Водородный показатель и характер среды раствора. Водородный показатель pH

Можете ли вы себе представить, что развитие многих болезней зависит от одной причины? Многие специалисты диетологи и фитотерапевты эту скрытую опасность теперь обозначают двумя словами: кислота и щелочь.
Высокая кислотность разрушает наиважнейшие системы в организме, и он становится беззащитен перед болезнями. Сбалансированная pH-среда обеспечивает нормальное протекание метаболических процессов в организме, помогая ему бороться с заболеваниями. Здоровый организм имеет запас щелочных веществ, которые он использует в случае необходимости.

Что такое pH?

Соотношение кислоты и щелочи в каком-либо растворе называется кислотно-щелочным равновесием (КЩР), хотя физиологи считают, что более правильно называть это соотношение кислотно-щелочным состоянием. КЩР характеризуется водородным показателем pH (от лат. p ondus H ydrogenii - «вес водорода», произносится «пэ аш» ), который показывает число водородных атомов в данном растворе.

Значение показателя pH зависит от соотношения между положительно заряженными ионами (формирующими кислую среду) и отрицательно заряженными ионами (формирующими щелочную среду).

PH — это мера относительной концентрации водородных (Н+) и гидроксильных (ОН-) ионов в жидкой системе и выражается в масштабе от 0 (полное насыщение ионами водорода Н+) до 14 (полное насыщение гидроксильными ионами ОН-), дистиллированная вода считается нейтральной с рН 7,0.
0 - сильнейшая кислота, 14 - сильнейшая щелочь, 7 – нейтральное вещество.

Зачем нам знать о pH?

Тело человека на 80% состоит из воды, поэтому вода – это одна из наиболее важных его составляющих. Поэтому от того, какой водородный показатель (pH) будет у этой воды, зависит, насколько здоровы мы будем.

При pH равном 7,0 говорят о нейтральной среде. Чем ниже уровень pH – тем среда более кислая (от 6,9 до 0). Щелочная среда имеет высокий уровень pH (от 7,1 до 14,0).

Организм человека постоянно стремится уравновесить это соотношение, поддерживая строго определенный уровень pH. При нарушенном балансе могут возникать множество серьезных заболеваний.

Если в любой из жидкостных сред организма происходит повышение концентрации (Н+) ионов, то возникает смещение pH в кислую сторону, то есть, происходит закисление среды. Это называется ещё кислотным сдвигом.
И наоборот - повышение концентрации (ОН-) ионов вызывает смещение значения pH в щелочную сторону, или щелочной сдвиг.
Наш организм имеет слабощелочную среду. Кислотно-щелочной баланс в нашем организме постоянно поддерживается на одном стабильном уровне и в очень узком диапазоне: от 7,26 до 7,45. И даже незначительное изменение рН крови, выходящее за эти границы, может привести к болезням.

Повышенная кислотность в организме.

Из-за неправильного питания и употребления в пищу кислых продуктов, а также недостатка воды происходит закисление организма . Люди употребляют много жиров, мяса, молочных продуктов, зерновых культур, сахара, мучных и кондитерских изделий, всевозможных полуфабрикатов и других переработанных, рафинированных продуктов, практически не содержащих клетчатки, минералов и витаминов, не говоря уже о ферментах и ненасыщенных жирных кислотах.

Для того, чтобы противостоять этому – снизить концентрацию кислоты и удалить ее от жизненно важных органов – организм задерживает воду, что отрицательно влияет на обмен веществ: организм быстрее изнашивается, кожа становится сухой, морщинистой.

К тому же при закисленности организма ухудшается перенос кислорода к органам и тканям, организм плохо усваивает минералы, а некоторые минералы, такие как Ca, Na, K, Mg выводятся из организма.

Организму приходится тратить колоссальное количество ресурсов и энергии на нейтрализацию лишних кислот, вызывая тем самым определённый дисбаланс в биохимических реакциях.

Так как щелочных резервов, поступающих извне, явно не хватает, то организм вынужден задействовать свои внутренние ресурсы - кальций, магний, железо, калий . В результате снижается гемоглобин, развивается остеопороз.

Когда железо гемоглобина крови используется для нейтрализации кислоты, человек ощущает усталость.

Если на эти нужды расходуется кальций, появляется бессонница, раздражительность.

Вследствие снижения щелочного резерва нервной ткани нарушается умственная деятельность.

От недостатка минералов страдают жизненно важные органы, повышается риск сердечно сосудистых заболеваний, снижается иммунитет, появляется хрупкость костей и многое другое.

Если в организме находится большое количество кислоты и нарушены механизмы ее вывода (с мочой и калом, с дыханием, с потом и т.д.), организм подвергается сильнейшей интоксикации.

К чему приводит повышенный уровень кислотности в организме?

В глобальном масштабе, закисление организма приводит к возникновению более чем 200(!) заболеваний , например: катаракты, дальнозоркости, артрозов, хондрозов, желче- и мочекаменной болезней, и даже онкологии.
Зная это, перестаешь удивляться, почему у человечества столько болезней, почему люди рано стареют и умирают.
Вдумайтесь: более 90% пищи, которую мы едим - это «кислые» продукты, и всё, что мы пьем (кроме чистой воды, свежевыжатых соков и травяного чая без сахара) - имеет pH от 4,5 до 2,5 - то есть ещё больше закисляет наш организм.
Состояние повышенной кислотности называется - Ацидоз. Не выявленный вовремя ацидоз может вредить организму незаметно, но постоянно в течение нескольких месяцев и даже лет. Злоупотребление алкоголем часто приводит к ацидозу. Ацидоз может возникать, как осложнение диабета.

При Ацидозе могут появиться следующие проблемы:

• Заболевания сердечно-сосудистой системы, включая стойкий спазм сосудов и уменьшение концентрации кислорода в крови, сердечная недостаточность, ослабление сердечной мышцы.
• Прибавление в весе и диабет.
• Заболевания почек и мочевого пузыря, образование камней.
• Проблемы с пищеварением, ослабление гладких мышц кишечника и так далее.
• Снижение иммунитета.
• Общая слабость.
• Увеличение вредного воздействия свободных радикалов, которые могут способствовать онкогенезу.
• Хрупкость костей вплоть, до перелома шейки бедра, а также других нарушениях опорно-двигательного аппарата, как например, образование остеофитов (шпор).
• Появление суставных болей и болевых ощущений в мышцах, связанных с накоплением молочной кислоты.
• Постепенное ослабление работы глазных мышц, развитие дальнозоркости, которая очень распространена среди пожилых людей.
• Снижение выносливости и способности восстанавливаться после физической нагрузки.

В течение 7 лет, проводилось исследование в Калифорнийском Университете (штат Сан-Франциско), где были обследованы 9 тыс. женщин. Результаты показали, что при постоянном повышенном уровне кислотности кости становятся ломкими.

Специалисты, проводившие этот эксперимент, уверены, что большинство проблем женщин среднего возраста связано с излишним употреблением мяса и молочных продуктов и недостатком употребления в пищу овощей, фруктов и зелени. Поэтому организму ничего не остается, как забирать кальций из собственных костей, и с его помощью регулировать уровень рН.

Как организм управляет уровнем кислотности?

• Выделяет кислоты - через желудочно-кишечный тракт, почки, легкие, кожу;
• Нейтрализует кислоты - с помощью минералов: кальций, магний, калий, натрий;
• Накапливает кислоты - в тканях, прежде всего в мышцах.

Что делать, если pH-баланс в норме?

Ответ простой – способствовать сохранению этого баланса в здоровой зоне.

Как это сделать?

Постоянно контролировать, что мы едим, что мы пьем, насколько мы чистые изнутри и как мы защищаем свой организм от вредных воздействий.

Вода.
Необходимо пить достаточное количество , а конкретно - 30 мл на килограмм веса в день (в жаркие летние месяцы можно в 2-3 раза больше).
Еда.
Если кислотно щелочное равновесие уже нарушено, то стоит задуматься о своем питании, и уменьшить потребление кислой еды (мясных и молочных продуктов, хлеба, сладостей, газированных напитков, любых искусственно созданных продуктов) и увеличить потребление ощелачивающих продуктов. Если нет возможности изменить состав питания, то стоит задуматься об употреблении «умной еды» (smart food) — нутрицевтиков, восполняющих недостаток поступающих с пищей витаминов, минералов, аминокислот, полиненасыщенных жирных кислот и растительных ферментов.

Также нельзя забывать о регулярном очищении организма, двигательной активности и психологии позитивного отношения к жизни. Все это — части , просто и доступно объясняющей причины большинства заболеваний и показывающей возможности восстановления и поддержания здоровья.

Молодеть и становиться более здоровым с годами — это реально!

Почему важно поддерживать правильный рН-баланс?

Слабокислая среда нужна для запуска разнообразных химических процессов (например, пищеварение - в желудке среда немного смещена в сторону кислотности), а вот кровь слабокислой быть не должна — если баланс pH в крови изменить, то процессы пойдут не так, как задумано.

Ведь в крови находится весь наш строительный материал (передаваемый из печени), белки, антитела, тучные гены, лейкоциты, питательные вещества и куча всего другого. Они настроены на работу именно в таком диапазоне (7.35-7.45) и малейший сдвиг работу всей системы нарушает (кровь же повсюду, у нас 85000 км вен и артерий но при этом всего 5 литров крови).

Все регулирующие механизмы организма (включая дыхание, обмен веществ, производство гормонов) направлены на уравновешивания уровня pH, путем удаления едких кислотных остатков из тканей организма, не повреждая живые клетки. Если уровень pH становится слишком низким (кислым) или слишком высоким (щелочным), то клетки организма отравляют сами себя своими токсичными выбросами и погибают.

Важность баланса всей этой системы подчёркивает ещё и такой факт: чтобы сохранить баланс между кислотой и щелочью, организм берёт кальций из костей (наш банк кальция) и магний (они с кальцием неразрывно связаны), чтобы ощелачивать кислоту .

Что делать хроникам?

Даже «самая правильная» программа питания, либо программа лечения каких либо болезней не будет эффективно работать, если ваш рН-баланс организма нарушен.

Постоянная нагрузка на компенсаторные системы организма в течение многих лет и десятилетий сильно вредит организму, изнашивает его. Постепенно и неуклонно происходит перекос в работе всех систем и обменных процессов.

Это не может продолжаться бесконечно и без последствий. Возникающие на этом фоне хронические заболевания просто невозможно вылечить с помощью медикаментов.

Здесь единственным и самым лучшим «лекарством» может быть только одно: полностью перестроить режим питания, ликвидировать кислотную нагрузку, питаться преимущественно сырой растительной пищей в течение многих лет - до тех пор, пока все функции, все процессы в организме не вернутся к нормальным параметрам и исчезнет дисбаланс.

Если человек понимает важность пересмотра питания, но по каким-то причинам у нег не получается строго следовать подобной диете, то в этом случае можно использовать ощелачивающие добавки к пище (smart food).

Чтобы жить полноценной, здоровой жизнью, единственный выход – это ощелачивание организма.

То, как мы будем это делать, зависит полностью от нашего выбора. Кто-то сможет полностью следовать советам по изменению пищевого рациона и станет веганом или сыроедом. А кто-то (как я, например) столкнется с тем, что для него это сложно.

И тогда возникнет вопрос:

А ЧТО ЖЕ ДЕЛАТЬ МНЕ, ОБЫЧНОМУ ЧЕЛОВЕКУ?

Я выбрала для себя систему восстановления кислотно-щелочного равновесия от Кораллового Клуба (Coral Club) и достаточно долгий срок с успехом применяю ее в своей жизни. За это время мой организм изменился и внешне, и внутренне.

Подробнее самой простой и безопасной программе ощелачивания здесь.

Если Вас заинтересовала эта система и Вы хотите узнать о ней больше или начать применять ее как можно скорее — , чтобы получить подробную консультацию.

Источник части текста — ecology.md

Для того чтобы выявить наличие воспалительного процесса или заболевания применяют лабораторное исследование урины, а именно Ph мочи: норма определяет отсутствие патологий в организме, а отклонение указывает на их наличие.

О каком виде исследования идет речь, и какие нормы считаются допустимыми для здорового человека, узнаем далее.

Что значит Ph мочи?

Выделительная система в человеческом организме предназначена не только для выведения вредных и ненужных веществ, но и определяет кислотное равновесие .

Показатель под названием Ph означает общее число ионов в растворе, то есть в образце урины, собранной для анализа.

Проведение исследования показывает физические свойства в составе урины, а также оценивает баланс по кислоте и щелочи в ней. Постоянно высокая кислота вредит тканям организма. В этом случае, если не принимать усилий, тогда важные для жизни процессы будут приостановлены.

Какая норма?

Водородный показатель, то есть Ph, характеризует концентрацию по ионам водорода в организме людей. На уровень концентрации Ph влияют кислота, а также щелочь.

Норма уровня Ph в составе мочи зависит от того, в каком физиологическом состоянии находится человек, чем он питается, а также возраста и пола. Немаловажным фактором считается время, в которое собирается моча.

Основными нормами, установленными для определения Ph, являются следующие показатели :

• Для человека старше 18 лет нормой считается Ph от 5 0 и до 7;
• в среднем моча взрослых женщин и мужчин, собранная в утренние часы, находится в пределах 6,0-6,4 Ph;
• в вечернее время она немного повышается и может достигать от 6,4-7,0;
• для детей грудничкового возраста, получающих грудное вскармливание, норма определена в 6,9-8;
• при искусственном типе кормления ребенок грудничкового возраста должен иметь Ph в пределах от 5,4 до 6,9.

Причины отклонения от нормальных показателей

Если Ph мочи превышает отметку в 7, тогда она считается щелочной, а если держится на уровне 5 или ниже, тогда кислой.

Причин для повышения или понижения уровня Ph в моче много, однако, нужно рассмотреть основные из них, чтобы понять какое отклонение может менять показатели и как этого избежать.

Если кислотность мочи повышена , тогда это объяснить рядом причин, приводящим к этому явлению:

• При долгом голодании и недостатке пищи, содержащей углеводы, наблюдается повышение кислотности. Организм человека в таком случае запускает процесс по расщеплению и жиров, находящихся в запасах тела. Этот процесс осуществляется для восполнения необходимой энергии.
• Постоянные перегрузки человеческого организма и изнурительные занятия физическими упражнениями ведут к тому, что из тела уходить жидкость, а кислотность при этом повышается.
• В ситуациях, когда приходится пребывать в душном помещении, жарких странах или цехах с повышенной температурой.
• Избыточный уровень при диабете.
• Длительная интоксикация организма, в том числе алкогольными напитками.
• Воспалительные процессы в области почечной системы, в том числе и , а также цистит.
• Септическое состояние в организме человека.

Все вышеперечисленные причины повышенной кислотности лишь основные, но существуют еще и иные факторы, которые может установить только лечащий врач, основываясь на результатах исследований.

Пониженная кислотность часто наблюдается при наличии одной или нескольких причин этого явления. К ним относят:

• нарушение в работе , а также щитовидной железы;
• при приеме в пищу избыточного количества белка животного происхождения;
• избыточное употребление щелочной минеральной воды;
• высокий уровень желудочной кислотности;
• наличие ;
• активное размножение инфекции в области мочевыделительной системе.

В период беременности у женщины происходят перемены в обменных процессах организма, что влияет и на состояние Ph, поэтому в этот период нормальной считается кислотность в диапазоне 5,3-6,5 . Низкий уровень кислотности часто наблюдается в период рвоты и поноса.

Норма Ph мочи у ребенка может меняться в зависимости от вида вскармливания и времени суток, в которые проводится сбор урины. Поэтому окончательный диагноз может быть поставлен только детским врачом, на основе иных анализов и других исследований.

Определение кислотности мочи в домашних условиях

Определить кислотность мочи можно не только в условиях лаборатории, но и дома. Вариант проведения анализа дома подходит тем пациентам, которые должны самостоятельно отслеживать уровень Ph, из-за наличия сахарного диабета или уратурии.

Часто применяют такие виды исследования как:

1. Лакмусовая бумага.

Она пропитана специальным реагентом, который вступает с жидкостью в реакцию, а затем меняет краску. Суть метода сводится к тому, что необходимо опустить сразу два вида полоски синюю и красную в урину и проверить, как меняется оттенок.

Если две полоски остались в том же состоянии, тогда реакция считается нейтральной. Если обе полоски сменили цветовую окраску, тогда принято считать, что в урине есть и щелочная и кислотная реакции.

Если красный цвет сменился синим, тогда присутствует щелочная реакция. При смене синего цвета на красный принято считать реакцию кислотной.

2. Метод Магаршака.

Суть этого способа определения уровня Ph сводится к тому, что берут два раствора красного и синего цвета, который постепенно добавляют в исследуемый материал.

Далее проверяют окраску: если урина стала ярко фиолетового цвета, тогда кислотность примерно 6, при окрашивании в серый оттенок нужно считать кислотность 7,2. Светло-фиолетовая моча указывает на уровень 6,6. Зеленая моча – это признак кислотности в 7,8.

3. Тест-полоски, применяемые как в большинстве лабораторий, так и в домашних условиях, при проведении самостоятельных проверок на уровень Ph. Их можно приобрести в аптеках и применять по мере необходимости.

Плюсом подобного исследования является простота, поскольку с определением кислотности в урине подобным способом может справиться любой человек. Полоску опускают в свежую порцию мочи, а затем смотрят результат по специальной шкале с обозначенной цветовой гаммой.

Способы для снижения и повышения уровня кислотности

Существуют медикаментозные способы, чтобы понизить или повысить уровень кислотности, а также рекомендации по введению в питание определенных продуктов, способствующих нормализации рн .

Врачи выписывают пациенту растворы, вводимые внутривенно. Они произведены на основе бикарбоната калия, а также средства, продающиеся в аптеке для успешной нормализации кислотности.

Для того чтобы существенно снизить высокий показатель по кислотности урины, рекомендуется употреблять продукты с низким уровнем белка . Должны употребляться те продукты, которые имеют нейтральную щелочную нагрузку.

Также нужно употреблять в пищу продукты с нулевым кислотообразованием. К ним относят:

• огурцы;
• мороженное;
• растительное масло;

Допускается введение в пищу продуктов, имеющих отрицательное кислотообразование . Это фрукты, грибы, свежая зелень, фруктовые соки, а также белое вино.

Дело в том, что разделение пищи по кислотности достаточно условное. Каждый организм человека индивидуален и переваривает пищу по-разному. Однако нужно постепенно корректировать меню, в соответствии с рекомендациями лечащего врача.

Важно помнить о нормализации водного баланса , поскольку люди, ведущие здоровый образ жизни, как правило, реже страдают от повышенной кислотности мочи. Вода не только нормализует состояние кислотности в теле человека, но и наладит работу почечной системы.

Для того чтобы наоборот повысить кислотность необходимо немного сократить количество употребляемой воды, поскольку она существенно повышает уровень кислотности в организме.

Определяющий уровень Ph важен, поскольку может дать информативную картину многих внутренних заболеваний. Поэтому врачи рекомендуют сдавать анализ в лабораторных условиях и следить за уровнем кислотности дома, пользуясь тест-полосками.

Важно изучить основные методы повышения и понижения кислотности и применять их для корректировки этого показателя.

Как пользоваться лакмусовой бумагой для определения кислотности, узнайте из видео:

Водородный показатель – рН – это мера активности (в случае разбавленных растворов отражает концентрацию) ионов водорода в растворе, количественно выражающая его кислотность, вычисляется как отрицательный (взятый с обратным знаком) десятичный логарифм активности водородных ионов, выраженной в молях на литр.

pН = – lg

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.

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

рОН = – lg

В чистой воде при 25°C концентрации ионов водорода () и гидроксид-ионов () одинаковы и составляют 10 -7 моль/л, это напрямую следует из константы автопротолиза воды К w , которую иначе называют ионным произведением воды:

К w = · =10 –14 [моль 2 /л 2 ] (при 25°C)

рН + рОН = 14

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 > говорят, что раствор является кислым, а при > – щелочным.

Определение рН

Для определения значения pH растворов широко используют несколько способов.

1) Водородный показатель можно приблизительно оценивать с помощью индикаторов, точно измерять pH-метром или определять аналитически путём, проведением кислотно-основного титрования.

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 (см. Таблица 1, занятие 2).

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.

2) Аналитический объёмный метод – кислотно-основное титрование – также даёт точные результаты определения общей 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 общая кислотность раствора.

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 (Табл. 2).

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.

3) Использование специального прибора – pH-метра – позволяет измерять pH в более широком диапазоне и более точно (до 0,01 единицы pH), чем с помощью индикаторов, отличается удобством и высокой точностью, позволяет измерять pH непрозрачных и цветных растворов и потому широко используется.

С помощью рН-метра измеряют концентрацию ионов водорода (pH) в растворах, питьевой воде, пищевой продукции и сырье, объектах окружающей среды и производственных систем непрерывного контроля технологических процессов, в т. ч. в агрессивных средах.

рН-метр незаменим для аппаратного мониторинга pH растворов разделения урана и плутония, когда требования к корректности показаний аппаратуры без её калибровки чрезвычайно высоки.

Прибор может использоваться в лабораториях стационарных и передвижных, в том числе полевых, а также клинико-диагностических, судебно-медицинских, научно-исследовательских, производственных, в том числе мясо-молочной и хлебопекарной промышленности.

Последнее время pH-метры также широко используются в аквариумных хозяйствах, контроля качества воды в бытовых условиях, земледелия (особенно в гидропонике), а также – для контроля диагностики состояния здоровья.

Таблица 2. Значения рН для некоторых биологических систем и других растворов

Система (раствор)
Двенадцатиперстная кишка
Желудочный сок
Кровь человека
Мышечная ткань
Панкреатический сок
Протоплазма клеток
Тонкая кишка
Морская вода
Белок куриного яйца
Апельсиновый сок
Томатный сок

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.

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