Расчет [H+], [OH-], pH, pOH в растворах сильных и слабых кислот и оснований с примерами решения

Хотите быть здоровыми - держите равновесие

Скажите, кто из нас, потребляя ароматный кусок поджаренного мяса или свежую котлету, задумывался над тем, а хватит ли в организме кислоты и щелочи это все переработать? Кислотно-щелочной баланс, как выяснили в нашем веке ученые, и есть главное, от чего зависит, насколько человек будет здоров, бодр и весел. На упаковке почти любого продукта питания Вы можете найти информацию о том, сколько в нем содержится белков, жиров и углеводов и какова энергетическая ценность 100 г этой пищи.

Американские ученые в начале 21 века сделали подлинное открытие, когда выявили, что у любого продукта есть еще один фундаментальный показатель, который имеет критическое значение для нашего здоровья – это кислотная нагрузка пищи. Она складывается из соотношения в пище компонентов, которые в ходе метаболизма образуют либо кислоту, либо щелочь.

Кислотная нагрузка (КН) измеряется по принципу кислота минус щелочь.

Когда в пище преобладают компоненты, образующие серную кислоту (серосодержащие аминокислоты в белках) или органические кислоты (жиры, углеводы), то КН имеет положительную величину.

Если в пище больше компонентов, образующих щелочь (органические соли магния, кальция, калия), то КН представляет собой отрицательную величину.

На основе компьютерного анализа этими учеными была составлена таблица кислотной нагрузки основных продуктов питания.

Кислотная нагрузка основных продуктов питания (в миллиэквивалентах на 240 килокалорий)

Кислые продукты

Нейтральные продукты

Щелочные продукты

Мясо = 67,9

Бобовые- = -0,8

Листовая зелень= -59,1

Зерновые = 13,8

Орехи= 0,1

Овощи= -46,5

Сыр = 4,2

 

Коренья= -26,4

Молоко и йогурт = 2,8

 

Клубни= -10,6

Яйца = 2,5

 

Фрукты= -5,8

Источник: Американский журнал клинического питания. 2002,76(6) 1308-1316

pH, или показатель кислотно-щелочного равновесия

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.

Повышение концентрации положительных ионов водорода (Н+) в любой из жидких сред организма вызывает смещение значений рН в сторону нуля и носит название кислотного сдвига.

Повышение концентрации гидроксильных ионов ОН вызывает смещение значений рН в сторону значения 14 и носит название щелочного сдвига.

рН артериальной крови= 7,35-7,45 рН венозной крови=7,26-7,36 рН лимфы= 7,35-7,4 рН межклеточной жидкости=7,26-7,38 рН внутрисуставной жидкости=7,3

Неправильное питание – причина хронического закисления организма

Питание современного человека характеризуется дисбалансом ионов водорода и бикарбоната, что вызывает пожизненный, слабовыраженный болезнетворно (патогенно) существующий системный метаболический ацидоз (закисление).

По данным антропологов рацион древнего человека состоял на 1/3 из нежирного мяса и на 2/3 из растительной пищи. В этих условиях питание носило исключительно щелочной характер.

Кислотная нагрузка пищи древнего человека составляла в среднем минус 78.

Ситуация принципиально изменилась с возникновением аграрной цивилизации, когда человек стал употреблять в пищу много зерновых культур, молочные продукты и жирное мясо одомашненных животных.

Но особенно драматические сдвиги в питании произошли в конце 20 века, когда рацион заполнили промышленно обработанные кислые продукты питания.

Эти изменения в составе диеты были названы факторами риска в патогенезе болезней цивилизации: атеросклероза, гипертонии, остеопороза, диабета 2 типа.

Кислотная нагрузка пищи современного человека составляет плюс 48.

Диета современного человека богата насыщенными жирами, простыми сахарами, поваренной солью и бедна клетчаткой, магнием и калием. В ней доминируют рафинированные и обработанные продукты, сахар, мучные изделия, множество полуфабрикатов.

Что представляет собой пища современного человека? Это пицца, чипсы, глазированные сырки, новоявленные чудо-молочные продукты, кондитерские изделия, прохладительные сладкие напитки. Эта пища имеет кислые валентности. Организм постоянно стремится уравновесить это соотношение, поддерживая строго определенный уровень рН. Этот параметр оказывает существенное влияние на все биохимические процессы в организме.

Чем же опасно закисление организма?

Снижение рН в организме приводит к снижению иммунитета и появлению более чем 200 заболеваний, включая дальнозоркость и катаракту, хондрозы, желчнокаменную, почечнокаменную болезни, онкологию. Если у одного человека проявляется несколько заболеваний одновременно, налицо явное падение рН крови. Естественно, что восстановлении рН до нормы, является необходимым условием лечения этих состояний.

При снижении рН, т.е. при повышении кислотности, отмечается:

  • нарушение иммунной реакции, быстро размножаются вирусы, бактерии, грибы. Еще в 1932 году Отто Варбург получил Нобелевскую премию по химии за определение условий жизни злокачественных опухолей. Клетки опухолей (а также бактерии и патогенные микроорганизмы) великолепно размножаются при закислении крови, т.е. при падении рН ниже 7,2-7,3 единиц. При нормализации рН опухоли вначале прекращали рост, а затем рассасывались! Если рН крови в норме, чужеродные бактерии и микроорганизмы не имеют условий для размножения.
  • в жертву приносится скелет, так как в целях ощелачивания магний и кальций вымываются из костей, что приводит к развитию остеопороза.
  • в ответ на закисление организм выбрасывает в кровоток избыточное каличество кальция. Этот избыток организм стремится удалить, но откладывает его, к сожалению, не обратно в кости, а на поверхность костей и суставов, а также в почках, желчном пузыре. Начинается помутнение хрусталика, ускоряется развитие катаракты и т. д.
  • плохо усваиваются витамины и микроэлементы.
  • возникают заболевания сосудов, сердца, суставов, крови.
  • хроническое закисление также может вызывать гипофункцию щитовидной железы, головные боли, тревожность, бессонницу, отеки.
  • возникают хроническая слабость и боли в мышцах.
  • кислая реакция слюны разрушает зубы.

Хотите быть здоровыми - держите равновесие Для регулировки уровня кислотно-щелочного баланса, или pH

Один из главных показателей химического состава воды – pH в бассейне, что это все помнят из школьной программы. Это показатель количества свободных ионов водорода, содержащихся в воде, характеризующий кислотно-щелочной баланс жидкости. Давайте разберемся как нормализовать этот показатель и на что влияет уровень pH в бассейне.

Зачем знать уровень кислотно-щелочного баланса

Обслуживание бассейнов с целью дезинфекции в основном проводится с помощью хлорсодержащих препаратов. Их эффективность напрямую зависит от уровня рН. Также этот показатель влияет на химические, биологические процессы в воде и комфортное купание в искусственном водоеме.

Почему падает pH в бассейне

Снижение значения показателя ниже 7 говорит о том, что вода стала кислотной. Такая среда оказывает агрессивное воздействие на оборудование и купающихся:

  • вызывает кислотную коррозию оборудования;
  • приводит к разрушению облицовки чаши;
  • снижается эффективность химии для бассейна на основе хлора;
  • у посетителей наблюдается жжение глаз, повышенная сухость кожи, раздражение после купания.

Преобладание кислоты над щелочью происходит из-за неправильно подобранной химии, а также из-за неверного расчета необходимого количества дезинфектантов и щелочных реагентов. Визуально это проявится в изменении цвета воды: он станет зеленым, а приборы покроются ржавчиной.

Почему растет pH в бассейне

Если показатель рН выше отметки 7,5 единиц, то можно говорить о высокой щелочности воды. Она повышается по нескольким причинам:

  • при строительстве спортивных бассейнов установили фильтр для повышения рН, он рассчитан на применение в кислых средах, а используется для жидкости с нормальными показателями;
  • из-за большого количества купающихся;
  • неправильно применяются средства для нормализации кислотно-щелочного баланса.

Повышенный рН приводит к:

  • кальциевым отложениям на оборудовании и трубах;
  • ускорению биологических процессов и роста микроорганизмов;
  • ухудшению состояния кожи и слизистых пловцов;
  • снижению результативности химии для бассейна, что влечет увеличенный расход препаратов и дополнительные расходы.

Жидкость с высоким содержанием щелочи становится мутной, «мыльной», хлорсодержащие средства и активный кислород выпадают в осадок в виде хлопьев.

Какой pH должен быть в бассейне

Оптимальным показателем для эффективной дезинфекции, коррекции водной среды, а также для комфортного купания, считают норму рН равную от 7,0 до 7,8 единиц. Такой баланс кислоты и щелочи гарантирует естественное протекание биологических и химических процессов. Уровень агрессивности и токсичности находится в пределах нормы. Поддержание равновесия:

  • снизит скорость коррозии оборудования, следовательно, оно прослужит более длительный срок;
  • исключит накипь;
  • избавит плавающих от раздражения слизистой, в такой воде можно плавать даже с открытыми глазами.

Позволит эффективно применять дезинфицирующие и корректирующие препараты, разумно расходуя бюджет на обслуживание.

Помните, что хлор, вступая в реакцию с органикой, содержащейся в воде, образует побочные продукты дезинфекции. Эти соединения относятся к канцерогенам, могут вызвать отрицательные реакции кожи и слизистой, способствовать развитию астматических заболеваний. Поэтому важно контролировать показатели состояния качества воды.

Как измерить уровень pH в бассейне

Для определения показателя кислотно-щелочного баланса в искусственных водоемах используют три метода.

Лакмусовая бумага

Полоски тестеры применять очень просто. Нужно опустить край бумаги в воду и подержать несколько секунд. Затем сравнить полученный цвет на лакмусе с таблицей показателей. Обычно она приводится на упаковке. 

Достоинства метода:

  • можно найти в любом магазине по продаже химии и оборудования для бассейнов;
  • простые в использование, не требуют специальных навыков;
  • доступная стоимость.

Главный недостаток тест-полоски – неточность измерений. Такое метод позволяет определить показатель с точностью только до 1.

pH-метр

Выяснить уровень pH при помощи электронного прибора можно в три этапа:

  • сделать забор воды – достаточно 25-30 мл;
  • датчик промыть дистиллированной водой;
  • поместить устройство в колбу.

Через несколько секунд информация о состоянии качества воды выводится на экран. Такой способ максимально точный, результат выдается быстро. Точность показаний до 0,1 единицы позволяет проводить сравнительный анализ и выявлять негативные тенденции в качестве жидкости в бассейне.

Такой метод требует минимальных навыков работы с лабораторным оборудованием. Также нужно постоянно проводить калибровку pH-метра с применением растворов со стандартным уровнем кислотно-щелочного баланса, иначе результаты потеряют точность.

Таблетки

Сухой препарат, спрессованный в небольшие таблетки, при взаимодействии с водой окрашивает ее в определенный цвет. Для проведения анализа, делают забор и наливают жидкость в колбу, которая идет в наборе. На ней указана шкала оттенков для сравнения. Они просты в использовании, стоят недорого. Хоть тест и наглядный, но точных результатов не дает.

Как понизить pH в бассейне

Для нормализации кислотности в резервуаре используют препараты pH-минус. Их выпускают в порошкообразном, гранулированном и жидком виде. Средства направлены на снижение карбонатной жесткости воды, содержания СО2 и концентрацию щелочей. Основное составляющее вещество – бисульфат натрия.

Препараты нужно использовать в соответствии с таблицей дозировок в зависимости от объема искусственного водоема и показателя рН. Порошок и гранулы засыпают в скиммер, или разводят в небольшом количестве воды. Такой раствор добавляют непосредственно в чашу или в распределительный бак помпы. Также применяют жидкие средства. 

Работая с препаратами нужно соблюдать меры безопасности, надеть защитную одежду, перчатки, очки. Не вдыхать пары. Если средство попало на кожу или слизистую, обильно промыть под проточной водой. В случае попадания препарата в организм – немедленно обращайтесь к врачу.

Как повысить pH воды в бассейне

Для снижения щелочности применяют препараты pH-плюс, в состав которых входит карбонат натрия. Выпускается в виде порошка и жидкости. 

Вы провели тест и выяснили, что показатель pH воды в бассейне низкий – что делать? Если применяете порошок, тогда разведите его в небольшом количестве воды и добавьте в чашу. Смесь выливайте перед соплом возврата отфильтрованной воды. Если установлен распределительный бак, тогда разведите порошок в нем.

Важно! Такие препараты нужно разводить только в холодной воде. Не нужно брать подогретую воду для ускорения растворения порошка.

Строго соблюдайте дозировку и меры предосторожности работы с химикатами. 

Заключение

Теперь вы знаете, что такое pH воды в бассейне, как его измерить и нормализовать. От кислотно-щелочного баланса воды зависит комфорт плавающих, исправное функционирование оборудования. Поддержание нормы избавит вас от неприятного помутнения или зелени в бассейне, исключит коррозию и отложения накипи. 

Если вы не знаете, как правильно регулировать состояние воды, специалисты компании «СБ Веллнесс» помогут. Мы можем проводить регулярный анализ качества и поддерживать показатели в норме.

Получите помощь специалиста Посетите конструктор Приступить

Политика конфендициальности

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Sapiente, magni iure sit? Saepe dolor, cumque recusandae laboriosam obcaecati voluptatibus explicabo! Dicta iste consequuntur voluptatem quis minima tempora. Voluptates, commodi, dolore.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Sapiente, magni iure sit? Saepe dolor, cumque recusandae laboriosam obcaecati voluptatibus explicabo! Dicta iste consequuntur voluptatem quis minima tempora. Voluptates, commodi, dolore.contract

Договор оферты

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Sapiente, magni iure sit? Saepe dolor, cumque recusandae laboriosam obcaecati voluptatibus explicabo! Dicta iste consequuntur voluptatem quis minima tempora. Voluptates, commodi, dolore.

Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipisicing elit. Sapiente, magni iure sit? Saepe dolor, cumque recusandae laboriosam obcaecati voluptatibus explicabo! Dicta iste consequuntur voluptatem quis minima tempora. Voluptates, commodi, dolore.

Ваша корзина пуста

Ознакомьтесь с нашим ассортиментом Каталог оборудования

Заказать звонок

Выбрать вариант

1 2 3

Быстрый заказ

Выберите ваш город

Москва Санкт-Петербург Другой город

Отображение валюты

Рубль Евро

Выберите ваш город

Москва Санкт-Петербург Другой город

Отображение валюты

–>

Что такое pН воды и почему важно его знать

Что такое pН воды и почему важно его знать

Уровень активности ионов водорода в воде является одним из важнейших факторов, влияющих на оценку качества жидкости. Именно от данного критерия зависит уровень кислотно-щелочного баланса и направленность биохимических реакций, которые будут происходить в организме после употребления этой жидкости. В данной статье мы подробнее остановимся на вопросе, что такое pН воды, каким образом его определяют, а также же как повысить или понизить pН воды.

Из этой статьи вы узнаете:

  • Что такое pН воды

  • Какова норма pН воды

  • Чем грозит низкий уровень pH воды

  • Как измерить pН воды

Что такое pН воды

Показатель pH является единицей активности иона водорода, которая равна обратному логарифму активности водородных ионов. Так, например, вода, pH которой составляет 7, обладает 10–7 моль на один литр ионов водорода. Следовательно, жидкость с pH равном 6 – 10–6 моль на один литр. Шкала показателей pH при этом варьирует в диапазоне от 0 до 14. Если pH воды менее 7, то она является кислой, а если более 7 – тогда щелочной. Норма pH для поверхностных водных систем составляет 6,5–8,5, для подземных – 6–8,5.

Показатель pH воды равняется 7 при 25 °С, но при взаимодействии с диоксидом углерода в атмосфере данное значение будет составлять 5,2. Уровень pH тесно связан с атмосферным газом и температурой, поэтому воду следует проверить в самые короткие сроки. pH воды не сможет дать полной характеристики и повода для ограничения подачи воды.

Когда в воде растворяются различные химические вещества, то данный баланс подлежит изменению, что, в свою очередь, провоцирует изменение показателя pH. Если в воду добавить кислоту, концентрация ионов водорода возрастает, и концентрация гидроксид-ионов, в свою очередь, понижается. Если в жидкость добавить щелочь, тогда концентрация гидроксид-ионов возрастает, а содержание ионов водорода понижается.

Статьи, рекомендуемые к прочтению:

  • Виды фильтров для воды и их характеристики

  • Как установить фильтр для воды – полезные советы

  • Как пить воду правильно: практические рекомендации

Уровень pН воды показывает уровень кислотности или щелочности среды, а кислотность и щелочность характеризуется количественным содержанием в воде элементов, нейтрализующих щелочь и кислоту. Так, например, температура отражает уровень нагрева вещества, но не количественный показатель тепла. Если мы коснемся воды рукой, то мы определим, теплая она или холодная, но мы не сможем сказать, какое количество тепла в ней содержится (другими словами, сколько потребуется времени для того, чтобы вода остыла).

Показатель pH – один из основных качественных характеристик воды. Он отражает кислотно-щелочной баланс и определяет, каким образом будут происходить те или иные биологические и химические процессы. Величиной pH воды определяется скорость протекания той или иной химической реакции, уровень коррозионной агрессивности жидкости, степень токсичности загрязняющего вещества и многие другие факторы. Более того, кислотно-щелочной баланс среды организма определяет наше состояние здоровья, настроение и самочувствие.

Различают следующие группы воды, в зависимости от показателя pH:

 Тип воды

 Величина рН 

 Сильнокислые воды

 <3 </p>

 Кислые воды

 3–5

 Слабокислые воды

 5–6,5

 Нейтральные воды

 6,5–7,5

 Слабощелочные воды

 7,5–8,5

 Щелочные воды

 8,5–9,5

 Сильнощелочные воды    

 >9,5

Контролировать уровень pН воды необходимо на каждом этапе очистки жидкости, поскольку смещение баланса может негативно отразиться на вкусовых качествах, запахе и оттенке воды, а также снизить эффективность ее очистки.

Читайте материал по теме: Безопасность питьевой воды

Каков нормальный pН воды

Из-за стремительного темпа современной жизни, неправильного питания, нарушения пищевого и питьевого режимов уровень pН в организме человека падает. Так, кислотно-щелочной баланс смещается в сторону повышенной кислотности (pН до значения 7 подразумевает кислую среду, и до 14 – щелочную, соответственно, чем ниже данный уровень, тем выше кислотность), что может привести к серьезным заболеваниям. Решать эту проблему можно с помощью ежедневного употребления минеральной воды с оптимальным уровнем активности ионов водорода. Именно поэтому важно знать, какая величина pН является нормой для воды, которую вы регулярно употребляете в пищу.

Итак, какой должен быть pН воды? Профессионалы утверждают, что эта величина должна ориентировочно соответствовать нормальному показателю pН крови человека (7,5). Именно поэтому для питьевой воды норму pН рассчитывают от 7 до 7,5. Благодаря чистой питьевой воде с нормальным показателем активности ионов водорода улучшаются обменные процессы в организме, увеличивается общая продолжительность жизни и оптимизируется обмен кислорода. И наоборот, из-за сладких, газированных и содержащих красители напитков уменьшается pН человеческой крови, что можно сразу заметить по неприятной сухости во рту.

Поэтому лучше всего отдавать предпочтение воде с «правильным» показателем pН. Вы всегда сможете найти эту информацию на этикетке любой бутылки. Никакой фильтр с наполнителями и абсорбентами не сможет заменить настоящую природную воду с оптимальным уровнем pН. Некоторые пытаются понизить кислотность воды pН и придать жидкости полезные свойства, добавляя лимонный или огуречный сок, тем не менее это далеко не всегда оказывает должный эффект. Еще один известный способ изменения pН воды – это электролиз, который позволяет получить в двух емкостях щелочную и кислую воду. Щелочная вода с высоким pН считается «живой», ее используют для лечения, а кислая – «мертвой», которую чаще всего используют для умывания.

Тем не менее такие способы не подойдут для ежедневного использования. В этой ситуации остается только одно рациональное решение – отдать предпочтение слабоминеральной природной воде с необходимым для здоровья уровнем кислотности.

Читайте материал по теме: Можно ли пить воду из-под крана

Измерение pН воды

Не стоит забывать о том, что человеческий организм на целых 70 % состоит из воды! Продукты обмена веществ в клетках представляют собой кислоты, в то время как основная масса внутренних жидкостей организма, за исключением желудочной кислоты, слабощелочные. Особое значение при этом имеют показатели крови. Организм человека нормально функционирует, если его кровь слабощелочная, и величина ее pН составляет от 7,35 до 7,45.

В том случае, когда в кровь и межклеточную жидкость попадает большое количество кислот, происходит нарушение кислотно-щелочного баланса. Даже небольшое отклонение уровня pН от данных показателей (от 7,35 до 7,45) может привести к серьезному нарушению здоровья. Если продолжается процесс повышения кислотности крови и дальнейшее понижение значения pН до 6,95, то наступает кома и возникает настоящий риск для жизни человека! Именно по этой причине необходимо отслеживать величину pН питьевой воды, которая является одной из важнейших показателей ее качества!

  • Лакмусовая бумага.

Уровень pН воды вы сможете определить самостоятельно, в домашних условиях. В качестве прибора для измерения pН воды вы можете использовать лакмусовую (индикаторную) бумагу, которая меняет свой оттенок при кратковременном погружении в изучаемую среду. Так, при погружении в кислотную среду лакмусовая полоска приобретает красный оттенок, а в щелочную – синий. Далее следует сравнить получившийся цвет с цветной шкалой, в которой для каждого оттенка соответствует конкретный уровень pН, чтобы определить данный показатель у исследуемой жидкости. Данный метод определения pН является самым простым и дешевым.

  • РН-метр.

Для наиболее точного определения уровня pН используют pН-метр для воды. Данный прибор для определения pН воды более дорогостоящий, чем лакмусовая бумага, тем не менее он определяет уровень pН жидкости в точности до сотых!

РН-метры для воды бывают бытовыми (портативными) и лабораторными. Чаще всего используют первый вариант, мы остановимся на них подробнее. Они различаются:

  1. Степенью защиты от воды.

  2. Наличием (или отсутствием) автоматической калибровки.

  3. Точностью результатов.

Последний параметр определяется количеством калибруемых точек (1 или 2). Точками называют буферные растворы, с помощью которых и производят калибровку РН-метра. Рекомендуем приобрести прибор с автоматической калибровкой.

  • Самодельные тест-полоски.

Существуют специальные тест-полоски, определяющие уровень pН-среды. Такие полоски очень удобны в использовании. Их упаковка оснащена шкалой, с помощью которой определяют концентрацию водородных ионов. Но такие тест-полоски не так часто появляются в продаже, при этом они довольно дорогостоящие.

При всех своих преимуществах pН-метры для воды также отличаются сравнительно высокой ценой.

Вы можете воспользоваться самодельными тест-полосками, чтобы определить pН воды.

Существуют различные вещества, которые меняют свой цвет в зависимости от содержания водородных ионов в жидкости. Например, чай вместо коричневого оттенка приобретает желтый, если в него добавить ломтик лимона.

Таким же образом меняют свой цвет, в зависимости от содержания водородных ионов, вишневый, смородинный соки и т. д. В природе существует огромное количество таких органических индикаторов. И на основе таких индикаторов создают самодельные тест-полоски, которые позволяют определить pН воды.

Мы воспользуемся веществом, входящим в состав красной цветной капусты. Данный овощ содержит пигмент anthocyanin, относящийся к категории флавоноидов. Именно он отвечает за оттенок сока капусты и меняет его, в зависимости от уровня кислотности.

Антоцианы в кислой среде приобретают красный оттенок, а в щелочной – синий, в фиолетовый они окрашиваются, находясь в нейтральной среде. Аналогичными свойствами обладает и пигмент свеклы.

Для проведения эксперимента вам потребуется половина качана красной цветной капусты среднего размера, который следует мелко нарезать. Затем нарезанную капусту необходимо положить в емкость и залить литром воды. Затем вскипятите воду и оставьте данное зелье вариться в течение 20–30 минут.

За это время часть жидкости испарится, и вы получите отвар насыщенного фиолетового оттенка. Затем остудите зелье и приготовьте основу для теста.

Идеальным вариантом в этом случае послужит белая принтерная бумага, которая не будет вносить погрешности в цвет жидкости. Также ее преимущество заключается в том, что она хорошо впитывает отвар индикатора. Бумага должна быть нарезана полосками ориентировочно 1×5 см.

Перед тем как вы будете определять уровень pН воды, необходимо пропитать тест-полоски индикаторным раствором. Для этого процедите остывший отвар сквозь марлю и опустите в него бумагу. Следите за тем, чтобы тест-полоски пропитались равномерно. Пропитывать бумагу следует в течение 10 минут. В результате бумага должна приобрести бледно-сиреневый оттенок.

Далее просушите тест-полоски, разложив их на чистой бумаге или развесив на бельевой веревке.

Когда бумага, пропитанная отваром, высохнет, вы можете приступать к определению уровня pН воды. Затем сложите тест-полоски в коробку или полиэтиленовый пакетик, чтобы уберечь их от влаги.

Использовать данный метод определения уровня pН очень легко. Возьмите пипетку и капните одну-две капли испытуемого раствора на тест-полоску. Подождите одну-две минуты, чтобы индикатор вступил в реакцию с бумагой. В зависимости от показателя pН воды бумага приобретет определенный оттенок, который следует сравнить с цветной шкалой, имеющей следующий вид:

Читайте материал по теме: Как проверить качество воды: 9 интересных способов и не только

Для калибровки цветной шкалы используются вещества, которые в первоначальном виде имеют постоянный pH среды. Ниже расположена подробная таблица этих элементов:

Некоторые значения pН

 Вещество

 pH

 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

 Слюна

 6,35–6,85    

 Молоко

 6,6–6,9

 Чистая вода

 7,0

 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

Данная таблица вам поможет в том случае, если вы захотите провести эксперимент, используя какой-либо другой индикатор (например, свекольный отвар, сок черной смородины или шелковицы).

Если полученный результат не внушает вам доверия, или вы по каким-то причинам не смогли решить проблему несбалансированного pН воды, тогда обратитесь к профессионалам.

На российском рынке присутствует немало компаний, которые занимаются разработкой систем водоочистки. Самостоятельно, без помощи профессионала, выбрать тот или иной вид фильтра для очистки воды довольно сложно. И уж тем более не стоит пытаться смонтировать систему водоочистки самостоятельно, даже если вы прочитали несколько статей в Интернете и вам кажется, что вы во всем разобрались.

Наша компания Biokit предлагает широкий выбор систем обратного осмоса, фильтры для воды и другое оборудование, способное вернуть воде из-под крана ее естественные характеристики.

Специалисты нашей компании готовы помочь вам:

  • подключить систему фильтрации самостоятельно;

  • разобраться с процессом выбора фильтров для воды;

  • подобрать сменные материалы;

  • устранить неполадки или решить проблемы с привлечением специалистов-монтажников;

  • найти ответы на интересующие вопросы в телефонном режиме.

Доверьте очистку воды системам от Biokit – пусть ваша семья будет здоровой!

Расчет [H+], [OH-], pH, pOH в растворах сильных и слабых кислот и оснований

В практике аналитической химии широко используются кислотно-основные реакции для разделения, растворения, определения ионов, создания условий для взаимодействия частиц в растворе и др. Поэтому необходимо научиться рассчитывать равновесные концентрации ионов , а также степени диссоциации а (доли распавшихся на ионы) слабых кислот и оснований (протолитов) в растворах. Поведение кислот и оснований в растворах зависит от свойств растворителя. Вода и ряд других растворителей (например метанол) обладают амфотерным характером, что можно представить реакцией автопротолиза с образованием катиона лиония (для воды — гидроксония, ) и аниона лиата (для воды — ).

Константа автопротолиза растворителя (для воды — или ионное произведение воды) отражает закономерность, существующую в кислотно-основных системах в данном растворителе при 25°С:

для воды , для этанола

для метанола

Учитывая, что активность чистого растворителя (стандартное состояние вещества) равна 1, справедливы выражения:

(в чистой воде ионная сила I мала, близки к 1);

При расчетах, связанных с кислотно-основным равновесием и кислотно-основными взаимодействиями в растворах слабых протолитов, считают табличные термодинамические значения констант равными соответствующим значениям концентрационных констант, связанных с равновесными концентрациями компонентов. Исключение составляют случаи, когда следует учитывать ионную силу раствора I и коэффициенты активности ионов (пример 3.3).

В качестве характеристик кислотности используются отрицательные десятичные логарифмы активности (при приближенных расчетах без учета ионной силы — логарифмы концентрации) ионов лиония и лиата (для воды ). Знак используется в случаях, когда надо подчеркнуть приближенность расчетов, чаще же используется знак «=».

Для воды:

Соответственно:

В чистой воде, нейтральном водном растворе:

Для метанола (см. также пример 3.7):

и нейтральному раствору в метаноле соответствует pH = 8,35.

Эти соотношения используют для вычисления равновесной концентрации одного из ионов растворителя, если концентрация другого известна.

При описании поведения сильных и слабых кислот и оснований следует помнить о том, что сильные протолиты в водных растворах диссоциируют практически полностью, степень диссоциации (ионизации) близка к 100 %. Диссоциация слабых кислот (НА) и оснований (В) протекает обратимо и описывается соответствующими константами равновесия

или (в упрощенном виде):

Из реакций следует, что для одноосновных протолитов в воде справедливо:

Если НА и В — кислотно-основная сопряженная пара и В соответствует , то при умножении (3.1) на (3.2) получаем важное соотношение, связывающее свойства компонентов конкретной кислотно-основной сопряженной пары в данном растворителе. Для водного раствора справедливо:

а для растворителя

При растворении в воде солей, в состав которых входит анион слабой кислоты ( и др.), катион слабого основания ( и др.) или тот и другой вместе (), ионы слабых протолитов вступают во взаимодействие с молекулами воды (реакция гидролиза), в результате чего среда раствора становится кислой или щелочной. Только в случае равной силы слабых протолитов среда может оказаться близкой к нейтральной, как, например, в растворе ацетата аммония.

Реакция гидролиза характеризуется константой равновесия, соответствующей протолитыческому поведению гидролизующейся частицы , называемой также константой гидролиза . Участвующая в таком протолитическом равновесии частица соли характеризуется степенью гидролиза имеющей тот же смысл, что и степень ионизации слабой кислоты или основания.

Например, для соли с анионом слабой кислоты уравнение реакции гидролиза (гидролиз “по аниону’ среда щелочная):

Для соли с катионом слабого основания, например (солянокислый гидразин), протекает гидролиз “по катиону”, среда кислая:

(поскольку для сопряженных протолитов в воде по формуле (3.3)).

Для соли, в которой и катион, и анион — ионы слабых протолитов, например

(протекает гидролиз “по катиону» и “по аниону”, среда зависит от продуктов реакции: при — среда кислая и наоборот).

Для кислой соли с катионом сильного основания, например и др., анион может участвовать в двух протолитических реакциях, т. е. является амфолитом. Реакции амфолита :

(упрощенно: 2) (ионизация по ).

Для реакции 1)

для реакции 2)

От соотношения зависит реакция среды раствора соли. Аналогично, проявляя свойства амфолитов, ведут себя катионы основных солей, аминокислоты (см. пример 3.16). При выводе формул для точных расчетов помимо выражений констант равновесия, используют уравнения нейтральности, материального баланса, протонного баланса и другие приемы (см. пример 8.22). В случае водного раствора при расчете pH учитывают вышеприведепные уравнения (2) и (1), а также диссоциацию воды. Тогда справедливо:

Заменяя концентрации компонентов в правой части уравнения через соответствующие константы, и группируя члены, получаем:

Решая последнее уравнение относительно , получаем:

Формула (3.7) упрощается при пренебрежении малыми величинами и при допущении

Например, если мало. Тогда справедливо:

Для приближенных расчетов разных случаев кислотно-основного равновесия можно воспользоваться формулами таблицы 3.1. Значения для водных растворов и рK приведены в табл. 2 и 3 приложения.

В случаях, когда нельзя считать равновесную концентрацию ионизирующегося вещества равной его аналитической концентрации (не соблюдается условие соответствующее степени диссоциации менее 5%); когда необходим учет ионной силы раствора, проводятся точные расчеты равновесных концентраций ионов (примеры 3.2 — 3.5).

Рассчитайте и степень диссоциации

0,10 М раствора .

Решение:

— слабая кислота, :

Проверка условия показывает, что расчет можно провести по приближенным формулам:

Таблица 3.1

Формулы для приближенного расчета в водных растворах кислот и оснований

Рассчитайте и 0,0050 М раствора .

Решение:

— слабая кислота, :

Поскольку , то необходимы точные расчеты , т. е. нельзя пренебречь в разности (с- ):

откуда:

Решаем квадратное уравнение относительно :

Рассчитайте pH 0,010 М раствора муравьиной кислоты в присутствии 0,010 М .

Решение:

Отношение указывает на необходимость точных расчетов. Нужно учесть также ионную силу.

С учетом соотношения (2.11) термодинамической и реальной констант:

Рассчитайте М раствора фенола.

Решение:

, поэтому необходимо учесть автопротолиз воды:

Запишем уравнение электронейтральности:

Тогда:

откуда:

Без учета автопротолиза воды:

pH = 7, расчет менее точен.

Подобный подход необходим и при расчете pH очень разбавленных растворов сильных протолитов.

Рассчитайте раствора .

Решение:

Определяем тип гидролизующейся соли (тип протолита).

Гидролиз протекает по аниону, т. е. — слабое основание. Очевидно, что . Найдем константу гидролиза если

Поскольку необходим точный расчет :

отсюда:

Решаем квадратное уравнение:

Находим степень гидролиза :

К 50 мл 0,10 М раствора добавлено 25 мл 0,20 М раствора . Вычислить полученного раствора.

Решение:

После смешивания двух растворов получаем:

В результате взаимодействия протолитов в растворе образуется кислая соль (амфолит) согласно уравнению реакции:

Для угольной кислоты . При расчете можно воспользоваться приближенной формулой из табл. 3.1 или (3.8):

К 20 мл 0,20 М раствора соли аммония в безводном метаноле добавили 10 мл 0,20 М раствора метилата натрия в безводном метаноле. Определите: а) pH исходного раствора соли; в) pH полученного раствора, если для метанола в метаноле

Решение:

а) в метанольном растворе протекает протолитическая реакция:

Откуда

б) протолитическая реакция взаимодействия при сливании двух растворов:

Значение константы равновесия реакции:

указывает на ее практическую необратимость и возможность приближенных расчетов. Используя эту константу или формулу для расчета pH в растворе, содержащем кислотно-основную сопряженную пару (3.11), можно вычислить pH полученного раствора:

откуда

Эти примеры взяты со страницы примеров решения задач по аналитической химии:

Решение задач по аналитической химии

Возможны вам будут полезны эти страницы:

Влияние химических факторов на равновесие. Молярная доля компонента в растворе с примерами решения
Направление химических реакций. Способы выражения констант равновесия. Ступенчатые и общие константы равновесия с примерами решения
Буферные растворы с примерами решения
Расчеты при приготовлении растворов протолитов с заданным значением pH с примерами решения

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий