Что такое pH . Водородный показатель. Кислые и основные (щелочные) свойства растворов / сред.
pH = -log , или еще строже говоря pH = -log (химики утверждают, что именно в таком виде положительный ион водорода живет в водном растворе). pH показывает кислотно / щелочной балласнс раствора, а не кислотность или щелочность (основность) отдельно.
pH измеряется в степенях числа 10. Концентрация ионов водорода в растворесс pH 1.0 в 10 раз выше, чем концентрация ионов водорода в растворе с pH 2.0. Чем выше концентрация ионов водорода, тем ниже pH
- при pH > 7 раствор щелочной (основной)
- при pH < 7 раствор кислый, или кислотный
В чистой нейтральной воде концентрация ионов водорода и гидроксильных ионов = гидроксид-ионов = OH — обе равны 10 -7 моль/л.
| pH | Концентрация ионов моль/л | Тип раствора / какие ионы |
| 0 | 1.0 | Кислотный раствор (кислый)
/
|
| 1 | 0.1 | |
| 2 | 0.01 | |
| 3 | 0.001 | |
| 4 | 0.0001 | |
| 5 | 0.00001 | |
| 6 | 0.000001 | |
| 7 | 0.0000001 | Нейтральный раствор |
| 8 | 0.000001 | Основной (щелочной) раствор /
гидроксильные ионы OH — |
| 9 | 0.00001 | |
| 10 | 0.0001 | |
| 11 | 0.001 | |
| 12 | 0.01 | |
| 13 | 0.1 | |
| 14 | 1.0 |
В целом химическая теория — сложнее, но pH отличный практический показатель «кислотности» ,» щелочности» и «нейтральности».
Изменение окраски кислотно-основных индикаторов в зависимости от pH раствора. Лакмус, фенолфтолеин, метилоранж.
* [ x ] — концентрация ионов ‘x’
Таблица pH бытовых веществ, материалов и продуктов.
| Вещество | pH |
|---|---|
| Электролит в свинцовых аккумуляторах | <1.0 |
| Желудочный сок | 1,0-2,0 |
| Лимонный сок | 2,5±0,5 |
| Лимонад Кола | 2,5 |
| Уксус | 2,9 |
| Яблочный сок | 3,5±1,0 |
| Пиво | 4,5 |
| Кофе | 5,0 |
| Модный шампунь | 5,5 |
| Чай | 5,5 |
| Кислотный дождь | < 5,6 |
| Кожа здорового человека | ~6,5 |
| Слюна | 6,35-6,85 |
| Молоко | 6,6-6,9 |
| Чистая вода | 7,0 |
| Кровь | 7,36-7,44 |
| Морская вода | 8,0 |
| Мыло (жировое) для рук | 9,0-10,0 |
| Нашатырный спирт | 11,5 |
| Отбеливатель (хлорка) | 12,5 |
| Раствор соды | 13,5 |
Водородный показатель (pH) некоторых распространенных продуктов питания.
|
Продукт |
Приблизительный |
Продукт |
Приблизительный |
| Абрикосовый нектар | 3.8 | Малина | 3.2 — 3.6 |
| Абрикосы | 3.3 — 4.8 | Мамалыга | 6.8 — 8.0 |
| Авокадо | 6.3 — 6.6 | Манго | 5.8 — 6.0 |
| Алое Вера | 6.1 | Маслины | 6.0 — 7.0 |
| Апельсины | 3.0 — 4.0 | Масло | 6.1 — 6.4 |
| Арахисовое масло | 6.3 | Меласса (черная патока) | 4.9 — 5.4 |
| Арбуз | 5.2 — 5.6 | Молоко | 6.4 — 6.8 |
| Артишоки | 5.5 — 6.0 | Морковь | 5.9 — 6.3 |
| Бананы | 4.5 — 5.2 | Морское ушко | 6.1 — 6.5 |
| Батат (сладкий картофель) | 5.3 — 5.6 | Мука пшеничная | 5.5 — 6.5 |
| Батат (сладкий картофель), вареный. |
5.5 — 6.8 | Мякоть томата | 4.3 — 4.5 |
| Белый хлеб | 5.0 — 6.2 | Нектарины | 3.9 — 4.2 |
| Бобы | 5.6 — 6.5 | Овощной сок | 3.9 — 4.3 |
| Брокколи | 5.3 | Окунь, морской, жаренный | 6.6 — 6.8 |
| Вино | 2.8 — 3.8 | Оливки | 3.6 — 3.6 |
| Виноград | 3.5 — 4.5 | Пахта | 4.4 — 4.8 |
| Вишня | 3.2 — 4.5 | Персики | 3.4 — 4.1 |
| Газированные напитки | 2.0 — 4.0 | Печень трески | 6.2 |
| Горох | 5.8 — 6.4 | Пиво | 4.0 — 5.0 |
| Горчица | 3.5 — 6.0 | Питьевая вода | 6.5 — 8.0 |
| Грейпфрут | 3.0 — 3.7 | Помидоры | 4.3 — 4.9 |
| Груши | 3.6 — 4.0 | Ревень | 3.1 — 3.2 |
| Дыня | 6.0 — 6.7 | Сардины | 5.7 — 6.6 |
| Ежевика | 3.9 — 4.5 | Свежие яйца | 7.6 — 8.0 |
| Изюм | 2.8 — 3.0 | Свекла | 4.9 — 6.6 |
| Кактус | 4.7 | Сельдерей | 5.7 — 6.0 |
| Кальмары | 5.8 | Сельдь | 6.1 |
| Каперсы | 6.0 | Сидр | 2.9 — 3.3 |
| Капуста | 5.2 — 5.4 | Соевое молоко | 7.0 |
| Каракатица | 6.3 | Соевый соус | 4.4 — 5.4 |
| Карп | 6.0 | Соус Карри | 6.0 |
| Картофель | 5.6 — 6.0 | Соус Чили | 2.8 — 3.7 |
| Кетчуп | 3.9 | Спаржа | 6.0 — 6.7 |
| Кислая капуста | 3.4 — 3.6 | Сыр | 4.8 — 6.4 |
| Кленовый сироп | 4.6 — 5.5 | Томатный сок | 4.1 — 4.6 |
| Клубника, земляника | 3.0 — 3.9 | Тунец | 5.9 -6.1 |
| Клубничный (земляничный) джем | 3.0 — 3.4 | Турнепс (репа) | 5.2 — 5.6 |
| Клюквенный сок | 2.3 — 2.5 | Тыква | 4.8 — 5.2 |
| Кокос | 5.5 — 7.8 | Уксус | 2.4 — 3.4 |
| Кокосовое молоко | 6.1 — 7.0 | Уксус яблочный | 3.1 |
| Крабовое мясо | 6.5 — 7.0 | Устрицы | 5.7 — 6.2 |
| Красный перец | 4.6 — 5.2 | Финики | 6.5 — 8.5 |
| Креветки | 6.8 — 7.0 | Фруктовое желе | 2.8 — 3.4 |
| Крекеры | 6.5 — 8.5 | Фруктовый джем | 3.5 — 4.0 |
| Крыжовник | 2.8 — 3.1 | Фруктовый коктейль | 3.6 — 4.0 |
| Кукуруза | 5.9 — 7.3 | Херес | 3.4 |
| Курага(сушеные абрикосы) | 3.4 — 3.8 | Хрен | 5.4 |
| Лайм | 1.8 — 2.0 | Чай | 7.2 |
| Лаймовый сок | 2.0 — 2.4 | Черника | 3.1 — 3.4 |
| Лимоны | 2.2 — 2.4 | Шпинат | 5.5 — 6.8 |
| Лимонный сок | 2.0 — 2.6 | Яблоки | 3.3 — 3.9 |
| Лосось | 6.1 — 6.3 | ||
| Лук-порей | 5.5 — 6.2 |
Таблица. Значения pH оснований, щелочей (растворы)
Значения pH для некоторых распространенных оснований и щелочей приведены в таблице ниже.
|
Основания, щелочи |
Нормальность раствора |
|
| Аммиак /Ammonia | н. | 11.5 |
| Аммиак /Ammonia | 0.1 н. | 11.1 |
| Аммиак /Ammonia | 0.01 н. | 10.6 |
| Ацетат натрия / Sodium acetate | 0.1 н. | 8.9 |
| Барбитал — натрий / Barbital sodium | 0.1 н. | 9.4 |
| Бензойнокислый натрий /Sodium benzoate | 0.1 н. | 8.0 |
| Бикарбонат калия / Potassium bicarbonate | 0.1 н. | 8.2 |
| Бикарбонат натрия /Sodium bicarbonate | 0.1 н. | 8.4 |
| Гидроокись железа /Ferrous hydroxide | насыщенный | 9.5 |
| н. | 14.0 | |
| Гидроокись калия / Potassium hydroxide | 0.1 н. | 13.0 |
| Гидроокись калия / Potassium hydroxide | 0.01 н. | 12.0 |
| Гидроокись кальция /Calcium hydroxide | насыщенный | 12.4 |
| н. | 14.0 | |
| Гидроокись натрия / Sodium hydroxide | 0.1 н. | 13.0 |
| Гидроокись натрия / Sodium hydroxide | 0.01 н. | 12.0 |
| Карбонат кальция / Calcium carbonate | насыщенный | 9.4 |
| Метасиликат натрия / Sodium metasilicate | 0.1 н. | 12.6 |
| Оксид магнияия / Magnesia | насыщенный | 10.5 |
| Пироборнокислый натрий (Бура)/ Borax | 0.01 н. | 9.2 |
| Сесвикарбонат натрия / Sodium sesquicarbonate | 0.1 н. | 10.1 |
| Тринатрийфосфат / Trisodium phosphate | 0.1 н. | 12.0 |
| Углекислый калий / Potassium carbonate | 0.1 н. | 11.5 |
| Углекислый натрий / Sodium carbonate | 0.1 н. | 11.6 |
| Уксуснокислый калий / Potassium acetate | 0.1 н. | 9.7 |
| Цианид калия / Potassium cyanide | 0.1 н. | 11.0 |
Таблица значений PH кислот. (Растворов).
В таблице представлены серная, уксусная и другие распространенные кислоты.
pH- это мера активности ионов водорода в растворах, и, таким образом, их кислотности или щелочности. Таким образом, в таблице ниже указана кислотность некоторых обычных кислот.
|
Кислота |
Нормальность раствора |
|
| Азотная / Nitric | 0.1н. | 1.0 |
| Алюминиевые квасцы / Alum | 0.1 н. | 3.2 |
| Бензойная / Benzoic | 0.1 н. | 3.0 |
| Борная / Boric | 0.1 н. | 5.2 |
| Винная / Tartaric | 0.1 н. | 2.2 |
| Желудочный сок / Stomach Acid | 1 | |
| Лимонная / Citric | 0.1н. | 2.2 |
| Лимонный сок / Lemon Juice | 2 | |
| Молочная / Lactic | 0.1 н. | 2.4 |
| Муравьиная / Formic | 0.1 н. | 2.3 |
| Мышьяковистая / Arsenious | насыщенный | 5.0 |
| Оксиянтарная (яблочная) / Malic | 0.1 н. | 2.2 |
| Ортофосфорная / Orthophosphoric | 0.1 н. | 1.5 |
| Салициловая / Salicylic | насыщенный | 2.4 |
| Серная / Sulfuric | н. | 0.3 |
| Серная / Sulfuric | 0.1 н. | 1.2 |
| Серная / Sulfuric | 0.01 н. | 2.1 |
| Сернистая / Sulfurous | 0.1 н. | 1.5 |
| Сероводородная / Hydrogen sulfide | 0.1 н. | 4.1 |
| Трихлороуксусная / Trichloracetic | 0.1 н. | 1.2 |
| Угольная (Углеродная) / Carbonic | насыщенный | 3.8 |
| Уксус столовый (3-15%) / Vinegar | 3 | |
| Уксусная / Acetic | 2.4 | |
| Уксусная / Acetic | 0.1 н. | 2.9 |
| Уксусная / Acetic | 0.01 н. | 3.4 |
| н. | 0.1 | |
| Хлористоводородная / Hydrochloric | 0.1 н. | 1.1 |
| Хлористоводородная / Hydrochloric | 0.01 н. | 2.0 |
| Цианистоводородная (синильная) / Hydrocyanic | 0.1 н. | 5.1 |
| Щавелевая / Oxalic | 0.1 н. | 1.3 |
| Янтарная / Succinic | 0.1н. | 2.7 |
Характеристика кислотности растворов.
Для химически чистой (дистиллированной воды) = = 10 -7 моль/л. Если в воду добавить кислоту, то станет больше 10 -7 моль/л, а меньше 10 -7 моль/л. И наоборот, если к воде добавить щелочь, то станет меньше 10 -7 моль/л, а больше 10 -7 моль/л.
В зависимости от концентрации ионов или в растворах различают 3 основных типа сред:
Нейтральная среда – среда, в которой концентрации ионов и одинаковы:
10 -7 моль/л
Кислая среда – среда, в которой концентрация ионов больше :
≥ ; ≥ 10 -7 моль/л
Щелочная среда – среда, в которой концентрация ионов меньше :
≤ ; ≤ 10 -7 моль/л
Пользуясь уравнением ионного произведения воды = 10 -14 , можно вычислить концентрацию одного иона, если известна концентрация другого.
Пример 1. В растворе = 10 -2 моль/л. Определите , какая среда у данного раствора?
Решение:
= К H 2 O = 10 -14 / 10 -2 = 10 -12 моль/л; среда – кислая.
Для характеристики сред водных растворов пользуются не величиной концентрации ионов водорода или гидроксид-ионов в ней, а так называемым водородным показателем рН.
4. Водородный показатель (рН) раствора численно равен отрицательному десятичному логарифму концентрации ионов водорода в этом растворе:
рН = - lg[Н + ]
В нейтральной среде рН = - lg 10 -7 = 7
В кислой среде рН ≤ 7, чем меньше значение рН, тем больше кислотность раствора. В щелочной среде рН ≥ 7, чем больше значение рН, тем больше щелочность раствора.
Зависимость между концентрацией [Н + ] и средой раствора представляют в виде схемы (Барковский стр. 31).
Существуют различные методы измерения рН. Количественно можно высчитать применив формулы для расчета рН сильных и слабых кислот и оснований, а так же с помощью рН-метра. Качественно реакцию среды и рН растворов определяют с помощью индикаторов.
5. Индикаторы – это вещества, которые обратимо изменяют цвет в зависимости от среды растворов, т.е. от рН раствора.
Чаще других применяют лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый. Они изменяют свою окраску в малом интервале значений рН.
Широко применяются смеси индикаторов, позволяющие определить значение рН растворов в большом диапазоне концентраций (1-10; 0-12). Растворами таких смесей - «универсальных индикаторов» обычно пропитывают полоски «индикаторной бумаги», с помощью которых можно быстро и точно определить кислотность исследуемых водных растворов. Для более точного определения полученный при нанесении капли раствора цвет индикаторной бумаги немедленно сравнивают с эталонной цветовой шкалой.
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. Например, рН сыворотки крови – 7,4; желудочного сока – 1,85; слезной жидкости – 7,7, мочи – 6,0-7,0.
На один литр:
Энциклопедичный YouTube
-
1 / 5
В чистой воде при 22 °C концентрации ионов водорода () и гидроксид-ионов () одинаковы и составляют 10 −7 моль/л, это напрямую следует из определения ионного произведения воды , которое равно · и составляет 10 −14 моль²/л² (при 25 °C).
Когда концентрации обоих видов ионов в растворе одинаковы, говорят, что раствор имеет нейтральную реакцию. При добавлении к воде кислоты концентрация ионов водорода увеличивается, а концентрация гидроксид-ионов соответственно уменьшается, при добавлении основания - наоборот, повышается содержание гидроксид-ионов, а концентрация ионов водорода падает. Когда > говорят, что раствор является кислотным , а при > - основным .
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.
pH = − lg [ H + ] {\displaystyle {\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 − :
как в любом водном растворе при 25 °C [ H + ] [ OH − ] = 1 , 0 ⋅ 10 − 14 {\displaystyle [{\text{H}}^{+}][{\text{OH}}^{-}]=1{,}0\cdot 10^{-14}} , очевидно, что при этой температуре:
pOH = 14 − pH {\displaystyle {\text{pOH}}=14-{\text{pH}}}Значения pH в растворах различной кислотности
- Вопреки распространённому мнению, pH может изменяться не только в интервале от 0 до 14, а может и выходить за эти пределы. Например, при концентрации ионов водорода = 10 −15 моль /л, pH = 15, при концентрации ионов гидроксида 10 моль /л pOH = −1.
Некоторые значения pH [ ]
Вещество pH Цвет индикатора Электролит в свинцовых аккумуляторах <1,0 Желудочный сок 1,0–2,0 Лимонный сок (5 % р-р лимонной кислоты) 2,0±0,3 Пищевой уксус 2,4 Яблочный сок 3,0 Кока-кола 3,0±0,3 Пиво 4,5 Кофе 5,0 Шампунь 5,5 Чай 5,5 Кожа здорового человека 5,5 Кислотный дождь < 5,6 Питьевая вода 6,5–8,5 Молоко 6,6–6,93 Слюна 6,8–7,4 Чистая вода при 25 °C 7,0 Кровь 7,36–7,44 Сперма 7,2–8,0 Морская вода 8,0 Мыло (жировое) для рук 9,0–10,0 Нашатырный спирт 11,5 Отбеливатель (хлорная известь) 12,5 Концентрированные растворы щелочей >13 Так как при 25 °C (стандартных условиях) · = 10 −14 , то понятно, что при этой температуре pH + pOH = 14.
Так как в кислотных растворах > 10 −7 , то у кислотных растворов pH < 7, аналогично, у основных растворов pH > 7, pH нейтральных растворов равен 7. При более высоких температурах константа электролитической диссоциации воды повышается, соответственно увеличивается ионное произведение воды, поэтому нейтральной оказывается pH < 7 (что соответствует одновременно возросшим концентрациям как H + , так и OH −); при понижении температуры, напротив, нейтральная pH возрастает.
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.
- 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 кислотной области в основную. Определения pH индикаторным методом затруднено для мутных или окрашенных растворов.
- 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.
- 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 реакция. 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.
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.
В человеческом организме в различных органах водородный показатель различен.
Водоро́дный показа́тель, pH (произносится «пэ аш», английское произношение англ. pH - piː"eɪtʃ, «пи эйч») - мера активности (в очень разбавленных растворах она эквивалентна концентрации) ионов водорода в растворе, и количественно выражающая его кислотность, вычисляется как отрицательный (взятый с обратным знаком) десятичный логарифм активности водородных ионов, выраженной в молях на один литр: 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 hydrogeni - вес водорода. Вообще в химии сочетанием pX принято обозначать величину, равную −lg X, а буква H в данном случае обозначает концентрацию ионов водорода (H +), или, точнее, термодинамическую активность гидроксоний-ионов. Уравнения, связывающие pH и pOH Вывод значения pH В чистой воде при 25 °C концентрации ионов водорода () и гидроксид-ионов () одинаковы и составляют 10 −7 моль/л, это напрямую следует из определения ионного произведения воды, которое равно · и составляет 10 −14 моль²/л² (при 25 °C). Когда концентрации обоих видов ионов в растворе одинаковы, говорят, что раствор имеет нейтральную реакцию. При добавлении к воде кислоты концентрация ионов водорода увеличивается, 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. 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. pOH Несколько меньшее распространение получила обратная pH величина - показатель основности раствора, pOH, равная отрицательному десятичному логарифму концентрации в растворе ионов OH − : как в любом водном растворе при 25 °C , очевидно, что при этой температуре: Значения pH в растворах различной кислотности
- Вопреки распространённому мнению, pH может изменяться не только в интервале от 0 до 14, а может и выходить за эти пределы. Например, при концентрации ионов водорода = 10 −15 моль /л, pH = 15, при концентрации ионов гидроксида 10 моль /л pOH = −1.
Так как при 25 °C (стандартных условиях) · = 10 −14 , то понятно, что при этой температуре pH + pOH = 14. Так как в кислых растворах > 10 −7 , то у кислых растворов pH < 7, аналогично, у щелочных растворов pH > 7, pH нейтральных растворов равен 7. При более высоких температурах константа электролитической диссоциации воды повышается, соответственно увеличивается ионное произведение воды, поэтому нейтральной оказывается pH < 7 (что соответствует одновременно возросшим концентрациям как H + , так и OH −); при понижении температуры, напротив, нейтральная pH возрастает. 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.Некоторые значения pH
Вещество pH Электролит в свинцовых аккумуляторах <1.0 Желудочный сок 1,0-2,0 Лимонный сок (5% р-р лимонной кислоты) 2,0±0,3 Пищевой уксус 2,4 Кока-кола 3,0±0,3 Яблочный сок 3,0 Пиво 4,5 Кофе 5,0 Шампунь 5,5 Чай 5,5 Кожа здорового человека 5,5 Кислотный дождь < 5,6 Слюна 6,8–7,4 Молоко 6,6-6,9 Чистая вода 7,0 Кровь 7,36-7,44 Морская вода 8,0 Мыло (жировое) для рук 9,0-10,0 Нашатырный спирт 11,5 Отбеливатель (хлорная известь) 12,5 Концентрированные растворы щелочей >13 - 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.
- 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.
- 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.
- Влияние температуры на значения pH
Наверняка многим не раз приходилось слышать о таком понятии, как pH (нейтральный, кислый или щелочной). Это показатель водорода, и его можно встретить как на тюбике с кремом, так и на приеме у дерматолога. Информация о рН кожи очень важна. Что же это за показатель? Попробуем разобраться.
Немного о строении кожи
Как известно, роговой слой, расположенный в эпидермисе кожи, выполняет функцию защиты. На нем находится водно-липидный матрикс, содержащий жировые соединения и кислотную мантию Маркионини. Многие считают, что её pH нейтральный - около 7, однако это заблуждение. Покровы с таким будут сухими и стянутыми. Кожа имеет в своем составе молочную и лимонную а значит, все же её баланс не должен выходить за рамки кислого. Если же в дерме происходят какие-либо нарушения или изменения, то pH эпидермиса начинает резко меняться. Это может быть как следствием серьёзного заболевания, так и результатом неправильного ухода за кожей.
Шкала pH
В первую очередь нужно запомнить, что понятие «pH нейтральный» применяется конкретно к той среде, о которой идет речь. Касательно кожных покровов его значение равно 5,2-5,7, слез - 7,4, а в химических растворах нейтральный водородный показатель - 7 единиц (например, вода).
Из уроков химии мы знаем, что шкала кислотно-щелочного баланса варьируется от 0 до 14. Нейтральный pH - это примерно половина, все, что ниже, - это кислый, выше - щелочной. Что же касается понятий в косметологии, то «pH нейтральный» означает, что такой кислотно-щелочной показатель самый оптимальный для любой кожи.
Кроме того, жирность кожи также обуславливается именно этим показателем. Сухая кожа имеет водородный показатель от 5,7 до 7, нормальная - от 5,2 до 5,7, жирная - от 4 до 5,2.
Проблемы с кожей: замкнутый круг
Мы уже разобрались с тем, что такое pH, а теперь поговорим о проблемах, связанных с этим показателем. Жирная кожа - проблема многих людей. Особенно в подростковом возрасте. Практически у каждого ребенка неизбежно возникают прыщи и акне. Конечно, это следствие временного сбоя в гормональном фоне. Однако именно в это время очень важен правильный уход за кожей лица.
Что же советуют родители в таком случае? Чаще умываться? Подросток так и делает, но акне становится только больше. В чем же причина? Мыло - средство, имеющее щелочную реакцию, и его pH варьируется от 6 до 11 единиц. Его частое использование приводит к тому, что оно смывает верхний слой лица с кислой средой. Защитная функция рогового слоя работает так, что чем меньше на коже полезных кислых бактерий, присутствующих в нормальной флоре лица, тем больше он вырабатывает подкожного жира. Вот и замкнутый круг: чем больше мы умываемся, тем больше жирнеет кожа. Возникает естественный вопрос: "Что же делать?"
Как сохранить pH в норме?
Для того чтобы при умывании лица сохранить его натуральный кислотно-щелочной баланс, необходимо уделить особое внимание косметическим средствам, которые используются в этом процессе. В первую очередь необходимо выяснить, какое мыло с нейтральным pH можно использовать для частого умывания. Если это действительно вынужденная мера, то водородная основа обязательно должна быть кислотная (до 5,5 единиц). К таким относятся специальные пенки, гели, скрабы для умывания для жирной кожи (pH = 4).
Если же как таковых проблем нет, то для ухода можно использовать средства с слабокислой реакцией, 5,5 единиц, для сухой кожи - ближе к нейтральному - 6,5. В любом случае необходимо запомнить, что для того чтобы правильно выбрать средство по уходу за кожей, необходимо приблизительно уровнять кислотно-щелочной баланс. То же касается и остальных средств для кожи. Гель с нейтральным pH, как правило, подходит для сухой кожи, а для проблемной стоит выбирать средства со слабокислой средой.
Шампунь и уровень pH
Как и любое вещество, шампунь также имеет свой pH, причем у каждой марки он разный. Здесь, согласно законам химии, действует точно такое же правило: низкий показатель до 7 единиц - это кислотные, выше - щелочные. Шампуни с нейтральным уровнем pH - ровно 7 единиц. Относительно кожи головы практически все остается неизменным. В норме у неё более слабокислая среда - 4,5-5,5. Это означает, что выбор шампуня целиком и полностью должен зависеть от того, насколько кожа головы склонна к жирности.
Для сухого типа рекомендуют использовать более щелочные шампуни, а для жирного - слабокислые. Если же кожа головы непривередлива, как, например, детская, то необходимо выбирать шампуни с нейтральным pH (7 единиц). К сожалению, лишь малое количество производителей указывают, какой кислотно-щелочной показатель присутствует в их косметическом продукте. Они ограничиваются лишь надписями (для сухой, для жирной, для нормальной кожи). Это не совсем правильно, поскольку, согласно исследованиям, выясняется, что, как правило, шампуни для нормальной кожи щелочные, а должны быть слабокислыми.
Можно ли определить уровень pH кожи и средств?
Многим хотелось бы узнать водно-кислотный баланс в том или ином веществе. В домашних условиях проделать тест не составит труда. Для этого необходим раствор и кислотно-основной индикатор, как правило, лакмусовые полоски. Их опускают в раствор и кладут на белую бумагу. Практически мгновенно на индикаторе проявляется цвет. Согласно предлагаемой цветной шкале, можно определить, либо щелочная. К примеру, если лакмус опустить в щелочь, то он даст синий цвет, в кислой среде - красный.
Еще один способ узнать, каков pH, - это pH-метр. Это очень востребованный прибор с высокой точностью определения. Его используют на производствах, где необходим контроль среды (производство горючего, химическая и лакокрасочная промышленность и др.). Такой прибор также можно встретить на приеме у дерматолога. В данной статье мы изучили, что такое pH, и выяснили, как же правильно подбирать косметические средства по уходу за кожей согласно их кислотно-щелочному балансу.
Загрузка...
