Що таке pH та навіщо його вимірюють

Світовий маркетинг досить часто використовує показник pH на продуктах побутової хімії, косметиці, харчових продуктах як щось позитивне і корисне для людини. В цьому огляді ми вирішили розібратися з цим значенням і конкретно відповісти на питання, що таке pH, чим вимірюється, на що впливає. Отже, починаємо.

Водневий (pH-фактор) – це значення активності іонів водню в розчині, що виражає його кислотність в кількісному еквіваленті. Оптимальне значення кислотності дуже умовне, тому ще для різних середовищ показник відрізняється. Наприклад більшість рослин воліють слабокислу середу зростання. Ідеальним для флори вважається показник кислотності ґрунту 5.5-6.5 pH. Якщо цей показник нижчий, рослини втрачають можливість поглинати корисні для зростання компоненти. Тому одразу домовимося, що «добрий» чи «поганий» рівень pH – це суб’єктивне поняття.

При звичайних умовах значення pH знаходиться в діапазоні 0-14 одиниць. У чистій воді, при нейтральному значенні pH, концентрація позитивних іонів ідентична концентрації негативних іонів та складає 1х10-7 моль на літр. Максимальне значення дорівнює 14. Але іноді кислотність може виходити за рамки 14 одиниць.

Можна сказати, що pH це показник який допомагає виявити кількість іонів водню в речовині, щоби відповісти, який саме склад їй притаманний – лужний чи кислотний.

Шкалу потенціалу іонів водню створив датський біохімік Сорен Петер Лауриц в далекому 1901 році, проводячи дослідження амінокислот, ферментів та білків. Так як концентрація водню впливала на ферментацію, було необхідно створити спосіб її обчислення. Сорен створив шкалу від 1 до 14, де значення від 1 до 6 означає що середа більш кисла, а рівень від 8 до 14 сигналізує про лужну природу речовини.

Рівень pH у повсякденному житті

Сучасні люди вживають багато хімічних продуктів, тому визначення pH набуває дуже важливого значення в медичних цілях. Відомим є той факт, що рівень pH шлунку змінюється в діапазоні від 1 до 4. Показники високі, але так і повинно бути, тому що кислота необхідна людині для перетравлювання їжі. Одні продукти провокують виробітку більшої концентрації кислоти, інші навпаки, пригнічують цей процес. Постійний надлишок кислоти може призвести до утворення виразки та інших хвороб.

Підвищений рівень pH спричиняє руйнування зубної емалі. Одразу після чищення рівень вмісту іонів водню становить 7 – це нейтральний показник, який не шкодить зубам. Згодом кислотність змінюється на 5-5,5 одиниць. В роті з’являється кислий присмак. Порушується кислотно-лужний баланс про який так багато розповідали в рекламі однієї відомої жувальної гумки.

Кислотність ґрунту: методи, особливості

Найточнішим прибором для вимірювання кислотності ґрунту є pH-метр. Цей рівень обумовлений:

• історичним типом рослинності;
• кліматом;
• вихідним матеріалом;
• віком ґрунту.

Який вплив має рівень кислотності на господарські рослини? Насамперед забезпечує доступність поживних речовин, мікроелементів, фосфору. Якщо ґрунти кислі, врожайність знижується, азотфіксуючі бактерії затримуються в рості, гербіциди уповільнюють розпад. До того ж алюміній перетворюються на токсин, що вкрай негативно впливає на фізіологічні процеси в частині розвитку кореневої системи.

Ми розповіли про кислотність грунту , але і висока лужність теж шкідлива для рослин. Знижується врожайність, зростає ризик отримання опіків від довгострокового контакту коренів з сечовиною. Тому якщо ваша сфера сільське господарство, обов’язково придбайте pH-метр.

Всі методи визначення рівня кислотності речовин

Для визначення кислотності впроваджені кілька методів. Концентрацію водню можна оцінювати індикаторами, вимірювати pH-метром, або визначати за допомогою аналітики.

Індикатори кислотно-основні

Підходять для приблизного оцінювання кількості іонів водню. В якості індикаторів використовують барвники, колір яких змінюється в залежності від середовища. Найпоширенішими є:

Відомі всім зі школи смужки для визначення pH мають в складі лакмус, який змінює колір в інтервалі 1-2 одиниці.

Універсальні

З метою розширення діапазону вимірювання звертаються до універсальних засобів. Технічно, це об’єднання декількох індикаторів. Такі індикатори послідовно змінюють колір з початку на жовтий, потім червоний, а далі на зелений і синій. Останній відтінок – фіолетовий.

Розчинами універсальних індикаторів просочують паперові смужки, за допомогою яких рівень кислотності визначається до десятих частин рН.

рН-метр

Спеціальний прилад, який дозволяє вимірювати рівень водню в будь-якому середовищі з мінімальною похибкою і чутливістю на рівні 0,01 одиниці. За допомогою приладу зручно проводити аналіз води , непрозорих розчинів.

Аналітичний метод (об’ємний)

Цей метод також дозволяє отримувати точні результати. Працює це так. До розчину, що досліджується додається декілька крапель концентрованого титранта. При поєднанні компонентів запускається хімічна реакція. В процесі реакції досягається пік еквівалентності – момент, коли титранта досить для завершення реакції. Цей момент фіксує індикатор. Знаючи концентрацію та обсяг титранту, який був доданий, вираховується кислотність середи.

Вплив температур на кислотність

Показник кислотності змінюється в достатньо широкому діапазоні, якщо наявні температурні коливання. Наприклад 0,001 молярний розчин NaOH при температурі 20°C має кислотність pH=11,73, а вже при нагріві до 30°C цей показник змінюється на pH=10,83. Температурний вплив обумовлений різною дисоціацією іонів водню.

В завершенні нашого огляду, зробимо акцент на тому, що рівень кислотності сьогодні вимірюється не тільки в ґрунті, воді чи шлунку. Аналізу піддаються і такі середовища, як: сеча, кров, шкіра, оцет, молоко, слина.

Мати можливість вимірювати показник водню в медицині, харчовій галузі, виробництві кормів та добрива для сільськогосподарських рослин – це нормальна практика, перехід на яку не обійдеться в великі кошти.

Як виміряти рівень Ph води?

Стаття написана Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Пізнавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою.

Знання про хімічні та інші властивості водних розчинів і води дуже важливі не тільки в людській господарській діяльності, їх необхідно знати в справі охорони здоров’я, а також екології, для наукових і лабораторних досліджень та в інших ситуаціях.

Що означає Ph?

Водні розчини досліджують в різних аспектах і на різні властивості, одним з них є вимір Ph. Під Ph прийнято розуміти переважання кислотної або лужної характеристики води. Якщо розглядати визначення цієї характеристики з наукової точки зору, то тут вона означає величину активності водневих іонів в розчині.

Чим вимірюється Ph?

У чому вимірюється рівень рһ? Його вимірюють у відповідних одиницях, які носять таку ж назву, як і сама характеристика. При цьому для води існують такі граничні параметри Ph:

• при значенні менше 7 у води спостерігаються кислотні характеристики, чим менше від значення 7 отримане значення, тим більше кислотною буде вода;
• близьке або рівне 7 значення вказує на те, що вода має нейтральні характеристики;
• при значенні більше 7 у води проявляються лужні властивості, тут їх прийнято називати «основами» або «основними».

Як визначити Ph? Тут потрібен спеціальний прилад, призначений спеціально для визначення величини цього показника у воді або водному розчині.

Вимірювання за допомогою ph-метра

Строго кажучи, існують різні методики визначення Ph води. Тут застосовуються спеціальні тест смужки, які фарбуються у відповідний колір в залежності від рівня кислотності або основи. Є розчинні таблетки, що фарбують зразок водного розчину в такий колір, який відповідає параметрам за цим показником. Таблетки часто застосовують при визначенні складу води в басейнах. Однак дані методики є досить неточними. Щоб з високою точністю отримати результат, і побачити його в числовому значенні, застосовується спеціальний прилад, який носить назву Ph-метр.

Якщо вибирати, чим вимірювати Ph води, то краще скористатися відповідним приладом. Ці пристрої можуть мати і додаткові функції, наприклад, вимірювання температури, а при наявності відповідних датчиків, вимірювати ОВП води (окислювально-відновний потенціал), а також інші параметри.

Самі по собі Ph-метри можуть мати професійне і побутове виконання. Їх використовують на виробництвах, в централізованому водопостачанні, з метою контролю екології, для визначення характеристик води в акваріумах і басейнах і т. д.

Як працює ph-метр?

Давайте розглянемо, як працює даний пристрій? В основі Ph-метра лежить датчик, який складається з двох електродів, вони носять назву:

• вимірювальний, який виготовляється зі скла;
• допоміжний, що виготовляється з хлорсрібла.

Їх поміщають у водний розчин, а далі система поводиться на зразок вольтметра, тобто вимірюється електрорушійна сила. Значення цієї сили буде точною величиною, що характеризує Ph властивості води. При цьому стеля значень обмежується цифрою 14, що є межею для скляного електрода. Значення ЕРС (електрорушійної сили) контролером приладу переводиться в значення вимірювання кислотності води або водного розчину, а результат відображається на дисплеї. Щоб значення кислотності було точно визначено, необхідно щоб температура водного розчину і електродів були однаковими.

Залежно від завдання і застосування, Ph-метри можуть мати різну точність, встановлюватися стаціонарно або мати портативне виконання. Найчастіше застосовуються переносні пристрої. Також часто зустрічаються мультизадачні моделі, в них застосовуються змінні виносні датчики. Залежно від типу вимірювання, такі датчики і використовуються. Тут вимірювання Ph буде однією з можливих функцій приладу.

Как повысить pH питьевой воды?

Для сохранения качества продуктов питания и напитков необходимо контролировать их окислительно-восстановительный потенциал, а также уровень кислотности измеряемый в pH (14-балльная система). При этом ph питьевой воды равен 6,5-7, то есть нейтрален. Если повысить уровень pH, вода приобретает особые свойства, становясь не просто жидкостью для поддержания жизни, но помощником в противостоянии болезням и старению. Как повысить ph питьевой воды? Есть несколько способов это сделать. Рассмотрим их подробно.

Показатели рh питьевой воды

Прежде чем повышать показатель ph питьевой воды, необходимо определить, какой уровень кислотности она уже имеет. Для этого есть приборы и простые тестеры. Понять кислая вода или же щелочная в принципе, можно и другим способом. Так, например, щелочная более жесткая, а кислая вода наоборот очень мягкая.

Можно купить в хозмаге специальные лакмусовые полоски и опустить их в стакан с водопроводной водой. Потом сравнить полученный цвет со шкалой, что на упаковке с полосками. Это, конечно, приблизительные данные, но они позволять узнать, вода какого качества течет в ваших водопроводных трубах. Более точные сведения выдаст только ph-метр, похожий на электронный градусник с жк-дисплеем.

Если у питьевой воды повышенная кислотность – это вредит здоровью, как вашему, так и ваших близких, а также домашних питомцев. Нейтрально кислая вода или умеренно щелочная полезна, поскольку легче усваивается организмом и помогает:

• улучшить иммунитет, а значит, реже болеть ОРЗ и другими сезонными заболеваниями;
• нормализовать пищеварение и более эффективно использовать полученные калории (помогает, если решили избавиться от лишнего веса);
• улучшить обмен веществ, так как щелочная среда легче проникает через клетки мембран, лучше взаимодействует с эритроцитами в крови и органами, отвечающими за выработку гормонов;
• повысить эффективность лекарственных препаратов;
• снизить уровень окислительных процессов, вызванных деятельностью свободных радикалов (это так называемый активный кислород, окисляющий ткани)

Самый доступный способ повышения уровня pH питьевой воды (делающий ее чуть более щелочной) – это всего-навсего обычное кипячение. У только что кипевшей воды он 8.4 pH. Остывая, вода сохраняет какое-то время слабо щелочную среду на уровне 7.9 единиц. Можно также просто добавить пищевую соду в стакан воды.

Если воду использовать в приготовлении пищи, ее кислотность повышается, а уровень pH при этом снижается. Заварили, например, чай и pH воды снизился до 6.4. Приготовили черный кофе – до 5.26.

Для понижения кислотности можно пропустить воду через фильтры с минеральными веществами. Обогащенная магнием, а также калием и натрием, вода повышает щелочные свойства. Фильтры обратного осмоса убирают растворенные в воде минералы, и она становится более кислой, а уровень ph питьевой воды в этом случае снизится.

Ионизаторы воды для дома и семьи

pH можно изменять путем электролиза воды. Полярные электроды опускаются в емкость с водой, на них подается электроэнергия. В результате молекула воды расщепляется на свободный кислород и водород, а также на ионы водорода. В процессе положительно заряженные и заряженные отрицательно (гидроксилы) концентрируются вокруг электрода с противоположным для них зарядом. В итоге вы получаете кислую воду, насыщенную ионами водорода с положительным зарядом и щелочную с отрицательно заряженными ионами.

В конце прошлого века вода щелочная, полученная таким способом, получила название живой, а кислая – мертвой. Оба вида воды полезны. Но щелочную обычно принимают внутрь, а кислую используют как обеззараживающее и дезинфицирующее средство.

Сегодня рынок предлагает самые различные устройства домашнего электролиза воды с целью придания ей особых свойств. Регулярно используя такую воду, вы повышаете сопротивляемость болезням, быстрее залечиваете раны, избавляете свой дом от болезнетворных бактерий и вирусов.

В нашем каталоге можно найти самые новые разработки для электролиза и ионизации жидкости: подключаемые непосредственно к водопроводу, оснащенные емкостью-накопителем, компактные и даже карманные. Кроме самого процесса электролиза приборы хорошо фильтруют и обеззараживают воду для питья, чтобы сделать ее безопасной и полезной.

Устройства домашнего электролиза и водоподготовки улучшают качество жизни вам и вашим близким.