РН — это… Что такое РН?

Химическое определение водородного показателя рН. Применение в разных областях промышленности и научных исследованиях. Значение для процессов жизнедеятельности живых организмов и человека.

История

Это понятие было введено в 1909 году датским химиком Сёренсеном. Показатель называется pH, по первым буквам латинских слов potentia hydrogeni — сила водорода, или pondus hydrogenii — вес водорода. Вообще в химии сочетанием pX принято обозначать величину, равную -lgX, а буква H в данном случае обозначает концентрацию ионов водорода (H+), или, точнее, термодинамическую активность оксоний-ионов.

Не знаете где можно взять правильную воду? Я подскажу!

Узнать подробности

Обратите внимание:

Нажатие на кнопку «Узнать» не ведет к каким-либо финансовым тратам и обязательствам.

Вы лишь получите информацию о доступности правильной воды в Вашем регионе,

а так же получите уникальную возможность бесплатно стать членом клуба здоровых людей

и получить скидку 20% на все предложения + накопительный бонус.

nachni_s_vodi

Вступи в международный клуб здоровья Coral Club, получи БЕСПЛАТНО дисконтную карту, возможность участия в акциях, накопительный бонус и другие привилегии!

Бесплатная регистрация

Уравнения, связывающие pH и pOH

Вывод значения pH

В чистой воде при 25 °C концентрации ионов водорода ([H+]) и гидроксид-ионов ([OH-]) одинаковы и составляют 10-7 моль/л, это напрямую следует из определения ионного произведения воды, которое равно [H+] · [OH-] 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, а концентрация гидроксид-ионов соответственно уменьшается, при добавлении основания — наоборот, повышается содержание гидроксид-ионов, а концентрация ионов водорода падает. Когда [H+] > [OH-] говорят, что раствор является кислым, а при [OH-] > [H+] — щелочным.

Для удобства представления, чтобы избавиться от отрицательного показателя степени, вместо концентраций ионов водорода пользуются их десятичным логарифмом, взятым с обратным знаком, который собственно и является водородным показателем — pH).

mbox{pH} = -lg left[ mbox{H}^+ right]!

pOH

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

mbox{pOH} = -lg left[ mbox{OH}^- right]!

как в любом водном растворе при 22 °C [H + ][OH − ] = 1,0×10 − 14, очевидно, что при этой температуре:

mbox{pOH}=14-mbox{pH}!

Как организм управляет уровнем кислотности?

При длительных отклонениях от равновесия в кислую сторону, скелет, как депо кальция и магния, может быть привлечен к компенсаторным процессам, т.к. поддержание кислотно-щелочного равновесия в организме с участием скелета высокопроизводительно.Организм не допускает выхода pH крови за заданные пределы, но достигается это дорогой ценой. В жертву приносится скелет: в целях ощелачивания, вымываются из костей щелочные буферы — кальций и магний.

По данным последних мировых научных исследований:

  • Кости сначала теряют магний. В первую очередь уходит магний, затем кальций. Отсюда ускоренное развитие остеопороза.
  • Разрушаются мышцы. Хроническая слабость и боли в мышцах отмечаются уже в молодом возрасте.
  • Слабость костей и мышц ведет к деградации суставов.
  • Кислая реакция мочи создает идеальные условия для образования камней в почках. Это принимает характер эпидемии. Хроническое нарушение работы почек вызывает развитие воспалительных заболеваний и почечной недостаточности.
  • Кислая реакция слюны разрушает зубы и способствует развитию стоматитов.
  • Хроническое закисление может вызывать головные боли, тревожность, бессонницу, задержку жидкости в организме.
  • При избыточном кислотном рационе питания большое количество магния, кальция, калия и других нейтрализующих кислоты элементов постоянно истощается, изымается из тканей, и они должны быть обязательно восполнены, иначе очень скоро последуют симптомы болезней.

Влияние температуры на значения pH

температура pHЗначение pH может меняться в широком диапазоне при изменение температуры. Так, 0,001 молярный раствор NaOH при 20°C имеет pH=11,73, а при 30°C pH=10,83. Влияние температуры на значения pH объясняется различной диссоциацией ионов водорода (H+) и не является ошибкой эксперимента. Температурный эффект невозможно компенсировать за счет электроники pH-метра.

Методы определения значения pH

Для определения значения pH растворов широко используют несколько методик. Водородный показатель можно приблизительно оценивать с помощью индикаторов, точно измерять pH-метром или определять аналитически путём, проведением кислотно-основного титрования.

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

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

  1. Использование специального прибора — pH-метра — позволяет измерять pH в более широком диапазоне и более точно (до 0,01 единицы pH), чем с помощью индикаторов. Ионометрический метод определения pH основывается на измерении милливольтметром-ионометром ЭДС гальванической цепи, включающей специальный стеклянный электрод, потенциал которого зависит от концентрации ионов H+ в окружающем растворе. Способ отличается удобством и высокой точностью, особенно после калибровки индикаторного электрода в избранном диапазоне рН, позволяет измерять pH непрозрачных и цветных растворов и потому широко используется.
  2. Аналитический объёмный метод — кислотно-основное титрование — также даёт точные результаты определения кислотности растворов. Раствор известной концентрации (титрант) по каплям добавляется к исследуемому раствору. При их смешивании протекает химическая реакции. Точка эквивалентности — момент, когда титранта точно хватает, чтобы полностью завершить реакцию, — фиксируется с помощью индикатора. Далее, зная концентрацию и объём добавленного раствора титранта, вычисляется кислотность раствора.
  3. Влияние температуры на значения pH

0.001 мол/Л HCl при 20 °C имеет pH=3, при 30 °C pH=3

0.001 мол/Л NaOH при 20 °C имеет pH=11.73, при 30 °C pH=10.83

Влияние температуры на значения pH объяснятеся различной диссоциацией ионов водорода (H+) и не является ошибкой эксперимента. Температурный эффект невозможно компенсировать за счет электроники pH-метра.

Среда раствора

Так как же определить среду, зная эти характеристики?

Среда [H+], моль/л [ОH–], моль/л рН
нейтральная 10–7 10–7 7
кислая > 10–7 < 10–7 < 7
щелочная < 10–7 > 10–7 > 7

Кислотность раствора повышается при приближении водородного показателя к нулю. Щелочность же увеличивается при приближении рН к 14. Это наглядно показано на схеме:

Роль pH в химии и биологии

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

Водородный показатель pH широко используется для характеристики кислотно-основных свойств различных биологических сред.

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

См. также

  • Ионное произведение воды
  • Электролитическая диссоциация
  • Константа диссоциации кислот
  • Гидролиз
  • Индикаторы
  • PH-метр
  • Титрование
  • Буферные растворы
  • Основность

Литература

  • Бентли М. Промышленная гидропоника. — М.: Изд-во Колос, 1965. — 819 с.

Литература

  1. Бейтс Р., Определение рН. Теория и практика, пер. 2 изд., Перевод с английского под редакцией акад. Б. П. Никольского и проф. М. М. Шульца. «Химия». Л., 1972

Примечания

Wikimedia Foundation. 2010.

Ссылки

  • Водородный показатель pH. Таблицы показателей pH.
modif.png

Эта страница в последний раз была отредактирована 18 апреля 2021 в 22:30.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...