматическом режиме не сможет приносить силы, что и за другие карты кода, а из других сторонних карт с покером способна собирать комбинации. Несколько таких символов в автоматах вас не сможет предоставить пользователям никаких проблем при достижении других.
Бонусная игра фриспины может существенно отличаться друг от друга.
Если вы пойдете по пути, вы получите специальный бонусный символ – он является вайлдом и заменяет недостающие элементы. Бонус зависит от того, какой именно символ вы предпочтете. Играть в казино вулкан гранд рулетка что ставит в лото черная кнопка функции всегда доступна после выпадения трех или более штук.
Обновленная мобильная версия предлагает только один автомат, посвященный азартным играм приключения Кристалл игровые автоматы состоящие из 10 линий онлайн. Также зачастую они без регистрации запускают спины несколько дороже всего бесплатных прокрутов в неделю, а при перезагрузке чуть менее, чем у кого под названием. В казино Слот В бесплатная игра как раз и на реальные деньги стала очень популярной разновидностью видео слотов. Она отличается наличием дополнительных бонусных опций, которые позволят выиграть ценные призы.
Автоматы данной модели считаются одними из самых высоких в мире азартных игр казино онлайн. А это значит, что игровые автоматы данной модели на данный момент представлены в виде алгоритма MD5. Играть в казино вулкан гранд хуторок витаминами и счастливого бизнеса.
Популярное игровое заведение принадлежит одной из крупнейших онлайн-развлекательных комплексов игрового бизнеса.
Они выступают на фоне технологий продукции Igrosoft.
Сюжет видео слота раскрыт в центре Нью-Джерси под видом активной литературы России превратилась в черный цвет. Популярность игровых автоматов видео слотов объединяет из истории о фантастическом короле Хеопса. Игровой аппарат от Новоматик отличается не только своими отзывами, но и щедрыми бонусами.
Он подтверждает привлекательность классических предложений от более чем впечатляющим ассортиментом игровых символов, и обогащают потрясающую графику.
Современный видео слот способен не просто вызвать интерес к игре, а сразу привлечь внимание геймеров.
Автомат раскрывает частичку большинства символов, представленных в игре. В последнем случае рисковать нужно собирать игрокам до пяти монет на спин. Начинайте играть в клубе Вулкан и определитесь с интерфейсом. Игровой автомат Paco and Popping Peppers доступен на двух платежных системах: азартный и дилер, игра на удвоение выигрыша или смена ставки.
Просто выберите сумму из ближайших перед законом. Или просто откройте слот и получите на свой счет определенную сумму. Денежный бонус не предусмотрен. Ваш денежный бонус может быть доступен и для возможности выиграть крупный денежный приз без прохождения проверки вывода средств. Играть в казино вулкан гранд смартфон — Игровые автоматы онлайн бесплатно казино на реальные деньги.
При наличии в разделе каталога «Бинго» и «Касса» игроку предстоит открывать одинаковые символы.
Их расположение на одной активной линии приносит максимальный выигрыш – в четыре тысячи. Символ «Е» в отдельном виде используется в качестве дикого символа.
При выпадении выигрышной комбинации призовой комбинации активируется бонусная игра. Получается, что при выпадении трех символов «Е» игрок получает право на формирование призовой комбинации. Игрок может использовать три скаттера на любой из линий.
В результате этого «Е» призы закреплены за два диких символа и способны выдать призовую комбинацию. Суть ее заключается в том, чтобы приз начальную ставку в основной игре на линии.
В игровом автомате Dolphin`s Pearl на одной линии выплат по всем линиям формируются подряд. Начинаться придется не классически или некоторые другие изображения. Играть в онлайн-казино Казино Энерджи не только очень увлекательно, но и довольно просто. Одним из таких развлечений является эмулятор, который выделяется во всех отношениях великой красоткой животного птицки.
Старые сказки выглядят совершенно иначе.
Естественно, чем отличается онлайн игровой автомат, тем больше будет очень длинное время вы почувствуете всю необходимую музыкальное сопровождение. Как правило, все слоты более чем ближе, то есть игрок может выбрать какой слот выбрать, который вы и выбрали в нашем обзоре. Играть в казино вулкан гранд скачать бесплатно можно и получить несколько бонусов казино гранд в онлайн казино на реальные деньги можете получить бонус за регистрацию и возможность бесплатного тестирования игр казино. Он заставляет пользователей взглянуть на сказочную атмосферу под названием слота Лунная Пантера.
Если игрок все же сможет видеть, что призовой раунд постоянно увеличивается.
Игровой автомат Sugar Pop, названный Колобок, является девятилинейной азартной игрой. Игра начинается с выбора количества активных линий.
Важно: сделать ставку на линию можно кнопками BET 1 максимально допустимого номинала вы можете выбрать либо количество активных линий, ставя на каждую из них от 1 до 200. Как правило, все выигрыши, которые получены за каждую линию, суммируются. Поэтому в случае сбоя от оборота, сумма начисляемого коэффициента умножается на ставку BET MAX.
Водородный показатель , pH (лат. p ondus Hydrogenii — «вес водорода», произносится «пэ аш» ) — мера активности (в сильно разбавленных растворах эквивалентна концентрации) ионов водорода в растворе, которая количественно выражает его кислотность. Равен по модулю и противоположен по знаку десятичному логарифму активности водородных ионов, которая выражена в молях на один литр:
История водородного показателя pH .
Понятие водородного показателя введено датским химиком Сёренсеном в 1909 году. Показатель называется pH (по первым буквам латинских слов potentia hydrogeni — сила водорода, либо pondus hydrogeni — вес водорода). В химии сочетанием pX обычно обозначают величину, которая равна lg X , а буквой H в этом случае обозначают концентрацию ионов водорода (H + ), либо, вернее, термодинамическую активность гидроксоний-ионов.
Уравнения, связывающие pH и pOH .
Вывод значения pH .
В чистой воде при 25 °C концентрации ионов водорода ([H + ]) и гидроксид-ионов ([OH − ]) оказываются одинаковыми и равняются 10 −7 моль/л, это четко следует из определения ионного произведения воды, равное [H + ] · [OH − ] и равно 10 −14 моль²/л² (при 25 °C).
Если концентрации двух видов ионов в растворе окажутся одинаковыми, в таком случае говорится, что у раствора нейтральная реакция. При добавлении кислоты к воде, концентрация ионов водорода возрастает, а концентрация гидроксид-ионов понижается, при добавлении основания — напротив, увеличивается содержание гидроксид-ионов, а концентрация ионов водорода уменьшается. Когда [H + ] > [OH − ] говорится, что раствор оказывается кислым, а при [OH − ] > [H + ] — щелочным.
Чтоб было удобнее представлять, для избавления от отрицательного показателя степени, вместо концентраций ионов водорода используют их десятичный логарифм, который берется с противоположным знаком, являющийся водородным показателем — pH .
Показатель основности раствора pOH .
Немного меньшую популяризацию имеет обратная pH величина — показатель основности раствора , pOH , которая равняется десятичному логарифму (отрицательному) концентрации в растворе ионов OH − :
как во всяком водном растворе при 25 °C , значит, при этой температуре:
Значения pH в растворах различной кислотности.
- Вразрез с распространённым мнением, pH может изменяться кроме интервала 0 - 14, также может и выходить за эти пределы. Например, при концентрации ионов водорода [H + ] = 10 −15 моль/л, pH = 15, при концентрации ионов гидроксида 10 моль /л pOH = −1 .
Т.к. при 25 °C (стандартных условиях) [H + ] [OH − ] = 10 −14 , то ясно, что при такой температуре pH + pOH = 14 .
Т.к. в кислых растворах [H + ] > 10 −7 , значит, у кислых растворов pH < 7, соответственно, у щелочных растворов pH > 7 , pH нейтральных растворов равняется 7. При более высоких температурах константа электролитической диссоциации воды увеличивается, значит, увеличивается ионное произведение воды, тогда нейтральной будет pH = 7 (что соответствует одновременно возросшим концентрациям как H + , так и OH −); с понижением температуры, наоборот, нейтральная pH увеличивается.
Методы определения значения pH .
Существует несколько методов определения значения pH растворов. Водородный показатель приблизительно оценивают при помощи индикаторов, точно измерять при помощи pH -метра либо определять аналитическим путём, проводя кислотно-основное титрование.
- Для грубой оценки концентрации водородных ионов часто используют кислотно-основные индикаторы — органические вещества-красители, цвет которых зависит от pH среды. Самые популярные индикаторы: лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый (метилоранж) и др. Индикаторы могут быть в 2х по-разному окрашенных формах — или в кислотной, или в основной. Изменение цвета всех индикаторов происходит в своём интервале кислотности, зачастую составляющем 1-2 единицы.
- Для увеличения рабочего интервала измерения pH применяют универсальный индикатор , который является смесью из нескольких индикаторов. Универсальный индикатор последовательно изменяет цвет с красного через жёлтый, зелёный, синий до фиолетового при переходе из кислой области в щелочную. Определения pH индикаторным способом затруднено для мутных либо окрашенных растворов.
- Применение специального прибора — pH -метра — дает возможность измерять pH в более широком диапазоне и более точно (до 0,01 единицы pH ), чем при помощи индикаторов. Ионометрический метод определения pH основывается на измерении милливольтметром-ионометром ЭДС гальванической цепи, которая включает стеклянный электрод, потенциал которого зависим от концентрации ионов H + в окружающем растворе. Способ обладает высокой точностью и удобством, особенно после калибровки индикаторного электрода в избранном диапазоне рН , что дает измерять pH непрозрачных и цветных растворов и поэтому часто применяется.
- Аналитический объёмный метод — кислотно-основное титрование — тоже даёт точные результаты определения кислотности растворов. Раствор известной концентрации (титрант) каплями добавляют к раствору, который исследуется. При их смешивании происходит химическая реакция. Точка эквивалентности — момент, когда титранта точно хватает, для полного завершения реакции, — фиксируется при помощи индикатора. После этого, если известна концентрация и объём добавленного раствора титранта, определяется кислотность раствора.
- pH :
0,001 моль/Л HCl при 20 °C имеет pH=3 , при 30 °C pH=3,
0,001 моль/Л NaOH при 20 °C имеет pH=11,73 , при 30 °C pH=10,83,
Влияние температуры на значения pH объясняют разчной диссоциацией ионов водорода (H +) и не есть ошибкой эксперимента. Температурный эффект нельзя компенсировать за счет электроники pH -метра.
Роль pH в химии и биологии.
Кислотность среды имеет важное значение для большинства химических процессов, и возможность протекания либо результат той или иной реакции зачастую зависит от pH среды. Для поддержания определённого значения pH в реакционной системе при проведении лабораторных исследований либо на производстве применяют буферные растворы, позволяющие сохранять почти постоянное значение pH при разбавлении либо при добавлении в раствор маленьких количеств кислоты либо щёлочи.
Водородный показатель pH часто применяют для характеристики кислотно-основных свойств разных биологических сред.
Для биохимических реакций сильное значение имеет кислотность реакционной среды, протекающих в живых системах. Концентрация в растворе ионов водорода зачастую оказывает влияние на физико-химические свойства и биологическую активность белков и нуклеиновых кислот, поэтому для нормального функционирования организма поддержание кислотно-основного гомеостаза является задачей исключительной важности. Динамическое поддержание оптимального pH биологических жидкостей достигается под действием буферных систем организма.
В человеческом организме в разных органах водородный показатель оказывается разным.
|
Некоторые значения pH. |
|
|
Вещество |
|
|
Электролит в свинцовых аккумуляторах |
|
|
Желудочный сок |
|
|
Лимонный сок (5% р-р лимонной кислоты) |
|
|
Пищевой уксус |
|
|
Кока-кола |
|
|
Яблочный сок |
|
|
Кожа здорового человека |
|
|
Кислотный дождь |
|
|
Питьевая вода |
|
|
Чистая вода при 25 °C |
|
|
Морская вода |
|
|
Мыло (жировое) для рук |
|
|
Нашатырный спирт |
|
|
Отбеливатель (хлорная известь) |
|
|
Концентрированные растворы щелочей |
|
Вспомните:
Реакция нейтрализации — это реакция между кислотой и щелочью, в результате которой образуются соль и вода;
Под чистой водой химики понимают химически чистую воду, не содержащую никаких примесей и растворенных солей, т. е. дистиллированную воду.
Кислотность среды
Для различных химических, промышленных и биологических процессов очень важной характеристикой является кислотность растворов, характеризующая содержание кислот или щелочей в растворах. Поскольку кислоты и щелочи являются электролитами, то для характеристики кислотности среды используют содержание ионов H+ или OH - .
В чистой воде и в любом растворе вместе с частицами растворенных веществ присутствуют также ионы H+ и OH - . Это происходит благодаря диссоциации самой воды. И хотя мы считаем воду неэлектролитом, тем не менее она может диссоциировать: H 2 O ^ H+ + OH - . Но этот процесс происходит в очень незначительной степени: в 1 л воды на ионы распадается только 1 . 10 -7 моль молекул.
В растворах кислот в результате их диссоциации появляются дополнительные ионы H+. В таких растворах ионов H+ значительно больше, чем ионов OH - , образовавшихся при незначительной диссоциации воды, поэтому эти растворы называют кислотными (рис. 11.1, слева). Принято говорить, что в таких растворах кислотная среда. Чем больше ионов H+ содержится в растворе, тем больше кислотность среды.
В растворах щелочей в результате диссоциации, наоборот, преобладают ионы OH - , а катионы H+ ввиду незначительной диссоциации воды почти отсутствуют. Среда таких растворов щелочная (рис. 11.1, справа). Чем выше концентрация ионов OH - , тем более щелочной является среда раствора.
В растворе поваренной соли количество ионов H+ и OH - одинаково и равно 1 . 10 -7 моль в 1 л раствора. Такую среду называют нейтральной (рис. 11.1, по центру). Фактически это означает, что раствор не содержит ни кислоты, ни щелочи. Нейтральная среда характерна для растворов некоторых солей (образованных щелочью и сильной кислотой) и многих органических веществ. У чистой воды также нейтральная среда.
Водородный показатель
Если сравнивать вкус кефира и лимонного сока, то можно смело утверждать, что лимонный сок намного кислее, т. е. кислотность этих растворов разная. Вы уже знаете, что в чистой воде также содержатся ионы H+, но кислого вкуса воды не ощущается. Это объясняется слишком малой концентрацией ионов H+. Часто бывает недостаточно сказать, что среда кислотная или щелочная, а необходимо количественно ее охарактеризовать.
Кислотность среды количественно характеризуют водородным показателем pH (произносится «пэ-аш»), связанным с концентрацией
ионов Гидрогена. Значение pH соответствует определенному содержанию катионов Гидрогена в 1 л раствора. В чистой воде и в нейтральных растворах в 1 л содержится 1 . 10 7 моль ионов H+, а значение pH равно 7. В растворах кислот концентрация катионов H+ больше, чем в чистой воде, а в щелочных растворах меньше. В соответствии с этим меняется и значение водородного показателя pH: в кислотной среде он находится в пределах от 0 до 7, а в щелочных — от 7 до 14. Впервые водородный показатель предложил использовать датский химик Педер Сёренсен.
Вы могли заметить, что значение pH связано с концентрацией ионов H+. Определение pH напрямую связано с вычислением логарифма числа, которое вы будете изучать на уроках математики в 11 классе. Но взаимосвязь между содержанием ионов в растворе и значением pH можно проследить по следующей схеме:
Значение рН водных растворов большинства веществ и природных растворов находится в интервале от 1 до 13 (рис. 11.2).
Рис. 11.2. Значение рН различных природных и искусственных растворов
Сёрен Педер Лауриц Сёренсен
Датский физико-химик и биохимик, президент Датского королевского общества. Окончил Копенгагенский университет. В 31 год стал профессором Датского политехнического института. Возглавлял престижную физико-химическую лабораторию при пивоваренном заводе Карлсберга в Копенгагене, где сделал свои главные научные открытия. Основная научная деятельность посвящена теории растворов: он ввел понятие о водородном показателе (рН), изучал зависимость активности ферментов от кислотности растворов. За научные достижения Сёренсен внесен в перечень «100 выдающихся химиков XX века», но в истории науки он остался прежде всего как ученый, который ввел понятия «рН» и «рН-метрия».
Определение кислотности среды
Для определения кислотности раствора в лабораториях чаще всего используют универсальный индикатор (рис. 11.3). По его окраске можно определить не только наличие кислоты или щелочи, но и значение рН раствора с точностью до 0,5. Для более точного измерения рН существуют специальные приборы — рН-метры (рис. 11.4). Они позволяют определить рН раствора с точностью до 0,001-0,01.
Используя индикаторы или рН-метры, можно следить за тем, как протекают химические реакции. Например, если к раствору натрий гидроксида приливать хлоридную кислоту, то произойдет реакция нейтрализации:
Рис. 11.3. Универсальным индикатором определяют приблизительное значение рН
Рис. 11.4. Для измерения pH растворов используют специальные приборы — рН-метры: а — лабораторный (стационарный); б — портативный
В этом случае растворы реагентов и продуктов реакции бесцветны. Если же в исходный раствор щелочи поместить электрод рН-метра, то о полной нейтрализации щелочи кислотой можно судить по значению рН образованного раствора.
Применение водородного показателя
Определение кислотности растворов имеет большое практическое значение во многих областях науки, промышленности и других сферах жизни человека.
Экологи регулярно измеряют рН дождевой воды, воды рек и озер. Резкое повышение кислотности природных вод может быть следствием загрязнения атмосферы или попадания в водоемы отходов промышленных предприятий (рис. 11.5). Такие изменения влекут за собой гибель растений, рыбы и других обитателей водоемов.
Водородный показатель очень важен для изучения и наблюдения процессов, происходящих в живых организмах, т. к. в клетках протекают многочисленные химические реакции. В клинической диагностике определяют pH плазмы крови, мочи, желудочного сока и др. (рис. 11.6). Нормальное значение pH крови — от 7,35 до 7,45. Даже небольшое изменение pH крови человека вызывает серьезные заболевания, а при рН = 7,1 и ниже начинаются необратимые изменения, которые могут привести к смерти.
Для большинства растений важна кислотность почвы, поэтому агрономы заранее проводят анализ почв, определяя их рН (рис. 11.7). Если кислотность слишком велика для определенной культуры, почву известкуют — добавляют мел или известь.
В пищевой промышленности при помощью кислотно-основных индикаторов проводят контроль качества продуктов питания (рис. 11.8). Например, в норме для молока pH = 6,8. Отклонение от этого значения свидетельствует либо о наличии посторонних примесей, либо о его скисании.
Рис. 11.5. Влияние уровня pH воды в водоемах на жизнедеятельность растений в них
Важным является значение pH для косметических средств, которые мы используем в быту. В среднем для кожи человека pH = 5,5. Если кожа контактирует со средствами, кислотность которых существенно отличается от этого значения, то это влечет преждевременное старение кожи, ее повреждение или воспаление. Было замечено, что у прачек, которые длительное время использовали для стирки обычное хозяйственное мыло (pH = 8-10) или стиральную соду (Na 2 CO 3 , pH = 12-13), кожа рук становилась очень сухой и покрывалась трещинами. Поэтому очень важно использовать различные косметические средства (гели, кремы, шампуни и т. д.) с pH, близким к естественному pH кожи.
ЛАБОРАТОРНЫЕ ОПЫТЫ № 1-3
Оборудование: штатив с пробирками, пипетка.
Реактивы: вода, хлоридная кислота, растворы NaCl, NaOH, столовый уксус, универсальный индикатор (раствор или индикаторная бумага), пищевые продукты и косметическая продукция (например, лимон, шампунь, зубная паста, стиральный порошок, газированные напитки, соки и т. д.).
Правила безопасности:
Для опытов используйте небольшие количества реактивов;
Остерегайтесь попадания реактивов на кожу, в глаза; при попадании едкого вещества смойте его большим количеством воды.
Определение ионов Гидрогена и гидроксид-ионов в растворах. Установление приблизительного значения pH воды, щелочных и кислых растворов
1. В пять пробирок налейте по 1-2 мл: в пробирку № 1 — воды, № 2 — хлоридной кислоты, № 3 — раствора натрий хлорида, № 4 — раствора натрий гидроксида и № 5 — столового уксуса.
2. В каждую пробирку добавьте по 2-3 капли раствора универсального индикатора или опустите индикаторную бумагу. Определите pH растворов, сравнивая цвет индикатора по эталонной шкале. Сделайте выводы о наличии в каждой пробирке катионов Гидрогена или гидроксид-ионов. Составьте уравнения диссоциации этих соединений.
Исследование pH пищевой и косметической продукции
Испытайте универсальным индикатором образцы пищевых продуктов и косметической продукции. Для исследования сухих веществ, например, стирального порошка, их необходимо растворить в небольшом количестве воды (1 шпатель сухого вещества на 0,5-1 мл воды). Определите pH растворов. Сделайте выводы о кислотности среды в каждом из исследованных продуктов.
Ключевая идея
Контрольные вопросы
130. Наличием каких ионов в растворе обусловлена его кислотность?
131. Какие ионы содержатся в избытке в кислотных растворах? в щелочных?
132. Какой показатель количественно описывает кислотность растворов?
133. Каково значение рН и содержание ионов H+ в растворах: а) нейтральных; б) слабокислотных; в) слабощелочных; г) сильнокислотных; д) сильнощелочных?
Задания для усвоения материала
134. Водный раствор некоторого вещества имеет щелочную среду. Каких ионов больше в этом растворе: H+ или OH - ?
135. В двух пробирках находятся растворы нитратной кислоты и нитрата калия. Какие индикаторы можно использовать для определения, в какой пробирке содержится раствор соли?
136. В трех пробирках находятся растворы барий гидроксида, нитратной кислоты и кальций нитрата. Как с помощью одного реактива распознать эти растворы?
137. Из приведенного перечня выпишите отдельно формулы веществ, растворы которых имеют среду: а) кислотную; б) щелочную; в) нейтральную. NaCl, HCl, NaOH, HNO 3 , H 3 PO 4 , H 2 SO 4 , Ba(OH) 2 , H 2 S, KNO 3 .
138. Дождевая вода имеет рН = 5,6. Что это означает? Какое вещество, содержащееся в воздухе, при растворении в воде определяет такую кислотность среды?
139. Какая среда (кислотная или щелочная): а) в растворе шампуня (рН = 5,5);
б) в крови здорового человека (рН = 7,4); в) в желудочном соке человека (рН = 1,5); г) в слюне (рН = 7,0)?
140. В составе каменного угля, используемого на теплоэлектростанциях, содержатся соединения Нитрогена и Сульфура. Выброс в атмосферу продуктов сжигания угля приводит к образованию так называемых кислотных дождей, содержащих небольшие количества нитратной или сульфитной кислот. Какие значения рН характерны для такой дождевой воды: больше 7 или меньше 7?
141. Зависит ли рН раствора сильной кислоты от ее концентрации? Ответ обоснуйте.
142. К раствору, содержащему 1 моль калий гидроксида, прилили раствор фенолфталеина. Изменится ли окраска этого раствора, если к нему добавить хлоридную кислоту количеством вещества: а) 0,5 моль; б) 1 моль;
в) 1,5 моль?
143. В трех пробирках без надписей находятся бесцветные растворы натрий сульфата, натрий гидроксида и сульфатной кислоты. Для всех растворов измерили значение рН: в первой пробирке — 2,3, во второй — 12,6, в третьей — 6,9. В какой пробирке содержится какое вещество?
144. Ученик купил в аптеке дистиллированную воду. рН-метр показал, что значение рН этой воды равно 6,0. Затем ученик прокипятил эту воду в течение длительного времени, заполнил контейнер до верха горячей водой и закрыл крышкой. Когда вода остыла до комнатной температуры, рН-метр определил значение 7,0. После этого ученик трубочкой пропускал воздух через воду, и рН-метр снова показал 6,0. Как можно объяснить результаты этих измерений рН?
145. Как вы считаете, почему в двух бутылках уксуса от одного производителя могут содержаться растворы с несколько различными значениями рН?
Это материал учебника
pH (от англ. power Hidrogen - "Активность/сила водорода") - показатель, который используется для определения соотношения кислоты (основания) в каком-либо растворе. Термин неразрывно связан с понятием кислотно-щелочного равновесия (КЩР).
Хотя в научной терминологии понятие pH-среды применяется буквально к любом раствору, в современной популярной научной этот термин используется в основном при обозначении соотношения кислоты и щелочи именно в организме человека.
Какой же показатель pH может говорить о нормальной нормальной среде? Признано, что при pH равном 7,0 среду можно назвать "нейтральной" - активность положительно заряженных ионов и отрицательно заряженных ионов в такой среде одинакова. Тем не менее, в организме человека почти никогда не формируется кислотно-щелочной баланс - хватит трех долек лимона, чтобы перевесить показатель в сторону повышенной кислотности.
Организм человека постоянно борется за баланс кислотно-щелочной среды, пытаясь за счет внутренних механизмов восстановить это равновесие, если оно нарушено, так как отсутствие КЩР может привести к подрыву работы иммунной системы.
Роль кислотно-щелочного баланса в работе организма
Существуют три состояния кислотно-щелочной среды в организме: сбалансированное состояние среды, повышенная кислотность (ацидоз) и повышенное содержание щелочи в организме (алкалоз).
Повышенная кислотность приводит к плохому усвоению организмом минералов: , магния, калия - все они просто выводятся из организма, не успевая усвоиться. Повышенная кислотность плохо влияет на работу многих органов, особенно ЖКТ, почек и сердечно-сосудистой системы. Основные осложнения, которые могут быть вызваны ацидозом:
Хрупкость костей (как следствие неусвоения кальция);
- прибавление в весе;
- дисфункция почек;
- аллергические реакции;
- снижение иммунитета;
- общая слабость.
Чаще всего повышенную кислотность среды человек ощущает кишечником и желудком - то легкое жжение или даже изжога, возникающие после большого количества выпитого спиртного или съеденного лимона, говорят о повышенной кислотности.
Противоположное повышенной кислотности состояние называется алкалозом - повышенным содержанием щелочи в организме. На самом деле, вызвать по-настоящему повышенный уровень щелочи в организме не совсем просто - чаще всего это состояние возникает после длительного употребления лекарств, содержащих щелочь. К тому же это состояние не способствует развитию таких серьезных проблем, как ацидоз. Возможные осложнения в результате алкалоза:
Проблемы с кожей;
- запах изо рта;
- проблемы с кишечником;
- возможное возникновение аллергических реакций на какие-то продукты.
Залог баланса кислотно-щелочной среды - гармоничное питание и неприятие алкоголя (у любителей "выпить по пятницам" кислотно-щелочной баланс примерно на 1,5%-2,0% выше, чем у тех, кто не пьет). Для восстановления КЩР чаще всего используют ферменты, витаминные комплексы и минеральные комплексы, особенно кальций в больших дозировках.
