Vesinikuindeks – pH – on vesinikioonide aktiivsuse (lahjendatud lahuste puhul peegeldab kontsentratsiooni) mõõt lahuses, väljendades kvantitatiivselt selle happesust, arvutatuna negatiivse (vastupidise märgiga) kümnendlogaritmina. vesinikioonide aktiivsus, väljendatuna moolides liitri kohta.
pH = – lg
Selle kontseptsiooni võttis 1909. aastal kasutusele Taani keemik Sorensen. Näitajat nimetatakse pH-ks, ladinakeelsete sõnade potentia hydrogeni - vesiniku tugevus või pondus hydrogenii - vesiniku kaal esimeste tähtede järel.
Vastastikune pH väärtus on muutunud mõnevõrra vähem levinud - lahuse aluselisuse näitaja pOH, mis on võrdne OH-ioonide lahuse kontsentratsiooni negatiivse kümnendlogaritmiga:
pOH = – lg
Puhtas vees temperatuuril 25 ° C on vesinikuioonide () ja hüdroksiidioonide () kontsentratsioonid samad ja ulatuvad 10–7 mol / l, see tuleneb otseselt vee autoprotolüüsi konstandist K w, mida muidu nimetatakse iooniks. vee toode:
K w \u003d \u003d 10 -14 [mol 2 / l 2] (temperatuuril 25 ° C)
pH + pOH = 14
Kui mõlemat tüüpi ioonide kontsentratsioonid lahuses on samad, peetakse lahust neutraalseks. Kui lisada veele hapet, siis vesinikuioonide kontsentratsioon suureneb ja hüdroksiidioonide kontsentratsioon väheneb vastavalt, aluse lisamisel, vastupidi, hüdroksiidioonide sisaldus suureneb ja vesinikioonide kontsentratsioon väheneb. Millal > öeldakse, et lahus on happeline ja millal > - aluseline.
pH määramine
Lahuste pH väärtuse määramiseks kasutatakse laialdaselt mitmeid meetodeid.
1) pH väärtust saab ligikaudselt hinnata indikaatorite abil, mõõta täpselt pH-meetriga või määrata analüütiliselt happe-aluse tiitrimisega.
Vesinikuioonide kontsentratsiooni ligikaudseks hindamiseks kasutatakse laialdaselt happe-aluse indikaatoreid - orgaanilisi värvaineid, mille värvus sõltub keskkonna pH-st. Tuntuimate näitajate hulka kuuluvad lakmus, fenoolftaleiin, metüülapelsin (metüülapelsin) jt. Indikaatorid võivad esineda kahel erinevat värvi kujul, kas happelisel või aluselisel kujul. Iga indikaatori värvimuutus toimub selle happesuse vahemikus, tavaliselt 1-2 ühikut (vt tabel 1, õppetund 2).
PH mõõtmise töövahemiku laiendamiseks kasutatakse nn universaalset indikaatorit, mis on segu mitmest indikaatorist. Universaalne indikaator muudab järjekindlalt värvi punasest kollaseks, roheliseks, siniseks lillaks, kui liigub happelisest piirkonnast aluselise poole. PH määramine indikaatormeetodiga on häguste või värviliste lahuste puhul keeruline.
2) Analüütiline volumetriline meetod - happe-aluse tiitrimine - annab täpsed tulemused ka lahuste üldhappesuse määramiseks. Uuritavale lahusele lisatakse tilkhaaval teadaoleva kontsentratsiooniga lahus (tiitrimisaine). Nende segamisel toimub keemiline reaktsioon. Ekvivalentsuspunkt - hetk, mil titrandist piisab reaktsiooni täielikuks lõpuleviimiseks - fikseeritakse indikaatori abil. Edasi, teades lisatud tiitrilahuse kontsentratsiooni ja mahtu, arvutatakse lahuse üldhappesus.
Keskkonna happesus on oluline paljude keemiliste protsesside jaoks ning konkreetse reaktsiooni toimumise võimalus või tulemus sõltub sageli keskkonna pH-st. Reaktsioonisüsteemis teatud pH väärtuse säilitamiseks laboratoorsete uuringute või tootmise käigus kasutatakse puhverlahuseid, mis võimaldavad hoida praktiliselt konstantset pH väärtust lahjendamisel või siis, kui lahusele lisatakse väikeses koguses hapet või leelist.
PH väärtust kasutatakse laialdaselt erinevate bioloogiliste keskkondade happe-aluse omaduste iseloomustamiseks (tabel 2).
Reaktsioonikeskkonna happesus on elussüsteemides toimuvate biokeemiliste reaktsioonide jaoks eriti oluline. Vesinikuioonide kontsentratsioon lahuses mõjutab sageli valkude ja nukleiinhapete füüsikalis-keemilisi omadusi ja bioloogilist aktiivsust, seetõttu on happe-aluse homöostaasi säilitamine organismi normaalseks funktsioneerimiseks erakordselt oluline ülesanne. Bioloogiliste vedelike optimaalse pH dünaamiline säilitamine saavutatakse puhversüsteemide toimel.
3) Spetsiaalse seadme - pH-meetri - kasutamine võimaldab mõõta pH-d laiemas vahemikus ja täpsemalt (kuni 0,01 pH ühikut) kui indikaatorite kasutamine, on mugav ja ülitäpne, võimaldab mõõta läbipaistmatu pH-d. ja värvilised lahused ning seetõttu laialdaselt kasutatav.
PH-meetri abil mõõdetakse vesinikioonide kontsentratsiooni (pH) lahustes, joogivees, toiduainetes ja toorainetes, keskkonnaobjektides ja tootmissüsteemides tehnoloogiliste protsesside pidevaks jälgimiseks, sh agressiivses keskkonnas.
PH-meeter on asendamatu uraani ja plutooniumi eralduslahuste pH riistvaraliseks jälgimiseks, kui nõuded seadme näitude õigsusele ilma selle kalibreerimiseta on ülikõrged.
Seadet saab kasutada statsionaarsetes ja mobiilsetes laborites, sealhulgas välilaborites, aga ka kliinilises diagnostikas, kohtuekspertiisi, uurimistöös, tööstuses, sealhulgas liha- ja piimatööstuses ning pagaritööstuses.
Viimasel ajal on pH-meetreid laialdaselt kasutatud ka akvaariumifarmides, majapidamisvee kvaliteedikontrollis, põllumajanduses (eriti hüdropoonikas) ning ka tervisediagnostika jälgimisel.
Tabel 2. Mõnede bioloogiliste süsteemide ja muude lahenduste pH väärtused
Vesiniku indikaator, pH(lat. lkondus hydrogenii- "vesiniku kaal", hääldatakse "pash") on lahuses olevate vesinikuioonide aktiivsuse mõõt (kõrgelt lahjendatud lahustes, võrdne kontsentratsiooniga), mis väljendab kvantitatiivselt selle happesust. Moodulilt võrdne ja märgilt vastupidine vesinikioonide aktiivsuse kümnendlogaritmile, mida väljendatakse moolides liitri kohta:
pH ajalugu.
kontseptsioon pH tutvustas Taani keemik Sorensen 1909. aastal. Näitajat nimetatakse pH (vastavalt ladina sõnade esimestele tähtedele potentia hydrogeni on vesiniku tugevus või pondus hydrogeni on vesiniku kaal). Keemias kombinatsioon pX tähistavad tavaliselt väärtust, mis on võrdne lg X, aga kirjaga H tähistab sel juhul vesinikioonide kontsentratsiooni ( H+) või pigem hüdrooniumioonide termodünaamiline aktiivsus.
PH ja pOH võrrandid.
pH väärtuse väljund.
Puhtas vees temperatuuril 25 °C on vesinikioonide kontsentratsioon ([ H+]) ja hüdroksiidioonid ([ Oh− ]) on samad ja võrdsed 10 −7 mol/l, see tuleneb selgelt vee ioonsaaduse määratlusest, mis võrdub [ H+] · [ Oh− ] ja on võrdne 10 −14 mol²/l² (temperatuuril 25 °C).
Kui kahte tüüpi ioonide kontsentratsioonid lahuses on samad, siis öeldakse, et lahusel on neutraalne reaktsioon. Happe lisamisel veele vesinikioonide kontsentratsioon suureneb ja hüdroksiidioonide kontsentratsioon väheneb, aluse lisamisel vastupidi, hüdroksiidioonide sisaldus suureneb ja vesinikioonide kontsentratsioon väheneb. Millal [ H+] > [Oh− ] öeldakse, et lahus on happeline ja kui [ Oh − ] > [H+] - leeliseline.
Esitamise mugavamaks muutmiseks, negatiivsest eksponendist vabanemiseks kasutatakse vesinikioonide kontsentratsioonide asemel nende kümnendlogaritmi, mis võetakse vastupidise märgiga, milleks on vesiniku eksponendiks - pH.
Lahuse aluselisusindeks pOH.
Pisut vähem populaarne on vastupidine pH väärtus - lahenduse aluselisuse indeks, pOH, mis on võrdne ioonide lahuse kontsentratsiooni kümnendlogaritmiga (negatiivne). Oh − :
nagu mis tahes vesilahuses temperatuuril 25 ° C, siis sellel temperatuuril:
pH väärtused erineva happesusega lahustes.
- Vastupidiselt levinud arvamusele, pH võib varieeruda, välja arvatud intervall 0–14, võib see ka ületada neid piire. Näiteks vesinikioonide kontsentratsioonil [ H+] = 10–15 mol/l, pH= 15, hüdroksiidioonide kontsentratsioonil 10 mol / l pOH = −1 .
Sest temperatuuril 25 °C (standardtingimused) [ H+] [Oh − ] = 10 −14 , on selge, et sellel temperatuuril pH + pOH = 14.
Sest happelistes lahustes [ H+] > 10 −7 , mis tähendab, et happeliste lahuste puhul pH < 7, соответственно, у щелочных растворов pH > 7 , pH neutraalsed lahused on 7. Kõrgematel temperatuuridel suureneb vee elektrolüütiline dissotsiatsioonikonstant, mis tähendab, et vee ioonprodukt suureneb, siis on see neutraalne pH= 7 (mis vastab samaaegselt suurenenud kontsentratsioonidele nagu H+, ja Oh−); temperatuuri langusega, vastupidi, neutraalne pH suureneb.
PH väärtuse määramise meetodid.
Väärtuse määramiseks on mitu meetodit pH lahendusi. PH väärtus on ligikaudne hinnanguline indikaatorite abil, mõõdetakse täpselt kasutades pH-meeter või määratakse analüütiliselt happe-aluse tiitrimise teel.
- Vesinikuioonide kontsentratsiooni ligikaudseks hindamiseks kasutatakse sageli happe-aluse indikaatorid- orgaanilised värvained, mille värvus sõltub pH keskkond. Populaarseimad indikaatorid on: lakmus, fenoolftaleiin, metüülapelsin (metüülapelsin) jne Indikaatorid võivad olla 2 erinevat värvi kujul – kas happelised või aluselised. Kõigi indikaatorite värvimuutus toimub nende happesuse vahemikus, sageli 1-2 ühikut.
- Töömõõtmisintervalli suurendamiseks pH kohaldada universaalne indikaator, mis on segu mitmest näitajast. Universaalne indikaator muudab järjekindlalt värvi punasest kollaseks, roheliseks, siniseks lillaks, kui liigub happelisest piirkonnast aluselise poole. Definitsioonid pH indikaatormeetod on häguste või värviliste lahuste puhul keeruline.
- Spetsiaalse seadme kasutamine - pH-meeter - võimaldab mõõta pH laiemas vahemikus ja täpsemalt (kuni 0,01 ühikut pH) kui näitajatega. Ionomeetriline määramismeetod pH põhineb galvaanilise ahela EMF mõõtmisel millivoltmeeter-ionomeetriga, mis sisaldab klaaselektroodi, mille potentsiaal sõltub ioonide kontsentratsioonist H+ümbritsevas lahenduses. Meetod on kõrge täpsuse ja mugavusega, eriti pärast indikaatorelektroodi kalibreerimist valitud vahemikus pH, mis võimaldab mõõta pH läbipaistmatud ja värvilised lahused ning seetõttu kasutatakse seda sageli.
- Analüütiline mahuline meetod — happe-aluse tiitrimine- annab täpseid tulemusi ka lahuste happesuse määramiseks. Uuritavale lahusele lisatakse tilkhaaval teadaoleva kontsentratsiooniga lahus (tiitrimine). Nende segamisel toimub keemiline reaktsioon. Ekvivalentsuspunkt – hetk, mil titrandist piisab reaktsiooni lõpuleviimiseks täpselt – fikseeritakse indikaatori abil. Pärast seda, kui on teada lisatud tiitrilahuse kontsentratsioon ja maht, määratakse lahuse happesus.
- pH:
0,001 mol/l HCl 20 °C juures on pH = 3, 30 °C juures pH = 3,
0,001 mol/l NaOH 20 °C juures on pH = 11,73, 30 °C juures pH = 10,83,
Temperatuuri mõju väärtustele pH selgitada vesinikioonide erinevat dissotsiatsiooni (H +) ja see ei ole katseviga. Temperatuuriefekti ei saa elektrooniliselt kompenseerida pH- meeter.
PH roll keemias ja bioloogias.
Keskkonna happesus on oluline enamiku keemiliste protsesside jaoks ning konkreetse reaktsiooni toimumise võimalus või tulemus sõltub sageli pH keskkond. Teatud väärtuse säilitamiseks pH reaktsioonisüsteemis laboriuuringute ajal või tootmisel kasutatakse peaaegu konstantse väärtuse säilitamiseks puhverlahuseid pH lahjendamisel või kui lahusele lisatakse väikeses koguses hapet või leelist.
Vesiniku indikaator pH kasutatakse sageli erinevate bioloogiliste keskkondade happe-aluse omaduste iseloomustamiseks.
Biokeemiliste reaktsioonide puhul on suur tähtsus elussüsteemides esineva reaktsioonikeskkonna happesusel. Vesinikuioonide kontsentratsioon lahuses mõjutab sageli valkude ja nukleiinhapete füüsikalis-keemilisi omadusi ja bioloogilist aktiivsust, seetõttu on happe-aluse homöostaasi säilitamine organismi normaalseks funktsioneerimiseks erakordselt oluline ülesanne. Optimaalse dünaamiline hooldus pH bioloogilised vedelikud saavutatakse keha puhversüsteemide toimel.
Inimese kehas erinevates organites on pH väärtus erinev.
|
Mõned tähendused pH. |
|
|
Aine |
|
|
elektrolüüt pliiakudes |
|
|
Maomahl |
|
|
Sidrunimahl (5% sidrunhappe lahus) |
|
|
toiduäädikas |
|
|
Coca Cola |
|
|
õunamahl |
|
|
Terve inimese nahk |
|
|
Happevihm |
|
|
Joogivesi |
|
|
Puhas vesi temperatuuril 25°C |
|
|
Merevesi |
|
|
Seep (rasvane) kätele |
|
|
Ammoniaak |
|
|
Pleegitus (pleegitaja) |
|
|
Kontsentreeritud leeliselahused |
|
Elusorganismi koed on pH kõikumiste suhtes väga tundlikud – väljaspool lubatud vahemikku valgud denatureeritakse: rakud hävivad, ensüümid kaotavad oma funktsioonide täitmise, organismi surm on võimalik.
Mis on pH (vesiniku indeks) ja happe-aluse tasakaal
Happe ja leelise suhet mis tahes lahuses nimetatakse happe-aluse tasakaaluks.(ABR), kuigi füsioloogid usuvad, et õigem on seda suhet nimetada happe-aluse olekuks.
KShchri iseloomustab spetsiaalne indikaator pH(power Hydrogen – "vesiniku võimsus"), mis näitab vesinikuaatomite arvu antud lahuses. Kui pH on 7,0, räägitakse neutraalsest keskkonnast.
Mida madalam on pH tase, seda happelisem on keskkond (6,9 kuni O).
Aluselisel keskkonnal on kõrge pH tase (7,1 kuni 14,0).
Inimkeha koosneb 70% ulatuses veest, seega on vesi selle üks olulisemaid koostisosi. T sõidinimesel on teatud happe-aluse suhe, mida iseloomustab pH (vesiniku) indeks.
PH väärtus sõltub positiivselt laetud ioonide (moodustab happelise keskkonna) ja negatiivselt laetud ioonide (moodustab aluselise keskkonna) vahekorrast.
Keha püüab pidevalt seda suhet tasakaalustada, säilitades rangelt määratletud pH taseme. Kui tasakaal on häiritud, võivad tekkida paljud tõsised haigused.
Hea tervise tagamiseks hoidke õiget pH-tasakaalu
Organism suudab mineraale ja toitaineid korralikult omastada ja talletada ainult õigel happe-aluse tasakaalu tasemel. Elusorganismi koed on pH kõikumiste suhtes väga tundlikud – väljaspool lubatavat vahemikku valgud denatureeritakse: rakud hävivad, ensüümid kaotavad oma funktsioonide täitmise ja organism võib surra. Seetõttu on happe-aluse tasakaal organismis rangelt reguleeritud.
Meie keha kasutab toidu lagundamiseks vesinikkloriidhapet. Keha elutähtsa aktiivsuse protsessis on vaja nii happelisi kui ka aluselisi lagunemissaadusi., ja esimene moodustub rohkem kui teine. Seetõttu on organismi kaitsesüsteemid, mis tagavad tema ASC muutumatuse, "häälestatud" eelkõige neutraliseerima ja väljutama eelkõige happelisi lagunemissaadusi.
Verel on kergelt aluseline reaktsioon: Arteriaalse vere pH on 7,4 ja venoosse vere pH 7,35 (liigse CO2 tõttu).
PH nihe vähemalt 0,1 võib põhjustada tõsist patoloogiat.
Vere pH nihkega 0,2 võrra tekib kooma, 0,3 võrra inimene sureb.
Keha PH tase on erinev
Sülg – valdavalt aluseline reaktsioon (pH kõikumine 6,0-7,9)
Tavaliselt on inimese segasülje happesus 6,8–7,4 pH, kuid kõrge süljeerituse korral jõuab see 7,8 pH-ni. Süljenäärmete sülje happesus on 5,81 pH, submandibulaarsete näärmete happesus - 6,39 pH. Lastel on segatud sülje keskmine happesus 7,32 pH, täiskasvanutel - 6,40 pH (Rimarchuk G.V. ja teised). Sülje happe-aluse tasakaalu määrab omakorda sarnane tasakaal veres, mis toidab süljenäärmeid.
Söögitoru – söögitoru normaalne happesus on 6,0–7,0 pH.
Maks - tsüstilise sapi reaktsioon on neutraalse lähedal (pH 6,5 - 6,8), maksa sapi reaktsioon on aluseline (pH 7,3 - 8,2)
Magu - järsult happeline (seedimise kõrgusel pH 1,8-3,0)
Maksimaalne teoreetiliselt võimalik happesus maos on 0,86 pH, mis vastab happe tootmisele 160 mmol/l. Minimaalne teoreetiliselt võimalik happesus maos on 8,3 pH, mis vastab HCO 3 - ioonide küllastunud lahuse happesusele. Tühja kõhuga mao valendiku normaalne happesus on 1,5-2,0 pH. Mao valendiku poole jääva epiteelikihi pinna happesus on 1,5–2,0 pH. Happesus mao epiteelikihi sügavuses on umbes 7,0 pH. Mao antrumi normaalne happesus on 1,3–7,4 pH.
Levinud on eksiarvamus, et inimese peamiseks probleemiks on mao suurenenud happesus. Tema kõrvetistest ja haavanditest.
Tegelikult on palju suurem probleem mao madal happesus, mida tuleb ette mitu korda sagedamini.
95% kõrvetiste peamine põhjus ei ole soolhappe liig, vaid selle puudumine maos.
Vesinikkloriidhappe puudumine loob ideaalsed tingimused sooletrakti koloniseerimiseks erinevate bakterite, algloomade ja usside poolt.
Olukorra salakavalus seisneb selles, et mao madal happesus "käitub vaikselt" ja jääb inimesele märkamatuks.
Siin on nimekiri märkidest, mis võimaldavad kahtlustada maohappesisalduse vähenemist.
- Ebamugavustunne kõhus pärast söömist.
- Iiveldus pärast ravimi võtmist.
- Kõhupuhitus peensooles.
- Lahtine väljaheide või kõhukinnisus.
- Seedimata toiduosakesed väljaheites.
- Sügelus päraku ümber.
- Mitmekordne toiduallergia.
- Düsbakterioos või kandidoos.
- Laienenud veresooned põskedel ja ninal.
- Vinnid.
- Nõrgad, kooruvad küüned.
- Aneemia, mis on tingitud raua halvast imendumisest.
Loomulikult on madala happesuse täpseks diagnoosimiseks vaja määrata maomahla pH.(selleks peate võtma ühendust gastroenteroloogiga).
Kui happesus on suurenenud, on selle vähendamiseks palju ravimeid.
Madala happesuse korral on tõhusaid vahendeid väga vähe.
Reeglina kasutatakse soolhappe või taimse kibeduse preparaate, mis stimuleerivad maomahla eraldumist (koirohi, kalmus, piparmünt, apteegitill jne).
Pankreas – pankrease mahl on kergelt aluseline (pH 7,5-8,0)
Peensool – aluseline (pH 8,0)
Kaksteistsõrmiksoole sibula normaalne happesus on 5,6–7,9 pH. Tühisoole ja niudesoole happesus on neutraalne või kergelt aluseline ja jääb vahemikku 7–8 pH. Peensoolemahla happesus on 7,2–7,5 pH. Suurenenud sekretsiooniga jõuab see pH-ni 8,6. Kaksteistsõrmiksoole sekretsiooni happesus - pH 7 kuni 8 pH.
Jämesool – kergelt happeline (5,8–6,5 pH)
See on nõrgalt happeline keskkond, mida hoiab korras normaalne mikrofloora, eelkõige bifidobakterid, lakto- ja propionobakterid, kuna need neutraliseerivad leeliselisi ainevahetusprodukte ja toodavad nende happelisi metaboliite – piimhapet ja teisi orgaanilisi happeid. Tootes orgaanilisi happeid ja alandades soolesisu pH-d, loob normaalne mikrofloora tingimused, milles patogeensed ja oportunistlikud mikroorganismid ei saa paljuneda. Seetõttu moodustavad streptokokid, stafülokokid, klebsiella, klostriidiseened ja teised “halvad” bakterid terve inimese kogu soolestiku mikrofloorast vaid 1%.
Uriin - valdavalt kergelt happeline (pH 4,5-8)
Väävlit ja fosforit sisaldavate loomsete valkudega süües eritub peamiselt happeline uriin (pH alla 5); lõplikus uriinis on märkimisväärne kogus anorgaanilisi sulfaate ja fosfaate. Kui toit on peamiselt piima- või taimne, siis kipub uriin leelisema (pH üle 7). Neerutuubulid mängivad olulist rolli happe-aluse tasakaalu säilitamisel. Happeline uriin eritub kõikidel tingimustel, mis põhjustavad metaboolset või respiratoorset atsidoosi, kuna neerud kompenseerivad happe-aluse tasakaalu nihkeid.
Nahk – kergelt happeline reaktsioon (pH 4-6)
Kui nahk on kalduvus rasusele, võib pH väärtus läheneda 5,5-le. Ja kui nahk on väga kuiv, võib pH olla kuni 4,4.
Naha bakteritsiidne omadus, mis annab sellele võime vastu seista mikroobide invasioonile, tuleneb keratiini happelisest reaktsioonist, rasu ja higi omapärasest keemilisest koostisest ning kõrge kontsentratsiooniga vee-lipiidse kaitsekihi olemasolust. vesinikioonid selle pinnal. Selle koostises sisalduvatel madala molekulmassiga rasvhapetel, peamiselt glükofosfolipiididel ja vabadel rasvhapetel, on bakteriostaatiline toime, mis on selektiivne patogeensete mikroorganismide suhtes.
Suguelundid
Naise tupe normaalne happesus jääb vahemikku 3,8–4,4 pH ja keskmiselt 4,0–4,2 pH.
Sündides on tüdruku vagiina steriilne. Seejärel asustavad selle mõne päeva jooksul mitmesugused bakterid, peamiselt stafülokokid, streptokokid, anaeroobid (st bakterid, mis ei vaja elamiseks hapnikku). Enne menstruatsiooni algust on tupe happesuse tase (pH) lähedane neutraalsele (7,0). Kuid puberteedieas tupe seinad paksenevad (östrogeeni - ühe naissuguhormoonide - mõjul), pH langeb 4,4-ni (st happesus suureneb), mis põhjustab muutusi tupeflooras.
Emakaõõs on tavaliselt steriilne ja patogeenide sisenemist sellesse takistavad laktobatsillid, mis asustavad tupes ja säilitavad selle keskkonna kõrge happesuse. Kui tupe happesus nihkub mingil põhjusel aluselise poole, siis laktobatsillide arv langeb järsult ja nende asemele arenevad teised mikroobid, mis võivad emakasse sattuda ja põhjustada põletikku ning seejärel probleeme rasedusega.
Sperma
Sperma happesuse normaalne tase on vahemikus 7,2–8,0 pH. Nakkusliku protsessi käigus tekib sperma pH taseme tõus. Sperma järsult aluseline reaktsioon (happesus umbes 9,0–10,0 pH) viitab eesnäärme patoloogiale. Mõlema seemnepõiekese erituskanalite blokeerimisega täheldatakse spermatosoidide happelist reaktsiooni (happesus 6,0–6,8 pH). Selliste spermatosoidide viljastamisvõime väheneb. Happelises keskkonnas kaotavad spermatosoidid oma liikuvuse ja surevad. Kui seemnevedeliku happesus langeb alla 6,0 pH, kaotavad spermatosoidid täielikult oma liikuvuse ja surevad.
Rakud ja interstitsiaalne vedelik
Keharakkudes on pH väärtus umbes 7, rakuvälises vedelikus - 7,4. Närvilõpmed, mis asuvad väljaspool rakke, on pH muutuste suhtes väga tundlikud. Kudede mehaanilise või termilise kahjustuse korral rakuseinad hävivad ja nende sisu siseneb närvilõpmetesse. Selle tulemusena tunneb inimene valu.
Skandinaavia teadlane Olaf Lindal tegi järgmise katse: spetsiaalse nõelata injektori abil süstiti inimesele läbi naha väga õhuke joa lahust, mis ei kahjustanud rakke, vaid mõjus närvilõpmetele. Näidati, et valu tekitavad just vesinikkatioonid ja lahuse pH langusega valu intensiivistub.
Samamoodi "toimib närvidele" otseselt sipelghappe lahus, mida nõelavad putukad või nõgesed süstivad naha alla. Kudede erinevad pH väärtused selgitavad ka seda, miks inimene tunneb mõne põletiku puhul valu, teiste puhul mitte.
Huvitaval kombel tekitas naha alla puhta vee süstimine eriti tugevat valu. Seda esmapilgul kummalist nähtust seletatakse järgmiselt: rakud rebenevad kokkupuutel puhta veega osmootse rõhu mõjul ja nende sisu mõjub närvilõpmetele.
Tabel 1. Lahuste vesinikuindikaatorid
|
Lahendus |
RN |
|
HCl |
1,0 |
|
H2SO4 |
1,2 |
|
H2C2O4 |
1,3 |
|
NaHSO4 |
1,4 |
|
H 3 RO 4 |
1,5 |
|
Maomahl |
1,6 |
|
Veinhape |
2,0 |
|
Sidrunihape |
2,1 |
|
HNO 2 |
2,2 |
|
Sidrunimahl |
2,3 |
|
Piimhape |
2,4 |
|
Salitsüülhape |
2,4 |
|
lauaäädikas |
3,0 |
|
greibimahl |
3,2 |
|
CO 2 |
3,7 |
|
õunamahl |
3,8 |
|
H2S |
4,1 |
|
Uriin |
4,8-7,5 |
|
Must kohv |
5,0 |
|
Sülg |
7,4-8 |
|
Piim |
6,7 |
|
Veri |
7,35-7,45 |
|
Sapp |
7,8-8,6 |
|
ookeani vesi |
7,9-8,4 |
|
Fe(OH)2 |
9,5 |
|
MgO |
10,0 |
|
Mg(OH)2 |
10,5 |
|
Na2CO3 |
|
|
Ca(OH)2 |
11,5 |
|
NaOH |
13,0 |
Söötme pH muutuste suhtes on eriti tundlikud kalamari ja maimud. Tabel võimaldab teha mitmeid huvitavaid tähelepanekuid. Näiteks pH väärtused näitavad koheselt hapete ja aluste tugevust. Tugev muutus neutraalses keskkonnas on selgelt nähtav ka nõrkade hapete ja aluste poolt moodustatud soolade hüdrolüüsi tulemusena, samuti happesoolade dissotsiatsiooni käigus.
Uriini pH ei ole hea üldise keha pH näitaja ja see ei ole hea üldise tervise näitaja.
Teisisõnu, olenemata sellest, mida sa sööd ja mis tahes uriini pH juures, võite olla täiesti kindel, et teie arteriaalse vere pH on alati umbes 7,4.
Kui inimene tarbib puhversüsteemide mõjul näiteks happelist toitu või loomset valku, siis nihkub pH happepoolele (muutub alla 7) ja näiteks mineraalvee või taimse toidu tarbimisel nihkub leeliseliseks (muutub rohkem kui 7-ks). Puhversüsteemid hoiavad pH keha jaoks vastuvõetavas vahemikus.
Muide, arstid ütlevad, et me talume nihkumist happelisele poolele (sama atsidoos) palju kergemini kui nihkumist leeliselisele poolele (alkaloos).
Vere pH-d on võimatu välismõjuga nihutada.
VERE PH HOIDMISE PEAMISED MEHHANISMID ON:
1. Vere puhversüsteemid (karbonaat, fosfaat, valk, hemoglobiin)
See mehhanism töötab väga kiiresti (sekundi murdosa) ja kuulub seetõttu sisekeskkonna stabiilsust reguleerivate kiirmehhanismide hulka.
Bikarbonaadi verepuhverüsna võimas ja kõige mobiilsem.
Vere ja teiste kehavedelike üheks oluliseks puhvriks on vesinikkarbonaatpuhversüsteem (HCO3/CO2): CO2 + H2O ⇄ HCO3- + H+ Vere vesinikkarbonaatpuhversüsteemi põhiülesanne on H+ ioonide neutraliseerimine. Sellel puhversüsteemil on eriti oluline roll, kuna mõlema puhvri komponendi kontsentratsioone saab reguleerida üksteisest sõltumatult; [CO2] - hingamise teel, - maksas ja neerudes. Seega on tegemist avatud puhversüsteemiga.
Hemoglobiini puhversüsteem on kõige võimsam.
See moodustab üle poole vere puhvermahust. Hemoglobiini puhveromadused tulenevad redutseeritud hemoglobiini (HHb) ja selle kaaliumisoola (KHb) suhtest.
Plasma valgud aminohapete ioniseerimisvõime tõttu täidavad nad ka puhverfunktsiooni (umbes 7% vere puhvermahust). Happelises keskkonnas käituvad nad nagu hapet siduvad alused.
Fosfaatpuhvri süsteem(umbes 5% vere puhvermahust) moodustavad anorgaanilised verefosfaadid. Happeomadusi näitab ühealuseline fosfaat (NaH 2 P0 4) ja aluste - kahealuseline fosfaat (Na 2 HP0 4). Need toimivad samal põhimõttel nagu vesinikkarbonaadid. Vere vähese fosfaatide sisalduse tõttu on selle süsteemi võimsus aga väike.
2. Hingamisteede (kopsu) reguleerimise süsteem.
Tänu sellele, et kopsud reguleerivad CO2 kontsentratsiooni hõlpsalt, on sellel süsteemil märkimisväärne puhverdusvõime. Liigse CO 2 koguse eemaldamine, vesinikkarbonaadi ja hemoglobiini puhversüsteemide regenereerimine on lihtne.
Puhkeolekus eraldab inimene 230 ml süsihappegaasi minutis ehk umbes 15 000 mmol ööpäevas. Süsinikdioksiidi eemaldamisel verest kaob ligikaudu samaväärne kogus vesinikioone. Seetõttu on happe-aluse tasakaalu säilitamisel oluline roll hingamisel. Seega, kui vere happesus suureneb, põhjustab vesinikioonide sisalduse suurenemine kopsuventilatsiooni (hüperventilatsiooni) suurenemist, samas kui süsinikdioksiidi molekulid erituvad suurtes kogustes ja pH normaliseerub.
Aluste sisalduse suurenemisega kaasneb hüpoventilatsioon, mille tulemusena suureneb süsihappegaasi kontsentratsioon veres ja vastavalt ka vesinikioonide kontsentratsioon ning vere reaktsiooni nihe leeliselisele poolele on osaliselt või täielikult kompenseeritud.
Järelikult on välishingamissüsteem üsna kiiresti (mõne minutiga) võimeline kõrvaldama või vähendama pH nihkeid ja ennetama atsidoosi või alkaloosi teket: kopsude ventilatsiooni suurenemine 2 korda tõstab vere pH-d ligikaudu 0,2 võrra; ventilatsiooni vähendamine 25% võib vähendada pH-d 0,3-0,4 võrra.
3. Neerud (eritussüsteem)
Toimib väga aeglaselt (10-12 tundi). Kuid see mehhanism on kõige võimsam ja suudab täielikult taastada keha pH, eemaldades uriini aluselise või happelise pH väärtusega. Neerude osalemine happe-aluse tasakaalu hoidmisel seisneb vesinikioonide eemaldamises organismist, vesinikkarbonaadi reabsorbeerimises toruvedelikust, vesinikkarbonaadi sünteesis selle defitsiidi korral ja liigses eemaldamises.
Neerude nefronite poolt tekitatud vere happe-aluse tasakaalu muutuste vähendamise või kõrvaldamise peamised mehhanismid hõlmavad atsidogeneesi, ammoniogeneesi, fosfaadi sekretsiooni ja K+,Ka+-vahetusmehhanismi.
Vere pH reguleerimise mehhanism kogu organismis seisneb välishingamise, vereringe, eritus- ja puhversüsteemide ühistegevuses. Seega, kui H 2 CO 3 või muude hapete suurenenud moodustumise tulemusena ilmneb anioonide liig, neutraliseeritakse need esmalt puhversüsteemidega. Paralleelselt intensiivistub hingamine ja vereringe, mis toob kaasa süsinikdioksiidi eraldumise suurenemise kopsude kaudu. Mittelenduvad happed erituvad omakorda uriini või higiga.
Tavaliselt võib vere pH muutuda vaid lühikest aega. Loomulikult väheneb kopsude või neerude kahjustusega keha funktsionaalne võime hoida pH õigel tasemel. Kui verre ilmub suur hulk happelisi või aluselisi ioone, siis ainult puhvermehhanismid (ilma eritussüsteemide abita) ei hoia pH-d ühtlasel tasemel. See põhjustab atsidoosi või alkaloosi. avaldatud
© Olga Butakova "Happe-aluse tasakaal on elu alus"
Ajalugu
PH ja pOH võrrandid
pH väärtuse väljund
Puhtas vees temperatuuril 25 ° C on vesinikuioonide () ja hüdroksiidioonide () kontsentratsioonid samad ja moodustavad 10–7 mol / l, see tuleneb otseselt vee ioonsaaduse määratlusest, mis on võrdne ja on 10-14 mol² / l² (temperatuuril 25 °C).
Kui mõlemat tüüpi ioonide kontsentratsioonid lahuses on samad, öeldakse, et lahusel on neutraalne reaktsioon. Kui lisada veele hapet, siis vesinikuioonide kontsentratsioon suureneb ja hüdroksiidioonide kontsentratsioon väheneb vastavalt, aluse lisamisel, vastupidi, hüdroksiidioonide sisaldus suureneb ja vesinikioonide kontsentratsioon väheneb. Millal > öelda, et lahendus on hapu, ja > - jaoks aluseline.
Esitluse hõlbustamiseks kasutatakse negatiivsest eksponendist vabanemiseks vesinikioonide kontsentratsioonide asemel nende kümnendlogaritmi, mis on võetud vastupidise märgiga, mis on tegelikult vesiniku indikaator - pH).
pOH
Vastastikune pH väärtus on muutunud mõnevõrra vähem levinud - lahuse aluselisuse näitaja pOH, mis on võrdne OH-ioonide lahuse kontsentratsiooni negatiivse kümnendlogaritmiga:
nagu igas vesilahuses temperatuuril 22 ° C \u003d 1,0 × 10 - 14, on ilmne, et sellel temperatuuril:
pH väärtused erineva happesusega lahustes
- Vastupidiselt levinud arvamusele võib pH varieeruda mitte ainult vahemikus 0 kuni 14, vaid võib ka ületada neid piire. Näiteks vesinikioonide kontsentratsioonil = 10 -15 mol / l, pH = 15, hüdroksiidioonide kontsentratsioonil 10 mol / l pOH = -1.
|
Kuna temperatuuril 25 °C (standardtingimused) · = 10 -14, on selge, et sellel temperatuuril pH + pOH = 14.
Kuna happelistes lahustes > 10 -7, siis happeliste lahuste pH pH< 7, аналогично pH щелочных растворов pH >7, neutraalsete lahuste pH on 7. Kõrgematel temperatuuridel suureneb vee dissotsiatsioonikonstant ja vastavalt suureneb vee ioonprodukt, seega on pH neutraalne.< 7 (что соответствует одновременно возросшим концентрациям как H + , так и OH -); при понижении температуры, напротив, нейтральная pH возрастает.
PH väärtuse määramise meetodid
Lahuste pH väärtuse määramiseks kasutatakse laialdaselt mitmeid meetodeid. PH väärtust saab ligikaudselt hinnata indikaatorite abil, mõõta täpselt pH-meetriga või määrata analüütiliselt happe-aluse tiitrimise teel.
- Vesinikuioonide kontsentratsiooni ligikaudseks hindamiseks kasutatakse laialdaselt happe-aluse indikaatoreid - orgaanilisi värvaineid, mille värvus sõltub keskkonna pH-st. Tuntuimate näitajate hulka kuuluvad lakmus, fenoolftaleiin, metüülapelsin (metüülapelsin) jt. Indikaatorid võivad esineda kahel erinevat värvi kujul, kas happelisel või aluselisel kujul. Iga indikaatori värvimuutus toimub selle happesuse vahemikus, tavaliselt 1-2 ühikut.
PH mõõtmise töövahemiku laiendamiseks kasutatakse nn universaalset indikaatorit, mis on segu mitmest indikaatorist. Universaalne indikaator muudab järjekindlalt värvi punasest kollaseks, roheliseks, siniseks lillaks, kui liigub happelisest piirkonnast aluselise poole. PH määramine indikaatormeetodiga on häguste või värviliste lahuste puhul keeruline.
- Spetsiaalse seadme – pH-meetri – kasutamine võimaldab mõõta pH-d laiemas vahemikus ja täpsemalt (kuni 0,01 pH ühikut) kui indikaatoritega. pH määramise ionomeetriline meetod põhineb galvaanilise ahela EMF mõõtmisel millivoltmeeter-ionomeetriga, sealhulgas spetsiaalse klaaselektroodiga, mille potentsiaal sõltub H + ioonide kontsentratsioonist ümbritsevas lahuses. Meetod on mugav ja ülitäpne, eriti pärast indikaatorelektroodi kalibreerimist valitud pH vahemikus, võimaldab see mõõta läbipaistmatute ja värviliste lahuste pH-d ning on seetõttu laialdaselt kasutusel.
- Analüütiline volumetriline meetod – happe-aluse tiitrimine – annab ka täpsed tulemused lahuste happesuse määramiseks. Uuritavale lahusele lisatakse tilkhaaval teadaoleva kontsentratsiooniga lahus (tiitrimisaine). Nende segamisel toimub keemiline reaktsioon. Ekvivalentsuspunkt - hetk, mil titrandist piisab reaktsiooni täielikuks lõpuleviimiseks - fikseeritakse indikaatori abil. Edasi, teades lisatud tiitrimislahuse kontsentratsiooni ja mahtu, arvutatakse lahuse happesus.
- Temperatuuri mõju pH väärtustele
0,001 mol/L HCl 20 °C juures on pH=3, 30 °C juures pH=3
0,001 mol/L NaOH 20 °C juures on pH=11,73, 30 °C juures pH=10,83
Selles artiklis vastame küsimustele, mis on veini happesus ja kuidas seda määratakse. Mis on pH ja miks peaks tarbija seda teadma. Mis on alkoholi aste.
alkoholi aste
Üks nendest lühenditest on väga lihtne – ABV tähendab inglise keeles "alcohol by volume", need. alkoholisisaldus (meie puhul etanool) vedeliku mahus. Tavaliselt mõõdetakse protsentides. Ja kõnekeeles nimetatakse seda kraadiks. Näiteks väljend neljakümnekraadine viin tähendab, et pakutud lahus sisaldab 40-40 mahuprotsenti alkoholi.
Mahuprotsenti või kraadi mõõdetakse "puhta" etanooli milliliitrite arvuna 100 ml mahus temperatuuril 20 kraadi Celsiuse järgi.
Lühidalt on selge, et kui pudelil on kirjas ABV 5,5%, nagu näiteks mõnel Moscato d'Asti veinil, siis seda kergelt gaseeritud ja madala alkoholisisaldusega veini võib kergelt rüübata terve õhtu, kartmata pohmelli saada. järgmisel päeval. Nagu öeldakse, on keefiris rohkem alkoholi!
Muide, seetõttu on Moscato d'Asti ja teine Itaalia vahuvein Prosecco Hollywoodi pidudel nii populaarsed. Kõik kõnnivad terve õhtu, klaas käes, aga joodikuid pole. Ja võid ise koju sõita. Kuigi uudiste põhjal otsustades, ei hooli nendest pidudest osavõtjad viimasest kaalutlusest eriti.
Natuke teooriat – mis on pH
Intuitiivsel tasandil saame me kõik laias laastus aru, mis on happesus. Niiöelda "happesuse" aste. Keemias on see termin happesus, lat. aciditas, ing. happesus – tähistab vesinikioonide aktiivsust lahustes ja vedelikes.
On olemas tõeline (aktiivne) ja üldine (tiitritav) happesus. Vesilahustes on anorgaanilised ained, s.o. soolad, happed ja leelised (lahustunud) eraldatakse neid moodustavateks ioonideks.
Samal ajal positiivselt laetud vesinikuioonid H+ on happeliste omaduste ja negatiivselt laetud ioonide kandjad oh-(neid nimetatakse ka hüdroksüülideks) - leeliseliste omaduste kandjad.
Sada aastat tagasi võtsid keemikud kasutusele spetsiaalse vesinikuindeksi, mida tavaliselt tähistatakse sümbolitega pH.
Natuke matemaatikat
Mittenudistid(c) ja mittematemaatikud(c) võivad selle lõigu vahele jätta. Ja ülejäänu osas anname teada, et vesilahuste puhul kehtib tasakaaluvõrrand – H + ja OH- ioonide aktiivsuse korrutis on konstantne. Nn tavatingimustes, st. veetemperatuuril 22°C ja normaalrõhul on see võrdne 10 kuni miinus 14 astmega.
1909. aastal võttis Taani biokeemik Serensen kasutusele pH väärtuse, mis definitsiooni järgi on võrdne vesinikioonide aktiivsuse kümnendlogaritmiga, mis on võetud miinusega:
pH= - lg (H+ aktiivsus)
Neutraalses keskkonnas, nagu just ütlesime, on ioonide aktiivsused võrdsed, s.t. H+ aktiivsuse ja OH- aktiivsuse korrutis on võrdne H+ aktiivsuse ruuduga. Ja see võrdub 10 miinus 14. astmega.
Niisiis, pärast 14 jagamist 2-ga, on negatiivne kümnendlogaritm 7. See tähendab, et (temperatuuril 22 ° C) on puhta vee happesus, see tähendab neutraalne happesus, võrdne seitsme ühikuga: pH= 7.
Lahused ja vedelikud loetakse happeliseks, kui need on pH vähem kui 7 ja leeliseline, kui rohkem.
Tavaliselt on toiduained, sealhulgas vein, happelised. Aluselised reaktsioonid on taigna keemilised kergitusained (sooda, ammooniumkarbonaat) ja nende kasutamisega valmistatud tooted, nagu küpsised ja piparkoogid.
Kolm tüüpi happesust
Tuleme tagasi süütunde juurde. Termin "happesus" on veinide analüüsimisel, kirjeldamisel ja valmistamisel üks enim kasutatavaid. Tegelikult on happesus veini keemia ja maitse üks olulisemaid omadusi. Veinivalmistamisel on kolme tüüpi happelisust:
- kokku või tiitritud
- aktiivne või tõsi – see on [vesinik] aktiivsuse indikaator pH
- lenduv happesus
Tiitritav happesus
Tiitritav ehk üldhappesus määrab kõigi vabade hapete ja nende happesoolade sisalduse mahlas või veinis agregaadis.
Selle väärtuse määrab nende hapete neutraliseerimiseks vajaliku leelise (näiteks naatriumhüdroksiidi või kaaliumi) kogus. See tähendab leelise kogust, mis tuleb veinile lisada, et saada sellest absoluutselt neutraalne lahus (pH=7,0).
Üldhappesust mõõdetakse grammides liitri kohta.
Aktiivne happesus
Aktiivne või tõeline happesus pH . Matemaatiliselt on see vesinikioonide kontsentratsiooni negatiivne logaritm, nagu eespool mainitud. Tehniliselt on see kõige täpsem veini happesuse mõõt.
See sõltub veinis sisalduvate tugevaimate hapete kogusest. Tugevad happed on need, millel on kõrgeim dissotsiatsioonikonstant (Kd) [happed].
Näide tüüpilistest hapetest, mis on järjestatud "tugevuse" järgi, st dissotsiatsioonikonstandi (happeastme) kahanevas järjekorras:
- Sidrun Cd = 8,4 10-4
- Merevaik Cd = 7,4 10-4
- Apple Cd = 3,95 10-4
- Piimatoodete Kd = 1,4 10-4
Väärtusest pH oleneb primaarse ja sekundaarse käärimisproduktide kvantitatiivsest suhtest, veini kalduvusest oksüdeeruda, kristallilisest ja bioloogilisest hägususest, vastuvõtlikkusest defektidele ja veini haiguskindlusest.
Näited
Logaritmilise seose lihtne selgitus. Lahendus koos pH= 3 on kümme korda happelisem kui lahus pH= 4. Või praktilisema näitena veini koos pH= 3,2 25% happelisem kui vein pH= 3.3.
Kui on vaja veini happesust korrigeerida, lisavad veinivalmistajad piimhappe 1,9 g/l ja viinhappe (dioksimerevaik- või viinhappe) 2,27 g/l segu. See võimaldab vähendada pH ligikaudu 0,1 võrra (vahemikus 3 kuni 4).
Ja kui näiteks vein oli pH = 3,7 ja veinivalmistaja soovib viia selle pH = 3,5-ni, kahekordistab ta seda "annust".
VäärtuspHmõne toote puhul
Allolev tabel näitab mõnede levinud toiduainete ja puhta vee happesuse väärtusi erinevatel temperatuuridel:
| Toode | happesus, pH |
| Sidrunimahl | 2,1 |
| Vein, u. | 3,5 |
| Tomatimahl | 4,1 |
| apelsinimahl | 4,2 |
| Must kohv | 5,0 |
| Puhas vesi 100°C juures | 6,13 |
| Puhas vesi temperatuuril 50°C | 6,63 |
| Värske piim | 6,68 |
| Puhas vesi temperatuuril 22°C | 7,0 |
| Puhas vesi temperatuuril 0 °C | 7,48 |
Lenduv happesus
Lenduv happesus või lühendatult VA on see osa veinis leiduvatest hapetest, mida saab nina kaudu tuvastada.
Erinevalt nendest hapetest, mis on maitse järgi tuntavad (nagu me eespool rääkisime).
Lenduv happesus ehk teisisõnu veini hapnemine on üks levinumaid defekte. Selle peamised süüdlased on äädikhape (lõhnab nagu äädikas) ja selle ester, etüülatsetaat (lõhnab nagu küünelakk).
Lenduva happesuse eest vastutavad bakterid arenevad madala happesuse ja kõrge suhkrusisaldusega tingimustes. Väikestes kontsentratsioonides annab veinile pikantsuse lenduv happesus. Ja kui lävi on ületatud, ummistab äädika-laki komponent kasulikud aroomid ja rikub veini maitset.
Laadimine...