Це одиниця виміру лужності або кислотності розчину, більш конкретно рН вимірює кількість іонів водню, що міститься в певному розчині, значення рН в його абревіатурі - потенціал іонів водню, це стало практичний спосіб роботи з показниками лужності замість інших дещо складніших методів. Це можна точно виміряти за допомогою інструменту, відомого як рН-метр, цей прилад може вимірювати різницю потенціалів між парою електролітів.
Що таке рН
Зміст
Поняття рН є параметром, який використовується для вимірювання ступеня кислотності речовини. Завдяки цьому можна визначити концентрацію іонів водню (позитивний іон водню) у розчині.
Іонний потенціал водню розчину можна виміряти з наближеннями, використовуючи для них індикатори кислот або основ, які можуть мати різний колір залежно від рівня лужності або кислотності, зазвичай метод полягає у використанні паперу, просоченого показниками якісний. Інші показники, що використовуються, - метилоранж та фенолфталеїн.
У хімії визначення кислотності або лужності речовини є однією з найважливіших процедур, оскільки за її результатами можна отримати багато даних про структуру та активність молекул і, в свою чергу, дізнатись більше про відносно клітин тіла.
Визначення потенціалу іонів водню в основному полягає в кислотах і підставах, які мають різну концентрацію іонів водню, причому найсильнішими є ті, що містять найбільшу кількість іонів, а найслабшими - ті, які не мають такої концентрації. Це відповідає за вираження числового значення концентрації іонів водню.
У деяких випадках заряд іонів зазвичай досить низький, що стає втомливим при роботі з цими цифрами, тому була розроблена унікальна таблиця, яка отримала назву " шкала рН ", таблиця складається з 14 нумеровані одиниці, від 0 до 14, при цьому 0 - максимальна точка кислотності, а 14 - максимальна база, 7 являє собою середню точку таблиці і є нейтральним, що означає, що розчини зі значенням нижче 7 є кислими, а наведені вище - основними.
Для чого потрібен рН
РН використовується для визначення лужності або кислотності речовини та визначає міру концентрації іонів водню.
Шкала рН
Шкала потенціалу іонів водню була створена Сореном Петер Лауріц Соренсен (1868-1939), датським біохіміком, який народився в Хауре Б'єргу, в 1901 році він був призначений директором хімічної секції лабораторій Карлсберга, з тих пір він став ним від провідних дослідників амінокислот, ферментів та білків.
Концентрація іонів водню (протонів) відігравала ключову роль у ферментативних реакціях, тому в 1909 р. Він розробив простий спосіб її вираження, який полягав у обчисленні негативного логарифму зазначеної концентрації. Таким чином були отримані прості та керовані значення в зручному масштабі, який він назвав рН.
Шкала потенціалу іонів водню нумерується від 1 до 14, між 1 і 6 означає, що речовина є більш кислим, 7 - у випадку дистильованої води і має нейтральне значення, а 8 - 14 означає, що речовина більш лужна.
Послідовність, яку має шкала рН, є логарифмічною, що означає, що різниця між однією числовою одиницею та іншою може бути в 10 разів більше основної чи кислотної залежно від випадку.
Значення на шкалі рН множать на 10 у кожній одиниці. Тобто значення водневого потенціалу 6 у 10 разів кислотніше, ніж рН зі значенням 7, але потенціал водню 5 - у 100 разів кислотніший, ніж рН 7.
Інший випадок - значення водневого потенціалу 8, яке в 10 разів лужніше, ніж рН зі значенням 7, але потенціал водню 9 у 100 разів лужніший, ніж рН 7.
Значення рН у повсякденному житті
Чоловік щодня вживає багато хімічних продуктів, які можуть бути небезпечними, саме з цієї причини потрібно проводити вимірювання рН, щоб перевірити ступінь кислотності та ризик, який може виникнути при їх використанні.
Вживання їжі змінює рН організму. Шлунок людини має рН 1-4, оскільки ця кислота необхідна для розкладання їжі. Деякі продукти можуть змусити шлунок виробляти більше кислоти, це дуже часто, і ця кислота може перфорувати стінки шлунка та спричинити виразку. Його надлишок може потрапити до стравоходу, дійти до рота та спричинити те, що зазвичай називають кислотністю, з цієї причини потрібно подбати про якість споживаної їжі.
Є такі овочі, як вишня, полуниця, фіолетова капуста, цибуля та фіолетова капуста, які містять речовину, яка називається антоціанін, це дуже чутливо до значень водневого потенціалу. У конкретному випадку фіолетової капусти він містить ціанідин, який можна використовувати як індикатор, що змінює колір під впливом хімічної речовини.
У випадку потенційного вмісту іонів водню в роті після чищення зубів, його значення зазвичай становить близько 7, тобто нейтральний рН, який не завдає зубам ніякої шкоди. Якщо рН нижче 5,5, емаль починає втрачати, пошкоджуючи зуби. Щоб зменшити це в яснах і зубах, потрібно підтримувати здоровий рот; чищення щіткою необхідно після кожного прийому їжі.
рН деяких речовин, які є частиною повсякденного життя людей:
- Приклад речовини - рівень рН
- Соляна кислота 1 М - 0
- Шлунковий сік - 1
- Лимонний сік - 2
- Оцет - від 2,4 до 3,4
- Апельсиновий сік - 4
- Пиво - 5
- Молоко - 6
- Чиста вода - 7
- Кров - 8
- Вода з милом - 9
- Молоко магнезії - 10
- Вапняна вода - 11
- Аміак - 12
- 0,1 М гідроксид натрію - 13
- 1М гідроксид натрію - 14
Показники PH
Показники рН - це різні засоби, які використовують для визначення потенціалу іонного водню речовини. Існує три типи: індикатори рідини, індикаторні папери та рН-метри.
Індикатори рідини
Вони є органічними основами, які мають різний колір, який змінюється залежно від кислотної форми. Вони працюють в обмежених межах, змінюють свій колір і перестають змінюватися, коли він досягає максимального рівня цього діапазону. Його слід використовувати лише у безбарвних розчинах, щоб мати можливість спостерігати за зміною кольору.
Існує велика кількість рідких показників різного діапазону потенціалу іонів водню та кольорів, включаючи крезол червоний (від червоного до жовтого в діапазоні від 0,2 до 1,8), метилово-червоний (від червоного до жовтого в діапазоні від 0,2 до 1,8). від 4,2 до 6,2), бромкрезоловий зелений (від рожевого до синього / зелений від 4,2 до 5,2) та фенолфталеїн (безбарвний до рожевого в діапазоні від 8,0 до 10,0).
Ці показники широко використовуються в аналітичних наукових ступенях хімії, але ви повинні мати рівень підготовки, щоб зробити цю практику точною.
рН-метри
Вони виникають внаслідок потреби лабораторій та їх аналітиків у отриманні точних значень за цим параметром, чого не вдається досягти за допомогою рідинних показників або паперових. Він базується на вимірюванні різниці електричного потенціалу між рН електрода та електрода порівняння.
Це обладнання складається з двох електродів, один з яких є металевим і нечутливим до рН розчину, плюс простий електронний підсилювач. Його калібрування проводиться з розчинами відомого рН, які використовуються для зчитування речовин.
Індикаторні папери
Це лакмусовий папір (він виготовляється з порошком лишайників), який повинен дискретно контактувати з розчином, щоб проаналізувати та виміряти його точність.
Цей документ використовується для того, щоб дізнатись, є рідкий чи газоподібний розчин основним чи кислим, його подання складається у двох кольорах - червоному та синьому.
Якщо мова йде про рідкий розчин, папір не слід вставляти в нього повністю, процес полягає в краплях крапель або дуже короткому торканні рідини.
Коли розчин газоподібний, газ потрібно пропустити поверхню паперу, щоб таким чином він змінив колір.
рН сечі
Сеча складається з твердих і рідких елементів. При патологічних процесах в організмі нирки можуть виводити не тільки типові речовини (речовини, які нирки зазвичай виділяють із сечею), але й інші компоненти обміну речовин.
Потенціал іонів водню в сечі отримують за допомогою аналізів, проведених на зразках цієї речовини. Цей аналіз проводиться за допомогою тест-смужки, виготовленої з подушечки з хроматичною шкалою. Колір, який приймає смужка, означає значення рН або кислоти, яку містить сеча.
Нормальні показники сечі коливаються від 4,6 до 8,0 при рН, коли ці рівні змінюються, це може означати реальний розлад сечовивідних шляхів.
рН води
Як зазначалося вище, потенціал іонів водню вказує на те, що речовина лужна або кисла, це одне з найпоширеніших випробувань, що застосовуються до води, щоб дізнатися її якість. Існують різні типи води, і кожна з них має свої значення рН, це:
- Дистильована вода: її рН становить 5,8
- Питна вода, її іонний потенціал водню становить від 6,5 до 9,5
- Мінеральна вода рН становить від 4,5 до 9,5
- Океанська вода підтримує лужний іонний потенціал водню зі значеннями від 7,4 до 8,5
- Акваріумна вода може жити, якщо вона підтримує потенціал іонів водню між 4,5 і 9, хоча ці рівні вважаються екстремальними, акваріум може підтримувати нейтральний рН між 6,8 і 7,2.
- Потенціал для іонів водню у воді басейну повинен підтримувати рН від 7,2 до 7,6, вище цих значень хлор втрачає свою ефективність, і нижче цих рівнів вода буде дуже кислою для організму купаючих, що спричиняє подразнення шкіри та очей.
рН молока
Молоко вважається одним з найбільш повноцінних продуктів харчування для людей. Завдяки різноманітному складу (білки, вуглеводи, жири, вітаміни та мінеральні солі), завдяки високій засвоюваності та здатності до використання організмом людини, смаку та можливостям використання при приготуванні інших харчових продуктів, рідкого молока та молочні продукти, будучи необхідними продуктами харчування для задоволення біологічних потреб людини.
Для вимірювання реальної кислотності молока та визначення його рН використовується переносний лічильник моделі HI 98162, який складається з електрода для вимірювання лужності або рівня кислотності молока.
Як правило, потенціал іонів водню в молоці становить приблизно 6,7, коли це значення починає падати, воно стає кислим і починається деградація цього продукту, утворюючи бактерії, які виробляють молочну кислоту, розбиваючи лактозу і знижуючи рН молока.
рН крові
Для людини баланс рН крові є надзвичайно важливим, коливання цих рівнів може спричинити кому і навіть смерть. Цей тип потенціалу для іонів водню повинен бути слаболужним на рівні між 7,35 і 7,45, але дослідження показують, що 90% жителів розвинених країн страждають на ацидоз.
Ацидоз безпосередньо пов’язаний з харчуванням людей, звичками, забрудненням та емоційним здоров’ям. Кислотність змінює оптимальні рівні електролітів в організмі на хімічному та елементарному рівнях, діє на електроліти натрію, заліза, калію, кальцію, і кожен з них виконує життєво важливу, основну та специфічну функцію в організмі.
рН слини
Слина є з'єднанням рідини тіла на 99%, а інших є неорганічним і органічним молекулярним, це відбувається з слинних залоз.
Нормальний іонний потенціал водню слини повинен становити від 5,6 до 7 і складається з таких іонів, як натрій, калій або хлор, та ферментів, які сприяють початковій деградації їжі, захисту від бактеріальних інфекцій, цілющі та смакові функції.
рН ґрунту
РН ґрунту, його ступінь кислотності або лужності вимірюється за шкалою потенціалу іонів водню; зазвичай ґрунти підтримують рН від 4 до 8, незважаючи на те, що більшість культур процвітає на суші зі значеннями від 6 до 7.
У ґрунтах з потенціалом іонів водню менше 6,5 доступність фосфору та молібдену помітно знижується. Ті, у кого рН вищий за цей показник (має тенденцію до лугу), зменшують доступність міді, марганцю, цинку та заліза.
рН оцту
Оцет - це рідка речовина, яка використовується як приправа для їжі, але крім цього він має інші якості, для яких його можна використовувати. Його рН становить від 2,4 до 3,4. Кислотність оцту летюча, і це пов’язано з наявністю оцтової кислоти.
рН шкіри
Щоб потенціал іонів водню обличчя та тіла знаходився в оптимальних умовах, вони повинні знаходитися між рівнями 4,7 5,755, це означає, що рН в шкірі є слабокислим. Це може дещо відрізнятися залежно від площі тіла та статі людини, і вони також втручаються в різні етапи життя.
Таблиця рН
Таблиця рН вимірює ступінь кислотності предмета. Предмети, що не дуже кислі, називаються основними. Ця таблиця має значення від нуля (найбільш кислотне значення) до 14 (найосновніше). Прикладом може служити чиста вода, яка має значення рН 7. Це значення вважається нейтральним, ні кислим, ні основним.
Звичайний чистий дощ має значення рН від 5,0 до 5,5, трохи кислий рівень. Однак, коли дощ поєднується з оксидами азоту та діоксидом сірки, що виробляються електростанціями та автомобілями, дощ стає набагато кислотнішим. Типовий кислотний дощ має значення рН 4,0. Зниження значень рН з 5,0 до 4,0 означає, що кислотність в десять разів вище.
PH метрів
Вимірювачі потенціалу іонів водню - це прилади, які використовуються для вимірювання лужності та кислотності речовин. Ці вимірювання представлені шкалою, яка переходить від 0 до 14.
Як вимірюється рН?
Для вимірювання іонного потенціалу водню речовини це можна зробити двома методами, потенціометричним або колориметричним.
Колориметричний є найпростішим методом, речовина, відоме як індикатори потенціалу іонів водню, які існують в різних презентаціях і зі специфічними властивостями, використовується для вимірювання певних рівнів рна.
