Шкала_ph_по_химии

Шкала_ph_по_химии

Шкала ph по химии

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.

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:

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 константы автопротолиза воды Кw , которую иначе называют ионным произведением воды:

Кw = [H + ] · [OH – ] =10 –14 [моль 2 /л 2 ] (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 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) рН
Двенадцатиперстная кишка 7,0 – 7,8
Желудочный сок 1,6 – 1,8
Кровь человека 7,35 – 7,45
Ликвор 7,5
Моча 4,8 – 7,5
Мышечная ткань 6,7 – 6,8
Панкреатический сок 8,3
Пот 4,0 – 8,0
Почки 6,6 – 6,9
Протоплазма клеток 6,4 – 7,0
Связки 7,2
Слёзы 7,4
Слюна 6,35 – 6,85
Тонкая кишка 6,2 – 7,3
Молоко 6,6 – 6,9
Морская вода 8,0
Белок куриного яйца 8,0
Апельсиновый сок 2,6 – 4,4
Томатный сок 4,3
Кофе 5,0
Чай 5,5

Контрольные вопросы

1. Уравнение ионного произведения воды, его анализ.

2. Водородный и гидроксильный показатели среды.

3. Характеристика кислотности сред по величине pH.

4. Биологическое значение водородного показателя.

Типовые задачи

Задача 1. Рассчитать рН раствора соляной кислоты с молярной концентрацией вещества в растворе С(НСl) = 0,001 моль·дм -3 .

С(HCl) = 0,001 моль·дм -3 HCl ? H + + Cl — , т.к. ? = 1, то

[H + ] = [HCl] = 10 -3 моль·дм -3

Задача 2. Рассчитать pH раствора гидроксида калия с молярной концентрацией вещества в растворе C(KOH) = 1,5·10 -2 моль·дм -3 .

С(KOH) = 1,5·10 -2 моль·дм -3 KOH ? K + + OH — , т.к. ? = 1, то

[OH — ] = [KOH] = 1,5·10 -2 моль·дм -3

pOH = –lg1,5·10 -2 = 1,82

pH + pOH = 14 ? pH = 14 – pOH

pH = 14 – 1,82 = 12,18.

Задача 3. pH желудочного сока равен 1,65. Определить концентрации ионов [H + ] и [OH — ] в желудочном соке.

pH = 1,65 pH = –lg [H + ]

lg [H + ] = –pH ? [H + ] = 10 – pH

[H + ] — ? [H + ] = 10 –1,65 = 0,0224 моль·дм –3 = 2,24·10 –2 моль·дм –3

[OH — ] — ? [H + ] · [OH — ] = 10 –14

Ответ: [H + ] = 2,24·10 –2 моль?дм –3 ; [OH – ] = 4,46·10 –13 моль?дм –3 .

Тестовые задания для самоконтроля

Выберите правильный вариант ответа

01. КОНЦЕНТРАЦИЯ ИОНОВ ОН — (МОЛЬ/ДМ 3 ) В РАСТВОРЕ ПРИ рН = 2,00 РАВНА ________МОЛЬ/ДМ 3

02. ЗНАЧЕНИЯ С(ОН — ) И С(Н + ) В РАСТВОРЕ ПРИ рН = 5,0 СОСТАВЛЯЮТ______ МОЛЬ/ДМ 3

03. ЗНАЧЕНИЯ С(ОН — ) И С(Н + ) В РАСТВОРЕ ПРИ рОН = 6,0 СОСТАВЛЯЮТ ______ МОЛЬ/ДМ 3

04. УКАЖИТЕ рН СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ С КОНЦЕНТРАЦИЕЙ 0,1 МОЛЬ/Л И ВОДНОГО РАСТВОРА ГИДРОКСИДА КАЛИЯ С КОНЦЕНТРАЦИЕЙ 1,0 МОЛЬ/Л, СЧИТАЯ, ЧТО УКАЗАННЫЕ ВЕЩЕСТВА ДИССОЦИИРУЮТ ПОЛНОСТЬЮ

05. В РАСТВОРЕ АЗОТНОЙ КИСЛОТЫ С рН = 2 КОНЦЕНТРАЦИЯ ВЕЩЕСТВА ПРИ α = 100% РАВНА _____ МОЛЬ/ДМ 3

06. рН РАСТВОРА ГИДРОКСИДА БАРИЯ РАВЕН 13, КОНЦЕНТРАЦИЯ ОСНОВАНИЯ В НЕМ ПРИ α =100% РАВНА ______ МОЛЬ/ ДМ 3

07. РАСТВОР, В 500 МЛ КОТОРОГО РАСТВОРЕНО 1,825 г HCl, ИМЕЕТ рН, РАВНЫЙ

08. УКАЖИТЕ рН 0,003 МОЛЯРНОГО РАСТВОРА СОЛЯНОЙ КИСЛОТЫ

Контрольные задания

09. Рассчитать рН и рОН слюны, если концентрация ионов водорода в ней составляет 1,78·10 –7 моль·дм -3 .

10. Физиологическое значение рН крови 7,36. Определить концентрацию ионов [H + ] и [OH — ] в крови.

11. Рассчитать рН раствора соляной кислоты с концентрацией 0,03 моль/дм 3 и водного раствора гидроксида калия с концентрацией 0,12 моль/дм 3 , считая, что указанные вещества диссоциируют полностью.

12. Определите рН кишечного сока, если концентрация гидроксид- анионов ОН — в составе кишечного сока составляет 2,3·10 -6 моль·дм -3 .

Литература

1. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов: Учеб. для вузов / Ю. А. Ершов, В.А. Попков, А.С. Берлянд и др.; Под ред. Ю.А. Ершова. – 5-е изд., стер. – М.: Высш.шк., 2005. – С. 66 – 76, 101 – 107.

2. Практикум по общей химии. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов: Учеб. пособие для студентов медицинских спец. вузов / Ю.А. Ершов, А.М. Кононов, С.А. Пузаков и др.; Под ред. Ю.А. Ершова, В.А. Попкова. – М. : Высш. шк., 2008. – С.45-50.

1.8. Буферные системы

Свойством всех живых организмов является постоянство рН биологических жидкостей, тканей и органов. Это постоянство поддерживается их буферными системами и необходимо для обеспечения нормальной деятельности ферментов, регулирования осмотического давления и других показателей.

Знания по теме «Буферные «системы» необходимы для понимания механизма их действия, количественной оценки способности буферных систем связывать посторонние кислоты и щелочи, понимания их взаимосвязи и роли в поддержании кислотно-основного гомеостаза.

Кроме того, важно уметь готовить буферные растворы для последующего использования их в различных медико-биологических, химических и клинических исследованиях.

Буферными называют системы, состоящие из двух сопряженных компонентов, способных до определенного предела противодействовать изменению рН среды при добавлении к ним небольших количеств кислоты и щелочи, а также при разбавлении раствора или концентрировании.

Читайте также:  Какие_транквилизаторы_лучше

Способность буферных систем сохранять постоянство pH называется буферным действием.

По составу, с точки зрения протонной теории, буферные системы делят на кислые и основные.

Кислые буферные системы состоят из слабой кислоты и сопряженного с ней избытка сильного основания, создаваемого солью этой кислоты.

Например: Ацетатная буферная система – кислая буферная система, состоит из:

СН3СООН – слабая кислота;

СН3СООNa – растворимая соль (содержит сопряженное сильное основание СН3СОО — ).

Аммиачная буферная система – основная буферная система, состоит из:

4ОН – слабое основание;

4Сl –растворимая соль (содержит сопряженную сильную кислоту NН4 + ).

Буферные системы в растворенном состоянии образуют буферные растворы.

Буферные растворы, в отличие от буферных систем, могут быть многокомпонентными.

Кровь относят к буферным растворам.

Водородный показатель среды буферного раствора рассчитывают по уравнению Гендерсона-Гассельбаха:

pH = pKa + lg[соль]/[кислота]

pH — водородный показатель среды буферного раствора,

pKa – показатель константы кислотности слабой кислоты,

[соль]/[кислота]– количества соли и кислоты в момент равновесия; буферное соотношение.

В рабочем виде:

— C (1/z с), C (1/z к) – исходные молярные концентрации эквивалентов соли и кислоты, моль·дм -3 ;

— V (с), V (к) – объемы растворов соли и кислоты соответственно, см 3 .

Величину, характеризующую способность буферной системы противодействовать смещению реакции среды при добавлении кислот и щелочей, называют буферной емкостью (B). Буферную ёмкость можно определить по кислоте или по основанию.

Буферная ёмкость показывает сколько моль-эквивалентов сильной кислоты или щелочи следует добавить к 1 дм 3 буферного раствора, чтобы изменить его рН на единицу.

B – буферная ёмкость, моль дм -3 ;

C(1/z кисл.; осн.) – молярная концентрация эквивалента добавляемой кислоты или основания;

V(кисл.; осн.) – объем раствора добавляемой кислоты или основания, см 3 ;

?pH – изменение pH;

V (буф.)- объем буферного раствора, см 3 .

Для сохранения оптимальных условий обменных процессов необходимо постоянство pH внутренних сред организма. Постоянство кислотности сред, наряду с физиологическими механизмами поддерживается буферными системами организма.

Контрольные вопросы

1. Буферные системы, их состав, свойства, классификация. Механизм буферного действия. Буферные растворы

2. Уравнение кислых буферных систем Гендерсона-Гассельбаха, его вывод и анализ. Зона буферного действия.

3. Буферная емкость. Факторы, влияющие на величину буферной емкости.

4. Биологическая роль буферных систем. Буферные системы крови: гемоглобиновая, оксигемоглобиновая, белковая, водородкарбонатная, фосфатная, эфиры глюкозы и фосфорной кислоты различной степени замещенности.

5. Роль водородкарбонатной буферной системы в поддержании постоянства рН крови. Ацидоз. Алкалоз. Щелочной резерв крови.

Типовые задачи

Задача 1. Рассчитайте рН ацетатного буферного раствора, приготовленного из 80 мл 0,1 н раствора СН3СООН и 20 мл 0,1 н раствора СН3СООNa. КД (СН3СООН) = 1,74 · 10 – 5 .

Дано: Решение:
С (СН3СООН) = 0,1 н 1. Находим рКкислоты: рКкислоты = – lgКД = – lg 1,74 · 10 – 5 = 4,76
Vр (СН3СООН) = 80 мл = 0,08 л
С (СН3СООNa) = 0,1 н 2. Находим рН ацетатного буферного раствора:
Vр (СН3СООNa) = 20 мл
КД (СН3СООН) = 1,74 · 10 – 5 CC · VC 0,02 · 0,1 рН = рКкислоты + lg ———— = 4,76 + lg ————— = 4,16 CК · VК 0,08 · 0,1
—————————————
рН = ?
Ответ: рН = 4,16

Задача 2. Рассчитать рН оксалатной буферной системы, состоящей из100 см 3 раствора щавелевой кислоты с концентрацией С(1/2 Н2С2О4)=0,5 моль·дм -3 и 150 см 3 растворы оксалата натрия с концентрацией С(1/2 Na2C2O4)=0,25 моль·дм -3 ,если КД2С2О4)=5,6·10 -2 .

С(1/2Na2C2O4) = 0,25 моль·дм – 3 рН = 1,25 + lg(0,25·150)/(0,5·100 )= 1,125.

Задача 2. Рассчитайте объемы (см 3 ) 0,1М СН3СООН и 0,1 М СН3СООNa, необходимые для приготовления 100 см 3 буферного раствора с рН = 4,0. рК (СН3СООН) = 4,76

Дано: Решение:
C(СН3СООН) = 0,1моль/дм 3 1. По уравнению Гендерсона-Гассельбаха :
C(СН3СООNa) = 0,1моль/дм 3 рН = рК + lg (Cс·Vс)/(Cк·Vк)
Vбуф. = 100 см 3 lg(Cс·Vс)/(Cк·Vк) = pH – pK
рН = 4,0 2. Подставим данные:
рК (СН3СООН) = 4,76 lg(0,1·Vс)/(0,1·Vк) = 4 – 4,76 = –0,76
V(СН3СООН) = ? V(СН3СООNa) = ? 3. Vс + Vк = 100 см 3 lg Vс/(100 –Vc) = –0,76
Vс/(100 –Vc) = 10 -0,76 = 0,174 Vc = 14,84 см 3 Vк = 100 – 14,84 = 85,16 см 3
Ответ: V(СН3СООН) = 85,16 см 3 ; V(СН3СООNa) = 14,84 см 3

Задача 3. Рассчитайте рН фосфатного буфера, состоящего из 100 см 3 0,01 моль/дм 3 NaH2PO4 и 20 см 3 0,1 моль/дм 3 Na2HPO4. Как изменится рН при добавлении к этой смеси 30 мл раствора NaOH с молярной концентрацией С(NaОН) = 0,02 моль/дм 3 ?

Дано: Решение:
C(NaH2PO4) = 0,01моль/дм 3 1. По уравнению Гендерсона-Гассельбаха :
C(Na2HPO4) = 0,1моль/дм 3 рН = рК(H2PO4 – ) + lg (Cс·Vс)/(Cк·Vк)
V(NaH2PO4) = 100 см 3 pK (H2PO4 – ) = – lg1,6·10 – 7 = 6,8
V(Na2HPO4) = 20 см 3 2. Подставим данные:
V(NaOН) = 30 см 3 pH = 6,8 + lg(0,1·20)/(0,01·100) = 6,8 + lg2 = 7,1
C(NaОН) = 0,02моль/дм 3 3. Роль соли (основания) в буфере выполняет Na2HPO4, а роль кислоты – NaH2PO4 H2PO4 – + OH – ↔ HPO4 2– + H2O; HPO4 2– + Н + ↔ H2PO4 – кислота основание
КД2РО — 4)=1,6·10 -7 рН = ?
При добавлении NaOH в буфере уменьшится количество кислоты NaH2PO4 и увеличится количество соли Na2HPO4. Расчет ведем в миллимолях(ммоль) n(NaOH) = 30 мл · 0,02 = 0,6ммоль
рН = 6,8 + lg(2+0,6)/(1-0,6) = 6,8 + lg(2,6/0,4) = 7,615
Ответ: рН = 7,615

Задача 4. Рассчитайте буферную емкость по кислоте, если при добавлении к 100 см 3 гидрокарбонатного буфера с рН = 6,5 10 см 3 раствора НСl с молярной концентрацией эквивалента С(НСl) = 0,1 моль/дм 3 изменился до 6,3.

Дано: Решение:
C(НСl) = 0,1 моль/дм 3 1. По уравнению:
V(НСl) = 10 см 3 Bк = V(HCI)·С(НСl) /Vбуф. ·ΔpH
Vбуф. = 100 см 3 Bк = 10 · 0,1 / 100 · (6,5 – 6,3) = 0,05 моль/дм 3
рН1 = 6,5
рН2 = 6,3
Вк = ?
Ответ: Bк = 0,05 моль/дм 3

Тестовые задания для самоконтроля

Выберите правильный вариант ответа

01. ВЫБЕРИТЕ БУФЕРНУЮ СИСТЕМУ

02. УКАЖИТЕ КАК НАЗЫВАЕТСЯ СДВИГ РЕАКЦИИ СРЕДЫ ОРГАНИЗМА В ЩЕЛОЧНУЮ СТОРОНУ

Что такое pH

Водородный показатель pH (лат. «potentia hydrogeni» — сила водорода или «pondus hydrogenii» — вес водорода) – это единица измерения активности ионов водорода в любом веществе. Термин ввел датский химик Сорен Петр Лауриц Сёренсен в 1909 году.

Для определения pH вычисляется количественное соотношение свободных ионов водорода Н+ и ионов гидроксида ОН-. Уровень pH измеряется по 14-цифровой индикаторной шкале. Если, например, в воде пониженное содержание H+, то вода будет иметь щелочную реакцию и её pH щелочная среда будет выше 7.0, а при повышенном содержании ионов Н+ она будет показывать pH кислой среды ниже 7.0.

Дистиллированная вода имеет нейтральную реакцию, pH которой равен 7.0. При растворении в ней химических веществ этот баланс меняется, что приводит к изменению значения pH. Человеческое тело имеет диапазон pH от 6.4 до 7.0.

В зависимости от уровня pH индикаторная бумага окрашивается в разные цвета.

Определение pH раствора имеет большое значение для многих химических и биохимических процессов, так как H + и OH- — это высокореактивные ионы, которые могут вызывать или ускорять химические реакции.

pH шкала вещества

В этом эксперименте вы сможете проверить различные бытовые химикаты, используя универсальный индикатор. Цель этого проекта – познакомиться с понятием pH, а также с химическими реакциями, связанными с изменением цвета.

Что нам понадобится:

  • универсальный индикатор;
  • бытовая химия.

Ход эксперимента:

  1. Ознакомьтесь с инструкцией и таблицей цветов универсального индикатора. Все тестирования выполняйте в присутствии взрослого на кухне рядом с раковиной. В случае попадания любого вещества на кожу, смойте его немедленно.
  2. Соберите жидкую бытовую химию.

Найдите на кухне:

  • Уксус.
  • Лимонный сок.
  • Газированную воду.
  • Нашатырный спирт.
  • Средство для мытья посуды

Найдите в ванной / аптечке:

  • Отбеливатель.
  • Жидкие стиральные порошки.
  • Средство для нейтрализации кислот.

Проверьте другие химические вещества. Обязательно спросите взрослого, безопасно ли конкретное химическое вещество для тестирования.

  1. Проверьте каждое из химических веществ. Следуйте инструкциям к вашему универсальному индикатору.
  2. Запишите цвет для каждого химического вещества.
  3. Какой pH показывает каждый цвет?
  4. Является ли химическое вещество кислотой или щелочью?
  5. Какова цель применения каждого тестируемого химического вещества?
  6. Как соотносится pH нейтральный, кислый или щелочной с целью применения вещества?
  7. Запишите полученные данные в таблице.
Бытовая химия Цвет универсального индикатора pH Кислота / щелочь?
Отбеливатель Фиолетовый 12 Щелочь
Уксус Красный 2 Кислота

Вывод:

Какие бывают кислые бытовые химикаты? Для чего они используются? Какие бывают щелочные бытовые химикаты? Для чего они используются?

Поскольку H + и OH очень реактивны, можно наблюдать изменение цвета, когда определенные химические вещества добавляются к кислотам и щелочам. На этом строится принцип работы универсальных индикаторов, которые представляют собой смесь химических веществ, реагирующих с ионами H + и OH- и вызывающих изменение цвета.

Читайте также:  Core_training_тренировка

Проект «Измерение pH зеленого и красного яблока»

Цель проекта – определить pH яблок разных оттенков красного и зеленого цвета, а также проверить взаимосвязь между pH яблок и их сладостью. Это даст возможность получить количественные доказательства в поддержку мифа о том, что красные яблоки слаще, чем зеленые. Проведение эксперимента может длиться от 1 до 5 дней.

Что нам понадобится:

  • яблоки светло-зеленого, темно-зеленого, светло-красного, темно-красного, желтого цвета (можно приобрести в продуктовом магазине);
  • pH-полоски (можно приобрести в компании, поставляющей химические вещества, или в местном хозяйственном магазине).

Ход эксперимента:

  1. Проект требует использования острого ножа, чтобы разрезать яблоки. Поэтому он должен проходить под наблюдением взрослого.
  2. Выберите по 2 яблока каждого из указанных цветов для проведения эксперимента.
  3. Нарежьте ломтиками каждое из 10 яблок.
  4. Поместите полоску pH-индикаторной бумаги на поверхность ломтиков. Индикаторная бумага должна прилипнуть к внутренней части яблока и поменять цвет в результате реакции с его соком. Не размещайте pH-бумагу на внешней поверхности яблока, которая является сухой и не изменит ее цвет.
  5. Запишите цвет яблока и его водородный показатель pH.
  6. Повторите эксперимент, чтобы записать pH других ломтиков того же яблока, а также pH другого яблока того же цвета.

Вывод:

Чем отличаются по вкусу красные и зеленые яблоки? Что делает вещество сладким? Как можно измерить сладость? Что такое pH и шкала pH? Какие методы существуют для определения pH? Какая индикаторная шкала помогает определить pH? Какова концентрация ионов гидроксония для:

  • кислой pH среды;
  • щелочной среды;
  • нейтральной среды?

pH вещества отображает количество ионов водорода в нем. При их повышенном количестве у вещества повышается кислотность. У вещества с кислой средой обычно сладкий вкус. Эксперимент доказывает, что чем слаще яблоко, тем его среда кислее, а pH ниже.

Проект «Измерение pH конфет»

Вам больше нравятся кислые конфеты, которые заставляют вас кривиться, или вы – поклонник сладких шоколадных конфет? В следующем эксперименте вы проверите уровень содержания водорода в ваших любимых лакомствах, чтобы определить, какие конфеты имеют самый низкий уровень pH по цветовой шкале. Не волнуйтесь! Кушать конфеты после этого все еще можно!

Что нам понадобится:

  • кислые конфеты;
  • сладкие конфеты;
  • шоколадные конфеты;
  • дистиллированная вода
  • pH-бумага;
  • цветовая шкала кислотности pH;
  • маленькая кастрюля;
  • ложка для перемешивания;
  • кухонная плита;
  • кухонный термометр;
  • кухонный шпатель;
  • термостойкие перчатки;
  • защитные очки;
  • карандаш;
  • блокнот.

Ход эксперимента:

  1. Эксперимент должен проходить под присмотром взрослого.
  2. Разложите все свои конфеты на чистой поверхности, снимите с них обертки.
  3. Сделайте простой тест на вкус. Какая конфета вам нравится больше всего?
  4. Возьмите карандаш и блокнот. Подумайте о двух основных элементах этого проекта: о конфетах и шкале pH. Помните, всё, что выше 7.0, является щелочным, а всё, что ниже – кислым.
  5. Как вы думаете, кислотность каких конфеты будет самой высокой или самой низкой по шкале pH? Запишите в блокноте свое предположение, которое еще можно назвать гипотезой.
  6. Чтобы проверить конфеты, их нужно сначала растопить. Позовите взрослого, убедитесь, что вы оба надели защитные очки и термостойкие перчатки.
  7. Начните с одного типа конфет. Бросьте пару горстей в кастрюлю.
  8. Добавьте одну или две чашки дистиллированной воды.
  9. Поставьте кастрюлю на плиту.
  10. Попросите взрослого помочь вам выбрать и установить правильную температуру нагрева плиты. Твердые конфеты следует нагревать на температуре выше среднего, а шоколадные конфеты должны нагреваться при низкой температуре.
  11. Следите за содержимым кастрюли, часто помешивая.
  12. Как только конфеты начнут плавиться, аккуратно измерьте их температуру с помощью кухонного термометра.
  13. Когда твердые конфеты достигнут температуры около 150 °С, а шоколадные конфеты – около 50 °С, вы можете попросить взрослого помочь снять кастрюлю с плиты.
  14. Быстро возьмите pH-бумагу и погрузите один ее конец в получившееся вещество.
  15. Выньте pH-бумагу и подождите.
  16. Как только на бумаге проявится цвет, сравните его со шкалой pH.
  17. Запишите результаты в блокнот.
  18. Повторите шаги 7-17 с оставшимися двумя видами конфет. Убедитесь, что вы правильно записываете результаты для каждого вида.
  19. Когда вы закончите, просмотрите записи. Подтвердилась ли ваша гипотеза об уровне кислотности разных видов конфет?

Вывод:

Эксперимент покажет, что кислые на вкус конфеты будут обладать самой кислой средой, а все остальные конфеты также будут соответствовать низкой шкале pH.

Чтобы докопаться до сути этой вкусной науки, давайте внимательнее посмотрим на то, чем является кислотность. Какой вкус является кислым? Что делает кислые конфеты таковыми? Кислотность как раз указывает на повышенный уровень кислоты. Теперь понятно, почему у кислых конфет – самый низкий уровень pH! Проверьте упаковку от кислых конфет с указанными на ней ингредиентами. Вы, скорее всего, увидите среди них несколько видов кислот.

Кислые конфеты – не единственные виды пищевых продуктов, которые показывают низкий уровень по шкале pH. А вы знали, что большинство продуктов питания относятся больше к кислым, чем к щелочным? Вот почему все конфеты, даже сладкие и шоколадные, имеют pH ниже 7.0. Как вы думаете, вы сможете найти щелочные продукты? Попробуйте поискать на своей кухне эти таинственные продукты.

Влияние температуры и концентрации вещества на pH

В этом эксперименте мы выясним, влияют ли такие факторы, как температура и концентрация, на pH раствора. С помощью лимонного сока мы протестируем кислую pH среду, а при помощи молока – щелочную pH среду.

Что нам понадобится:

  • свежевыжатый лимонный сок;
  • молоко;
  • микроволновая печь;
  • холодильник;
  • стаканы или мензурки (около 12 шт);
  • вода;
  • мерный стакан;
  • палочка для перемешивания;
  • pH-бумага;
  • термометр;
  • термостойкие перчатки;
  • цветовая и числовая pH шкала;
  • комнатный термометр.

Ход эксперимента:

  1. Налейте в стаканы одинаковое количество лимонного сока, наполнив их наполовину. Повторите то же самое с молоком.
  2. Возьмите один из стаканов с лимонным соком, добавьте в него воду, чтобы он наполнился на ¾. Размешайте.
  3. Возьмите другой стакан с лимонным соком, добавьте в него воду доверху. Размешайте.
  4. Измерьте pH жидкостей в обоих стаканах по цветовой и числовой шкале. Зафиксируйте любые изменения!
  5. Повторите вышеуказанные шаги с молоком.
  6. Поставьте стакан с лимонным соком в микроволновку, немного нагрейте ее.
  7. Осторожно достаньте стакан, надев перчатки, мокните в сок pH-бумагу и измерьте pH. Также измерьте температуру.
  8. Возьмите еще один стакан с лимонным соком, поставьте его в холодильник на 2 часа.
  9. Мокните в него pH-бумагу, измерьте pH, а также температуру.
  10. Повторите вышеуказанные шаги с молоком, отметьте любые изменения.

Вывод:

В этом эксперименте вы сможете убедиться, что чем выше концентрация вещества, тем сильнее проявляется его кислотность или щелочность. А влияние температуры вы сможете проверить самостоятельно.

Заключение

Понимание термина «водородного показателя pH» лежит в основе сохранения здоровья и развития любого организма. Причем важно следить не только за кислотно-щелочным равновесием внутри него, но и помнить, что нейтральная ph среда вокруг нас обеспечивает всему живому миру здоровье и гармоничное развитие. Ведь все мы являемся одним целым с окружающим миром!

Шкала ph по химии

Кислотно-щелочное равновесие.

Показатель pH и его влияние на качество питьевой воды.

Что такое pH?

pH («potentia hydrogeni» — сила водорода, или «pondus hydrogenii» — вес водорода) — это единица измерения активности ионов водорода в любом веществе, количественно выражающая его кислотность.

Данный термин появился в начале ХХ века в Дании. Показатель pH ввел датский химик Сорен Петр Лауриц Соренсен (1868-1939), хотя утверждения о некой «силе воды» встречаются и у его предшественников.

Активность водорода определяется как отрицательный десятичный логарифм концентрации водородных ионов, выраженной в молях на литр:

pH = -log[H+]

Для простоты и удобства при вычислениях был введен показатель pH. рН определяется количественным соотношением в воде ионов Н+ и ОН-, образующихся при диссоциации воды. Принято измерять уровень pH по 14-цифровой шкале.

Если в воде пониженное содержание свободных ионов водорода [H+] (рН больше 7) по сравнению с ионами гидроксида [ОН-], то вода будет иметь щелочную реакцию, а при повышенном содержании ионов Н+ (рН меньше 7) — кислую реакцию. В идеально чистой дистиллированной воде эти ионы будут уравновешивать друг друга.

кислая среда: [H+] > [OH-]
нейтральная среда: [H+] = [OH-]
щелочная среда: [OH-] > [H+]

Когда концентрации обоих видов ионов в растворе одинаковы, говорят, что раствор имеет нейтральную реакцию. В нейтральной воде показатель рН равен 7.

При растворении в воде различных химических веществ этот баланс изменяется, что приводит к изменению значения рН. При добавлении к воде кислоты концентрация ионов водорода увеличивается, а концентрация гидроксид-ионов соответственно уменьшается, при добавлении щелочи — наоборот, повышается содержание гидроксид-ионов, а концентрация ионов водорода падает.

рН показатель отражает степень кислотности или щелочности среды, в то время как «кислотность» и «щелочность» характеризуют количественное содержание в воде веществ, способных нейтрализовывать соответственно щелочи и кислоты. В качестве аналогии можно привести пример с температурой, которая характеризует степень нагрева вещества, но не количество тепла. Опустив руку в воду, мы можем сказать какая вода — прохладная или теплая, но при этом не сможем определить сколько в ней тепла (т.е. условно говоря, как долго эта вода будет остывать).

Читайте также:  Диетический_салат_с_куриным_филе

pH считается одним из важнейших показателей качества питьевой воды. Он показывает кислотно-щелочное равновесие и влияет на то, как будут протекать химические и биологические процессы. В зависимости от величины pH может изменяться скорость протекания химических реакций, степень коррозионной агрессивности воды, токсичность загрязняющих веществ и т.д. От кислотно-щелочного равновесия среды нашего организма напрямую зависит наше самочувствие, настроение и здоровье.

Современный человек живет в загрязненной окружающей среде. Многие приобретают и употребляют пищу, изготовленную из полуфабрикатов. Кроме этого практически каждый человек ежедневно подвергается стрессовому воздействию. Все это оказывает влияние на кислотно-щелочное равновесие среды организма, смещая его в сторону кислот. Чай, кофе, пиво, газированные напитки снижают показатель pH в организме.

Считается, что кислая среда является одной из основных причин разрушения клеток и повреждения тканей, развития заболеваний и процессов старения, росту болезнетворных организмов. В кислой среде до клеток не доходит строительный материал, разрушается мембрана.

Кислая среда провоцирует множество заболеваний, среди которых сердечно-сосудистые заболевания, артрит, остеопороз, онкологические заболевания и др, а так же способствует развитию бактерий, вирусов, грибков, гельминтов и прочих паразитов. Паразиты предпочитают кислую среду обитания, и именно в кислотной среде они проявляют себя наиболее патогенно. Кислую среду в организме создают психические и физические перегрузки, мясо, пища, прошедшая глубокую термическую и иную технологическую обработку, снижающую содержание в ней полезных веществ. Эти же источники закисления наполняют организм свободными радикалами, которые перегружают иммунную систему. Один из признаков закисления организма — некомфортная сухость во рту.

Внешне о состоянии кислотно-щелочного равновесия крови человека можно судить по цвету его конъюнктивы в уголках глаз. При оптимальном кислотно-щелочном балансе цвет конъюнктивы ярко-розовый, если же у человека повышается щелочность крови, конъюнктива приобретает темно-розовый окрас, а при повышении кислотности окрас конъюнктивы становится бледно-розовым. При чем цвет конъюнктивы изменяется уже через 80 секунд после употребления веществ, влияющих на кислотно-щелочное равновесие.

Организм регулирует рН внутренних жидкостей, поддерживая значения на определенном уровне. Кислотно-щелочной баланс организма — это определенное соотношение кислот и щелочей, способствующее его нормальному функционированию. Кислотно-щелочной баланс зависит от сохранения относительно постоянных пропорций между межклеточными и внутриклеточными водами в тканях организма. Если кислотно-щелочное равновесие жидкостей в организме не будет поддерживаться постоянно, нормальное функционирование и сохранение жизни окажутся невозможными. Поэтому важно контролировать то, что вы потребляете.

Кислотно-щелочной баланс – это наш индикатор здоровья. Чем мы «кислее», тем скорее стареем и больше болеем. Для нормальной работы всех внутренних органов уровень рН в организме должен быть щелочным, в интервале от 7 до 9.

pH внутри нашего тела не всегда одинаков — некоторые его части более щелочные, а некоторые кислотные. Организм регулирует и поддерживает гомеостаз уровня pH лишь в отдельных случаях, например pH крови. На уровень pH почек и других органов, кислотно-щелочное равновесие которых не регулируются организмом, влияют пища и напитки, которые мы употребляем.

pH крови

Уровень pH крови поддерживается организмом в диапазоне 7.35-7.45. Нормальным показателем pH крови человека считается 7,4-7,45. Даже незначительное отклонение этого показателя влияет на способность крови переносить кислород. Если pH крови повышается до 7,5, она переносит на 75% кислорода больше. При снижении показателя pH крови до 7,3 человеку уже сложно подняться с постели. При 7,29 он может впасть в кому, если показатель pH крови снизится ниже 7,1 — человек умирает.

Уровень pH крови должен поддерживаться в здоровом диапазоне, поэтому организм использует органы и ткани для поддержания его постоянства. Вследствие этого, уровень pH крови не меняется из-за употребления щелочной или кислотной воды, но ткани и органы тела, используемые для регулировки pH крови, меняют свой pH.

pH почек

На параметр pH почек оказывает влияние вода, пища, метаболические процессы в организме. Кислотная еда (например мясные продукты, молочные продукты и др.) и напитки (сладкие газированные напитки, алкогольные напитки, кофе и пр.) приводят к низкому уровню pH в почках, потому что организм выводит излишнюю кислотность через мочу. Чем ниже уровень pH мочи, тем тяжелее приходится работать почкам. Поэтому кислотная нагрузка, приходящаяся от такой еды и напитков на почки, называется потенциальной кислотно-почечной нагрузкой.

Употребление щелочной воды приносит почкам пользу — происходит повышение уровня pH мочи, снижается кислотная нагрузка на организм. Увеличение pH мочи повышает pH организма в целом и избавляет почки от кислотных токсинов.

pH желудка

В пустом желудке содержится не больше чайной ложки желудочной кислоты, выработанной в последний прием пищи. Желудок производит кислоту по мере необходимости при употреблении пищи. Желудок не выделяет кислоту, когда человек пьет воду.

Очень полезно — пить воду на пустой желудок. Показатель pH увеличивается при этом до уровня 5-6. Увеличенный pH будет иметь мягкий антацидный эффект и приведет к увеличению количества полезных пробиотиков (благотворных бактерий). Увеличение pH желудка повышает pH организма, что ведет к здоровому пищеварению и освобождает от симптомов расстройства желудка.

pH подкожного жира

Жировые ткани организма имеют кислотный pH, поскольку в них откладываются излишние кислоты. Организму приходится хранить кислоту в жировых тканях, когда она не может быть выведена или нейтрализована иными способами. Поэтому смещение pH организма в кислую сторону — это один из факторов лишнего веса.

Позитивное влияние щелочной воды на массу тела состоит в том, что щелочная вода помогает выводить из тканей излишнюю кислоту, поскольку помогает почкам работать более рационально. Это помогает контролировать вес, поскольку многократно снижается количество кислоты, которое тело должно «хранить». Щелочная вода также улучшает результаты здоровой диеты и упражнений, помогая организму справиться с излишней кислотностью, выделяемой жировыми тканями в процессе потери веса.

Кости

У костей щелочной pH, так как они в основном состоят из кальция. Их pH постоянен, но если кровь нуждается в регулировке pH, кальций забирается из костей.

Польза, приносимая щелочной водой костям, состоит в их защите, путем снижения количества кислоты, с которым организму приходится бороться. Исследования показали, что употребление щелочной воды снижает рассасывание костей — остеопороз.

pH печени

У печени слабощелочной pH, на уровень которого влияет и пища, и напитки. Сахар и алкоголь должны быть расщеплены в печени, а это приводит к излишкам кислоты.

Польза, приносимая щелочной водой печени, состоит в наличии в такой воде антиоксидантов; установлено, что щелочная вода усиливает работу двух антиоксидантов, находящихся в печени, способствующих более эффективному очищению крови.

pH организма и щелочная вода

Щелочная вода позволяет частям тела, сохраняющим pH крови, работать с большей производительностью. Повышение уровня pH в частях тела, отвечающих за поддержание pH крови, поможет этим органам оставаться здоровыми и работать оперативно.

Между приемами пищи Вы можете помочь Вашему организму нормализовать показатель pH, употребляя щелочную воду. Даже небольшое увеличение pH может оказать огромное влияние на состояние здоровья.

По данным исследований японских ученых, показатель pH питьевой воды, находящийся в диапазоне 7-8, повышает продолжительность жизни населения на 20-30%.

В зависимости от уровня рН воды можно условно разделить на несколько групп:

• сильнокислые воды 9.5

Обычно уровень рН питьевой водопроводной воды находится в пределах, при которых он непосредственно не влияет на потребительские качества воды. В речных водах pH обычно находится в пределах 6.5-8.5, в атмосферных осадках 4.6-6.1, в болотах 5.5-6.0, в морских водах 7.9-8.3.

ВОЗ не предлагает какой-либо рекомендуемой по медицинским показателям величины для рН. Известно, что при низком рН вода обладает высокой коррозионной активностью, а при высоких уровнях (рН>11) вода приобретает характерную мылкость, неприятный запах, способна вызывать раздражение глаз и кожи. Именно поэтому для питьевой и хозяйственно-бытовой воды оптимальным считается уровень рН в диапазоне от 6 до 9.

Примеры значений pH

Вещество

pH

Электролит в свинцовых аккумуляторах

Интересно знать: Немецкий биохимик ОТТО ВАРБУРГ, удостоенный в 1931 Нобелевской премии по физиологии и медицине доказал, что недостаток кислорода (кислая среда pH

Для сохранения и поддержания здоровья нам необходима правильная щелочная вода (рН=7.5 и выше). Это позволит лучше сохранять кислотно-щелочное равновесие жидкостей организма, так как основные жизненные среды имеют слабощелочную реакцию.

Уже при нейтральной биологической среде организм может обладать удивительной способностью к самоисцелению.

Не знаете где можно взять правильную воду ? Я подскажу!

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.

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

Ссылка на основную публикацию
Широкие_плечи_у_мужчин_упражнения
Как сделать плечи шире в домашних условиях Ширина плеч определяется количеством мышечной массы. Комплекс упражнений для тренировки плеч дома направлен...
Чтобы_спина_была_прямая
Правильная осанка: от А до Я Мне всегда хочется держать спину ровной, но часто ловлю себя на том, что сутулюсь....
Чувак_из_игры_престолов
Самые красивые мужчины «Игры престолов» Продолжая цикл статей о легендарном американском сериале «Игры Престолов», снятом на основе романов Джорджа Мартина...
Широкие_попы_девушек
4 типа женских поп: Как тренировать именно твою?) Мы уже рассказывали вам о типах фигур и предпочтительных тренировках для каждого...
Adblock detector