A hidrogénindex - pH - az oldatban lévő hidrogénionok aktivitásának (híg oldatok esetén a koncentrációt tükrözi) mértéke, mennyiségileg kifejezve annak savasságát, negatív (ellentétes előjellel vett) decimális logaritmusként számítva. tevékenység hidrogénionok, mól per literben kifejezve.
pH = – log
Ezt a koncepciót 1909-ben Sørensen dán vegyész vezette be. Az indikátort pH-nak nevezik, a latin potentia hydrogeni - a hidrogén erőssége, vagy pondus hydrogenii - a hidrogén tömege szavak első betűi után.
Az inverz pH-érték valamivel kevésbé elterjedt - az oldat bázikusságának mutatója, a pOH, amely megegyezik az oldatban lévő OH-ionok koncentrációjának negatív decimális logaritmusával:
рОН = – log
A 25°C-os tiszta vízben a hidrogénionok () és a hidroxidionok () koncentrációja megegyezik és eléri a 10 -7 mol/l-t, ez egyenesen következik a víz K w autoprotolízis-állandójából, amit egyébként ún. a víz ionos terméke:
K w = 10–14 [mol 2 /l 2 ] (25 °C-on)
pH + pH = 14
Ha egy oldatban mindkét típusú ion koncentrációja azonos, az oldatot semlegesnek mondjuk. Ha savat adunk a vízhez, a hidrogénionok koncentrációja növekszik, és ennek megfelelően csökken a hidroxidionok koncentrációja; ha bázist adunk hozzá, ellenkezőleg, a hidroxidion-tartalom nő, a hidrogénionok koncentrációja pedig csökken. Amikor > az oldatot savasnak mondjuk, > mikor > lúgosnak.
pH meghatározása
Az oldatok pH-értékének meghatározására számos módszert alkalmaznak.
1) A pH-érték megközelítőleg megbecsülhető indikátorokkal, pontosan mérhető pH-mérővel, vagy analitikusan meghatározható sav-bázis titrálással.
A hidrogénionok koncentrációjának hozzávetőleges becsléséhez széles körben használják a sav-bázis indikátorokat - szerves festékanyagokat, amelyek színe a közeg pH-jától függ. A legismertebb indikátorok közé tartozik a lakmusz, a fenolftalein, a metilnarancs (metilnarancs) és mások. Az indikátorok két különböző színű formában létezhetnek – savas vagy bázikus formában. Az egyes indikátorok színváltozása a saját, általában 1-2 egység savassági tartományában történik (lásd 1. táblázat, 2. lecke).
A pH mérések munkatartományának bővítésére úgynevezett univerzális indikátort alkalmaznak, amely több indikátor keveréke. Az univerzális indikátor egymás után változtatja a színét pirosról sárgára, zöldre, kékre ibolyára, amikor savas területről lúgosra vált. A pH indikátor módszerrel történő meghatározása nehézkes zavaros vagy színes oldatok esetén.
2) Az analitikus volumetrikus módszer - sav-bázis titrálás - is megadja pontos eredményeket oldatok összes savasságának meghatározása. Ismert koncentrációjú oldatot (titrálószert) csepegtetünk a vizsgálati oldathoz. Ha összekeverik, kifolyik kémiai reakció. Az ekvivalencia pontot - azt a pillanatot, amikor pontosan elegendő titrálószer van a reakció teljes befejezéséhez - indikátor segítségével rögzítjük. Ezután a hozzáadott titrálóoldat koncentrációjának és térfogatának ismeretében kiszámítjuk az oldat összes savasságát.
A környezet savassága sokak számára fontos kémiai folyamatok, és egy adott reakció előfordulásának lehetősége vagy eredménye gyakran függ a környezet pH-jától. Egy bizonyos pH-érték fenntartása a reakciórendszerben közben laboratóriumi kutatás vagy a gyártás során olyan pufferoldatokat használnak, amelyek lehetővé teszik szinte állandó pH-érték fenntartását, ha hígítják, vagy ha kis mennyiségű savat vagy lúgot adnak az oldathoz.
A pH-értéket széles körben használják különféle biológiai közegek sav-bázis tulajdonságainak jellemzésére (2. táblázat).
A reakcióközeg savassága különösen fontos az élő rendszerekben lezajló biokémiai reakciók szempontjából. A hidrogénionok koncentrációja az oldatban gyakran befolyásolja fizikai-kémiai jellemzőkés a fehérjék biológiai aktivitása és nukleinsavak, ezért azért normál működés A szervezetben a sav-bázis homeosztázis fenntartása rendkívüli jelentőségű feladat. Az optimális pH dinamikus fenntartása biológiai folyadékok pufferrendszerek működésével érhető el.
3) Használat speciális eszköz– pH-mérő – lehetővé teszi a pH mérését szélesebb tartományban és pontosabban (akár 0,01 pH-egységig), mint az indikátorok használatával, kényelmes és nagy pontosság, lehetővé teszi az átlátszatlan és színes oldatok pH-értékének mérését, ezért széles körben használják.
pH-mérővel mérik a hidrogénionok koncentrációját (pH) oldatokban, ivóvízben, élelmiszerekben és nyersanyagokban, tárgyakban környezetés a termelés folyamatos felügyeleti rendszerei technológiai folyamatok, beleértve az agresszív környezetet is.
A pH-mérő nélkülözhetetlen az urán és a plutónium leválasztására szolgáló pH-oldatok hardveres monitorozásához, amikor a kalibrálás nélküli berendezések leolvasásának helyességére vonatkozó követelmények rendkívül magasak.
A készülék használható helyhez kötött és mobil laboratóriumokban, beleértve a terepi laboratóriumokat, valamint klinikai diagnosztikai, törvényszéki, kutató- és gyártólaboratóriumokban, beleértve a hús-, tej- és sütőipart.
Utóbbi időben A pH-mérőket széles körben használják az akváriumi gazdálkodásban, a háztartási vízminőség-ellenőrzésben, a mezőgazdaságban (különösen a hidroponikában), valamint egészségügyi diagnosztikában is.
2. táblázat: egyesek pH-értékei biológiai rendszerekés egyéb megoldások
PH érték, pH(lat. pondus hydrogenii- „hidrogén tömege”, kiejtve "peh") az oldatban lévő hidrogénionok aktivitásának mértéke (a koncentrációval egyenértékű erősen híg oldatokban), amely mennyiségileg kifejezi az oldat savasságát. Nagyságrendje megegyezik a hidrogénionok aktivitásának decimális logaritmusával és ellentétes előjellel, amelyet mol per literben fejeznek ki:
A pH-érték története.
Koncepció PH érték Sørensen dán vegyész vezette be 1909-ben. A mutatót ún pH (a latin szavak első betűi szerint potentia hydrogeni- a hidrogén erőssége, ill pondus hydrogeni- hidrogén tömege). A kémiában kombinációval pXáltalában olyan mennyiséget jelöl, amely egyenlő napló X, és a levél H ebben az esetben jelölje a hidrogénionok koncentrációját ( H+), vagy inkább a hidroniumionok termodinamikai aktivitása.
A pH-ra és a pOH-ra vonatkozó egyenletek.
pH érték megjelenítése.
25 °C-os tiszta vízben a hidrogénionok koncentrációja ([ H+]) és hidroxidionok ([ Ó− ]) azonosnak és 10 −7 mol/l-nek megfelelőnek bizonyulnak, ez egyértelműen következik a víz ionos termékének definíciójából, egyenlő [ H+] · [ Ó− ] és 10 −14 mol²/l² (25 °C-on).
Ha egy oldatban kétféle ion koncentrációja azonos, akkor az oldatot semlegesnek mondjuk. Ha savat adunk a vízhez, a hidrogénionok koncentrációja növekszik, és a hidroxidionok koncentrációja csökken; ha bázist adunk, ellenkezőleg, a hidroxidion-tartalom nő, a hidrogénionok koncentrációja pedig csökken. Amikor [ H+] > [Ó− ] azt mondják, hogy az oldat savasnak bizonyul, és amikor [ Ó − ] > [H+] - lúgos.
Hogy kényelmesebb legyen elképzelni, megszabadulni a negatív exponenstől, a hidrogénionok koncentrációi helyett a decimális logaritmusukat használjuk, amelyet a ellentétes jel, amely egy hidrogén indikátor - pH.
A pOH oldat bázikusságának mutatója.
A fordítva valamivel kevésbé népszerű pH méret - oldat bázikussági indexe, pOH, amely egyenlő az oldatban lévő ionok koncentrációjának decimális logaritmusával (negatív). Ó − :
mint bármely 25 °C-os vizes oldatban, ami ezen a hőmérsékleten azt jelenti:
pH-értékek változó savasságú oldatokban.
- A közhiedelemmel ellentétben, pH a 0 és 14 közötti tartományon túl változhat, és túllépheti ezeket a határokat. Például hidrogénionok koncentrációja esetén [ H+] = 10–15 mol/l, pH= 15, 10 mol/l hidroxidion-koncentrációnál pOH = −1 .
Mert 25 °C-on (standard körülmények) [ H+] [Ó − ] = 10 −14 , akkor egyértelmű, hogy ilyen hőmérsékleten pH + pHOH = 14.
Mert savas oldatokban [ H+] > 10 −7 , ami azt jelenti, hogy savas oldatoknál pH < 7, соответственно, у щелочных растворов pH > 7 , pH semleges megoldások a 7. Továbbiakért magas hőmérsékletek a víz elektrolitikus disszociációs állandója nő, ami azt jelenti, hogy a víz ionos terméke nő, akkor semleges lesz pH= 7 (ami egyidejűleg megnövekedett koncentrációknak felel meg, mint H+, így Ó−); csökkenő hőmérséklet mellett, éppen ellenkezőleg, semleges pH növeli.
A pH-érték meghatározásának módszerei.
Az érték meghatározására többféle módszer létezik pH megoldásokat. A hidrogénindexet indikátorokkal hozzávetőlegesen becsülik meg, és pontosan mérik pH-méterrel vagy analitikusan meghatározva sav-bázis titrálással.
- A hidrogénion-koncentráció durva becslésére gyakran használják sav-bázis indikátorok- szerves festékanyagok, amelyek színe attól függ pH környezet. A legnépszerűbb indikátorok: lakmusz, fenolftalein, metilnarancs (metilnarancs) stb. Az indikátorok két különböző színű formában lehetnek - savas vagy bázikus. Az összes indikátor színe a saját savtartalmán belül változik, gyakran 1-2 egység.
- A munkamérési intervallum növelésére pH alkalmaz univerzális indikátor, amely több mutató keveréke. Az univerzális indikátor egymás után változtatja a színét pirosról sárgára, zöldre, kékre ibolyára, amikor savas területről lúgosra vált. Definíciók pH az indikátor módszer használata zavaros vagy színes oldatok esetén nehéz.
- Egy speciális eszköz használata - pH-méter - lehetővé teszi a mérést pH szélesebb tartományban és pontosabban (akár 0,01 egység pH), mint a mutatók használata. Ionometrikus meghatározási módszer pH egy galvánkör emf-jének millivoltméteres ionométerrel történő mérésén alapul, amely üvegelektródát tartalmaz, amelynek potenciálja az ionkoncentrációtól függ H+ a környező megoldásban. A módszer rendkívül pontos és kényelmes, különösen az indikátorelektróda kiválasztott tartományban történő kalibrálása után pH, amely lehetővé teszi a mérést pHátlátszatlan és színes oldatok, ezért gyakran használják.
- Analitikai térfogati módszer — sav-bázis titrálás— pontos eredményeket ad az oldatok savasságának meghatározására is. Ismert koncentrációjú oldatot (titrálószert) csepegtetünk a vizsgált oldathoz. Ha összekeverik őket, kémiai reakció megy végbe. Az ekvivalenciapontot - azt a pillanatot, amikor pontosan elegendő titrálószer van a reakció befejezéséhez - indikátor segítségével rögzítjük. Ezt követően, ha ismert a hozzáadott titrálóoldat koncentrációja és térfogata, meghatározzuk az oldat savasságát.
- pH:
0,001 mol/l HCl 20 °C-on van pH=3, 30 °C-on pH=3,
0,001 mol/l NaOH 20 °C-on van pH=11,73, 30 °C-on pH=10,83,
A hőmérséklet hatása az értékekre pH a hidrogénionok (H +) eltérő disszociációjával magyarázható, és nem kísérleti hiba. A hőmérsékleti hatás nem kompenzálható elektronikusan pH-méter.
A pH szerepe a kémiában és a biológiában.
A környezet savassága fontos a legtöbb kémiai folyamathoz, és egy adott reakció előfordulásának lehetősége vagy eredménye gyakran függ attól, pH környezet. Megőrizni egy bizonyos értéket pH a reakciórendszerben laboratóriumi kutatások vagy gyártás során olyan pufferoldatokat használnak, amelyek lehetővé teszik a szinte állandó érték fenntartását pH ha hígítják, vagy ha kis mennyiségű savat vagy lúgot adnak az oldathoz.
PH érték pH gyakran használják különféle biológiai közegek sav-bázis tulajdonságainak jellemzésére.
A biokémiai reakciók szempontjából nagy jelentősége van az élő rendszerekben előforduló reakcióközeg savasságának. A hidrogénionok koncentrációja az oldatban gyakran befolyásolja a fehérjék és nukleinsavak fizikokémiai tulajdonságait, biológiai aktivitását, ezért a szervezet normális működése szempontjából a sav-bázis homeosztázis fenntartása kiemelten fontos feladat. Az optimális dinamikus karbantartása pH biológiai folyadékok a szervezet pufferrendszereinek hatása alatt érhető el.
BAN BEN emberi test A különböző szervekben a pH-érték eltérő.
|
Néhány jelentés pH. |
|
|
Anyag |
|
|
Elektrolit az ólom akkumulátorokban |
|
|
Citromlé (5% citromos oldat sav) |
|
|
Élelmiszer-ecet |
|
|
Coca Cola |
|
|
Almalé |
|
|
Bőr egészséges ember |
|
|
Savas eső |
|
|
Tiszta víz 25 °C-on |
|
|
Szappan (zsír) kézre |
|
|
Fehérítő (fehérítő) |
|
|
Tömény lúgoldatok |
|
Az élő szervezet szövetei nagyon érzékenyek a pH-ingadozásokra - a megengedett tartományon kívül a fehérjék denaturálódnak: a sejtek elpusztulnak, az enzimek elveszítik funkciójukat, és a szervezet halála lehetséges.
Mi a pH (hidrogén index) és a sav-bázis egyensúly
A sav és lúg arányát bármely oldatban sav-bázis egyensúlynak nevezzük(ASR), bár a fiziológusok úgy vélik, hogy helyesebb ezt az arányt sav-bázis állapotnak nevezni.
A KShchR-t egy speciális mutató jellemzi pH(teljesítmény Hidrogén - „hidrogénteljesítmény”), amely az adott oldatban lévő hidrogénatomok számát mutatja. 7,0 pH-nál semleges környezetről beszélnek.
Minél alacsonyabb a pH-érték, annál savasabb a környezet (6,9-ről O-ra).
Lúgos környezet rendelkezik magas szint pH (7,1-14,0).
Az emberi test 70%-a víz, így a víz az egyik legfontosabb alkotóeleme. T evettAz embernek van egy bizonyos sav-bázis aránya, amelyet pH (hidrogén) indikátor jellemez.
A pH-érték a pozitív töltésű ionok (savas környezetet képező) és a negatív töltésű ionok (lúgos környezetet képező) arányától függ.
A szervezet folyamatosan törekszik ennek az aránynak a kiegyensúlyozására, egy szigorúan meghatározott pH-szint fenntartására. Ha az egyensúly megbomlik, számos súlyos betegség léphet fel.
Tartsa fenn a megfelelő pH-egyensúlyt az egészség érdekében
A szervezet képes megfelelően felvenni és tárolni az ásványi anyagokat és tápanyagok csak a megfelelő sav-bázis egyensúly mellett. Az élő szervezet szövetei nagyon érzékenyek a pH ingadozására - a megengedett tartományon kívül a fehérjék denaturálódnak: a sejtek elpusztulnak, az enzimek elvesztik funkciójukat, és a szervezet halála lehetséges. Ezért a szervezet sav-bázis egyensúlya szigorúan szabályozott.
Szervezetünk sósavat használ az élelmiszerek lebontására. A szervezet létfontosságú tevékenységének folyamatában mind a savas, mind a lúgos ételek szétesés, és az előbbiekből több képződik, mint az utóbbiból. Ezért a szervezet védekező rendszerei, biztosítva az ASR változatlanságát, elsősorban a semlegesítésre és megszüntetésre vannak „hangolva”, savas ételek hanyatlás.
A vér enyhén lúgos reakciót mutat: Az artériás vér pH-ja 7,4, a vénás véré 7,35 (a CO2-többlet miatt).
Akár 0,1 pH-eltolódás is súlyos patológiához vezethet.
Amikor a vér pH-értéke 0,2-el eltolódik, kóma alakul ki, és 0,3-ra az ember meghal.
A szervezet PH-szintje eltérő
A nyál túlnyomórészt lúgos reakció (pH ingadozása 6,0-7,9)
A vegyes emberi nyál savassága jellemzően 6,8-7,4 pH, de magas nyálelválasztás esetén eléri a 7,8 pH-t. A nyál savassága parotis mirigyek egyenlő 5,81 pH-val, submandibularis - 6,39 pH. Gyermekeknél a vegyes nyál savassága átlagosan 7,32 pH, felnőtteknél - 6,40 pH (Rimarchuk G.V. et al.). A nyál sav-bázis egyensúlyát pedig a vér hasonló egyensúlya határozza meg, amely táplálja a nyálmirigyeket.
Nyelőcső - A nyelőcső normál savassága 6,0-7,0 pH.
Máj - az epehólyag-epe reakciója közel semleges (pH 6,5-6,8), a máj epe reakciója lúgos (pH 7,3-8,2)
Gyomor - erősen savas (az emésztés magasságában pH 1,8-3,0)
Az elméletileg lehetséges maximális savasság a gyomorban 0,86 pH, ami 160 mmol/l-es savtermelésnek felel meg. A minimális elméletileg lehetséges savasság a gyomorban 8,3 pH, ami megfelel a HCO 3 - ionok telített oldatának savasságának. A gyomor lumenének normál savassága éhgyomorra 1,5-2,0 pH. A gyomor lumenje felé eső hámréteg felületének savassága 1,5-2,0 pH. A gyomor hámrétegének mélyén a savasság körülbelül 7,0 pH. A gyomor antrumának normál savassága 1,3-7,4 pH.
Általános tévhit, hogy az ember fő problémája az fokozott savasság gyomor. Gyomorégést és fekélyeket okoz.
Valójában sokkal nagyobb probléma az alacsony gyomorsav, ami sokszor gyakoribb.
A gyomorégés fő oka 95%-ban nem a sósav feleslege, hanem hiánya a gyomorban.
A sósav hiánya ideális feltételeket teremt a kolonizációhoz béltraktus különféle baktériumok, protozoonok és férgek.
A helyzet alattomossága az, hogy az alacsony gyomorsav „csendben viselkedik”, és az ember nem veszi észre.
Az alábbiakban felsoroljuk azokat a tüneteket, amelyek a gyomor savasságának csökkenésére utalnak.
- Étkezés után kellemetlen érzés a gyomorban.
- Hányinger a gyógyszerek bevétele után.
- Puffadás a vékonybélben.
- Laza széklet vagy székrekedés.
- Emésztetlen élelmiszer-részecskék a székletben.
- Viszketés a végbélnyílás körül.
- Többféle ételallergia.
- Diszbakteriózis vagy candidiasis.
- Fejlett véredény az arcokon és az orron.
- Pattanás.
- Gyenge, hámló körmök.
- Vérszegénység a rossz vasfelszívódás miatt.
Természetesen pontos diagnózis alacsony savasság meg kell határozni a gyomornedv pH-ját(ehhez gasztroenterológushoz kell fordulni).
Ha magas a savasság, sok gyógyszer létezik a savasság csökkentésére.
Alacsony savtartalom esetén hatékony eszközök nagyon kevés.
A gyomornedv (üröm, calamus, borsmenta, édeskömény stb.) szekréciójának serkentésére általában sósavkészítményeket vagy növényi keserűt használnak.
Hasnyálmirigy - a hasnyálmirigy lé enyhén lúgos (pH 7,5-8,0)
Vékonybél - lúgos reakció (pH 8,0)
Normál savasság a hagymában patkóbél 5,6-7,9 pH. A savasság sovány és ileum semleges vagy enyhén lúgos, és pH-értéke 7-8 között van. A lé savassága vékonybél 7,2-7,5 pH. Fokozott szekrécióval eléri a 8,6 pH-t. A nyombélmirigy váladékának savassága pH 7 és 8 között van.
Vastagbél - gyenge savas reakció(5,8-6,5 pH)
Ez egy enyhén savas környezet, amelyet a normál mikroflóra, különösen a bifidobaktériumok, laktobacillusok és propionobaktériumok tartanak fenn, mivel semlegesítik a lúgos anyagcseretermékeket, és savas metabolitjaikat - tejsavat és más szerves savakat - termelik. Szerves savak termelésével és a béltartalom pH-értékének csökkentésével, normál mikroflóra olyan körülményeket teremt, amelyek között a patogén és opportunista mikroorganizmusok nem tudnak szaporodni. Éppen ezért a streptococcusok, a staphylococcusok, a klebsiella, a clostridia gombák és más „rossz” baktériumok az egészséges ember teljes bélmikroflórájának mindössze 1%-át teszik ki.
A vizelet túlnyomórészt enyhén savas (pH 4,5-8)
Kén- és foszfortartalmú állati fehérjéket tartalmazó élelmiszerek fogyasztásakor többnyire savas vizelet (pH 5-nél kisebb) ürül ki; a végső vizeletben jelentős mennyiségű szervetlen szulfát és foszfát található. Ha az étel főként tejtermékből vagy növényi eredetű, akkor a vizelet hajlamos lúgosodni (pH több mint 7). A vesetubulusok jelentős szerepet játszanak a sav-bázis egyensúly fenntartásában. Savas vizelet keletkezik minden olyan állapotban, amely metabolikus vagy légúti acidózishoz vezet, mivel a vesék kompenzálják a sav-bázis állapot változásait.
Bőr – enyhén savas reakció (pH 4-6)
Ha bőröd hajlamos a zsírosodásra, a pH-érték megközelítheti az 5,5-öt. Ha pedig nagyon száraz a bőr, akkor a pH 4,4 is lehet.
A bőr baktericid tulajdonsága, amely képes ellenállni a mikrobiális inváziónak, a keratin savas reakciójának köszönhető. kémiai összetétel faggyú és izzadság, a felületén víz-lipid védőköpeny jelenléte magas koncentráció hidrogénionok. Alacsony molekulatömeget tartalmaz zsírsav, elsősorban a glikofoszfolipidek és a szabad zsírsavak, bakteriosztatikus hatásúak, amelyek szelektívek a kórokozó mikroorganizmusokra.
Nemi szervek
A nők hüvelyének normál savassága 3,8 és 4,4 pH között van, átlagosan 4,0 és 4,2 pH között van.
Születéskor a lány hüvelye steril. Ezután néhány napon belül számos baktérium népesíti be, főleg staphylococcusok, streptococcusok és anaerobok (vagyis olyan baktériumok, amelyek életéhez nincs szükség oxigénre). A menstruáció kezdete előtt a hüvely savassági szintje (pH) közel semleges (7,0). De pubertáskor a hüvely falai megvastagodnak (az ösztrogén, a női nemi hormonok egyike hatására), a pH 4,4-re csökken (azaz megnő a savasság), ami változásokat okoz a hüvelyflórában.
A méhüreg normál esetben steril, a kórokozó mikroorganizmusok bejutását a hüvelybe benépesítő, környezete magas savasságát fenntartó laktobacillusok akadályozzák meg. Ha valamilyen oknál fogva a hüvely savassága lúgossá tolódik el, a laktobacillusok száma meredeken lecsökken, és helyettük más mikrobák fejlődnek ki, amelyek bejuthatnak a méhbe és gyulladáshoz, majd terhességi problémákhoz vezethetnek.
Sperma
A spermiumok normál savassági szintje 7,2 és 8,0 pH között van. A spermium pH-értékének emelkedése akkor következik be, amikor fertőző folyamat. A spermiumok élesen lúgos reakciója (savasság körülbelül 9,0-10,0 pH) patológiát jelez prosztata. Amikor mindkét ondóhólyag kiválasztó csatornája elzáródott, a spermium savas reakciója figyelhető meg (savasság 6,0-6,8 pH). Az ilyen spermiumok megtermékenyítő képessége csökken. BAN BEN savas környezet a spermiumok elvesztik mozgékonyságukat és elpusztulnak. Ha az ondófolyadék savassága 6,0 pH alá csökken, a spermiumok teljesen elveszítik mozgékonyságukat és elpusztulnak.
A sejtek és az intercelluláris folyadék
A test sejtjeiben a pH körülbelül 7, az extracelluláris folyadékban 7,4. A sejten kívüli idegvégződések nagyon érzékenyek a pH változásaira. A mechanikus ill hőkárosodás szövetek, sejtfalak elpusztulnak, és tartalmuk az idegvégződésekre kerül. Ennek eredményeként a személy fájdalmat érez.
Olaf Lindahl skandináv kutató a következő kísérletet végezte: egy speciális tű nélküli injektor segítségével nagyon vékony oldatsugarat fecskendeztek át egy ember bőrén, amely nem károsította a sejteket, hanem az idegvégződésekre hatott. Kimutatták, hogy a hidrogénkationok okoznak fájdalmat, és ahogy az oldat pH-ja csökken, a fájdalom erősödik.
Hasonlóképpen, a hangyasav oldata, amelyet csípős rovarok vagy csalánok a bőr alá fecskendeznek, közvetlenül „hat az idegekre”. Más jelentése A szövet pH-ja azt is megmagyarázza, hogy egyes gyulladások miért okoznak fájdalmat, mások miért nem.
Érdekes módon a tiszta víz bőr alá fecskendezése különösen adott erőteljes fájdalom. Ez az első pillantásra furcsa jelenség a következőképpen magyarázható: sejtek érintkezéskor tiszta víz ozmotikus nyomás hatására felszakadnak és tartalmuk az idegvégződésekre hat.
1. táblázat: Hidrogén indikátorok oldatokhoz
|
Megoldás |
RN |
|
HCl |
1,0 |
|
H2SO4 |
1,2 |
|
H2C2O4 |
1,3 |
|
NaHS04 |
1,4 |
|
N 3 PO 4 |
1,5 |
|
Gyomorlé |
1,6 |
|
Borsav |
2,0 |
|
2,1 |
|
|
HNO2 |
2,2 |
|
Citromlé |
2,3 |
|
Tejsav |
2,4 |
|
2,4 |
|
|
3,0 |
|
|
Grapefruitlé |
3,2 |
|
CO 2 |
3,7 |
|
Almalé |
3,8 |
|
H2S |
4,1 |
|
Vizelet |
4,8-7,5 |
|
Fekete kávé |
5,0 |
|
Nyál |
7,4-8 |
|
Tej |
6,7 |
|
Vér |
7,35-7,45 |
|
Epe |
7,8-8,6 |
|
Óceán víz |
7,9-8,4 |
|
Fe(OH)2 |
9,5 |
|
MgO |
10,0 |
|
Mg(OH)2 |
10,5 |
|
Na 2 CO 3 |
|
|
Ca(OH)2 |
11,5 |
|
NaOH |
13,0 |
A halikra és az ivadék különösen érzékeny a pH-változásra. A táblázat számos érdekes megfigyelést tesz lehetővé. A pH-értékek például azonnal jelzik a savak és bázisok relatív erősségét. Szintén jól látható a semleges környezet erős változása a gyenge savak és bázisok által képződött sók hidrolízise, valamint a savas sók disszociációja során.
A vizelet pH-ja nem jó mutatója a test általános pH-értékének, és nem jó mutatója az általános egészségi állapotnak.
Más szóval, nem számít, mit eszel, és nem számít, milyen a vizelet pH-ja, teljesen biztos lehetsz benne, hogy az artériás vér pH-ja mindig 7,4 körül lesz.
Amikor az ember például savas ételeket vagy állati fehérjét fogyaszt, pufferrendszerek hatására a pH a savas oldalra tolódik el (7-nél kisebb lesz), és ha elfogyasztja pl. ásványvíz vagy növényi élelmiszerek - lúgosra (7-nél több lesz). A pufferrendszerek a pH-t a szervezet számára elfogadható tartományon belül tartják.
Egyébként az orvosok azt állítják, hogy sokkal könnyebben toleráljuk a savas oldalra való eltolódást (ugyanaz az acidózis), mint a lúgos oldalra való eltolódást (alkalózis).
Valamilyen módon változtassa meg a vér pH-értékét külső hatás lehetetlen.
A VÉR PH FENNTARTÁSÁNAK FŐ MECHANIZMUSAI:
1. Vérpufferrendszerek (karbonát, foszfát, fehérje, hemoglobin)
Ez a mechanizmus nagyon gyorsan hat (a másodperc töredékei), ezért a belső környezet stabilitását szabályozó gyors mechanizmusok közé tartozik.
Bikarbonát vérpuffer elég erős és legmobilabb.
A vér és más testnedvek egyik fontos puffere a bikarbonát pufferrendszer (HCO3/CO2): CO2 + H2O ⇄ HCO3- + H+ A vér bikarbonát pufferrendszerének fő feladata a H+ ionok semlegesítése. Ez a pufferrendszer különösen fontos szerepet játszik, mivel mindkét pufferkomponens koncentrációja egymástól függetlenül állítható; [CO2] - légzés útján, - a májban és a vesében. Így ez egy nyílt pufferrendszer.
A hemoglobin pufferrendszer a legerősebb.
A vér pufferkapacitásának több mint felét teszi ki. Puffer tulajdonságai a hemoglobint a redukált hemoglobin (HHb) és annak aránya határozza meg kálium só(KN).
Plazma fehérjék az aminosavak ionizáló képessége miatt pufferfunkciót is ellátnak (a vér pufferkapacitásának kb. 7%-a). Savas környezetben savmegkötő bázisként viselkednek.
Foszfát puffer rendszer(a vér pufferkapacitásának kb. 5%-a) szervetlen vérfoszfátok alkotják. A sav tulajdonságait az egybázisú foszfát (NaH 2 P0 4), a bázisok tulajdonságait pedig a kétbázisú foszfát (Na 2 HP0 4) mutatja. Ugyanolyan elven működnek, mint a bikarbonátok. Mivel azonban alacsony tartalom A foszfátok vérében ennek a rendszernek a kapacitása kicsi.
2. Légzőrendszeri (tüdő) szabályozó rendszer.
Mivel a tüdő könnyen szabályozza a CO2-koncentrációt, ez a rendszer jelentős pufferkapacitással rendelkezik. A felesleges mennyiségű CO 2 eltávolítását és a bikarbonát és hemoglobin pufferrendszerek regenerálódását a tüdő végzi.
Nyugalomban egy személy 230 ml-t választ ki szén-dioxid percenként, vagyis körülbelül 15 ezer mmol naponta. Amikor a szén-dioxidot eltávolítják a vérből, körülbelül egyenértékű mennyiségű hidrogénion tűnik el. Ezért a légzés fontos szerepet játszik a sav-bázis egyensúly fenntartásában. Tehát, ha a vér savassága növekszik, akkor a hidrogénion-tartalom növekedése a pulmonalis lélegeztetés (hiperventiláció) növekedéséhez vezet, miközben a szén-dioxid molekulák nagy mennyiségben ürülnek ki, és a pH visszatér a normál szintre.
A bázistartalom növekedését hipoventiláció kíséri, aminek következtében a vér szén-dioxid-koncentrációja és ennek megfelelően a hidrogénionok koncentrációja nő, és a vér reakciójának eltolódása lúgos oldal részben vagy teljesen kompenzálva.
Ezért a rendszer külső légzés Meglehetősen gyorsan (néhány percen belül) képes megszüntetni vagy csökkenteni a pH-eltolódást, és megelőzni az acidózis vagy alkalózis kialakulását: a tüdő lélegeztetésének kétszeresének növelése a vér pH-értékét kb. 0,2-rel növeli; a szellőzés 25%-os csökkentése a pH-t 0,3-0,4-re csökkentheti.
3. Vese (kiválasztó rendszer)
Nagyon lassan hat (10-12 óra). De ez a mechanizmus a legerősebb, és képes teljesen visszaállítani a szervezet pH-értékét a lúgos vagy savas pH-értékekkel rendelkező vizelet eltávolításával. A vesék részvétele a sav-bázis egyensúly fenntartásában a hidrogénionok eltávolítása a szervezetből, a bikarbonát visszaszívása a tubuláris folyadékból, a bikarbonát szintézise hiány esetén és eltávolítása, ha felesleg van.
A vese nefronok által megvalósított vérsavban gazdag hormon eltolódások csökkentésének vagy megszüntetésének fő mechanizmusai közé tartozik az acidogenezis, az ammóniagenezis, a foszfátszekréció és a K+, Ka+ cseremechanizmus.
Az egész szervezetben a vér pH-jának szabályozásának mechanizmusa a külső légzés, a vérkeringés, a kiválasztó és a pufferrendszer együttes hatása. Tehát, ha a H 2 C0 3 vagy más savak fokozott képződése következtében feleslegben anionok jelennek meg, akkor ezeket először semlegesítik. pufferrendszerek. Ugyanakkor a légzés és a vérkeringés felerősödik, ami a tüdő szén-dioxid-kibocsátásának növekedéséhez vezet. A nem illékony savak pedig a vizelettel vagy az izzadsággal ürülnek ki.
Normális esetben a vér pH-ja csak akkor változhat egy kis idő. Természetesen, ha a tüdő vagy a vese károsodik, a szervezet funkcionális képessége a pH megfelelő szinten tartására csökken. Ha megjelenik a vérben nagy mennyiség savas vagy bázikus ionok, csak puffermechanizmusok (kiválasztó rendszerek segítsége nélkül) nem tartják állandó szinten a pH-t. Ez acidózishoz vagy alkalózishoz vezet. közzétett
©Olga Butakova „A sav-bázis egyensúly az élet alapja”
Sztori
A pH-ra és a pOH-ra vonatkozó egyenletek
pH érték megjelenítése
A 25 °C-os tiszta vízben a hidrogénionok () és a hidroxidionok () koncentrációja megegyezik és 10 -7 mol/l, ez közvetlenül következik a víz ionos termékének definíciójából, amely egyenlő · és 10-14 mol2/l2 (25 °C-on).
Ha az oldatban mindkét típusú ion koncentrációja egyenlő, akkor az oldatról azt mondjuk, hogy van semleges reakció. Ha savat adunk a vízhez, a hidrogénionok koncentrációja növekszik, és ennek megfelelően csökken a hidroxidionok koncentrációja; ha bázist adunk hozzá, ellenkezőleg, a hidroxidion-tartalom nő, a hidrogénionok koncentrációja pedig csökken. Mikor > azt mondják, hogy megoldás van savanyú, és mikor > - lúgos.
A bemutatás kényelme érdekében, a negatív kitevőtől való megszabadulás érdekében a hidrogénionok koncentrációi helyett azok decimális logaritmusát használják, ellenkező előjellel, ami valójában a hidrogén kitevő - pH).
pOH
Az inverz pH-érték valamivel kevésbé elterjedt - az oldat bázikusságának mutatója, a pOH, amely megegyezik az oldatban lévő OH-ionok koncentrációjának negatív decimális logaritmusával:
mint minden vizes oldatban 22 °C = 1,0 × 10 - 14 hőmérsékleten, nyilvánvaló, hogy ezen a hőmérsékleten:
pH-értékek változó savasságú oldatokban
- A közhiedelemmel ellentétben a pH nem csak a 0 és 14 közötti tartományban változhat, hanem túl is lépheti ezeket a határokat. Például hidrogénion koncentráció = 10 -15 mol/l, pH = 15, 10 mol/l hidroxidion koncentráció esetén pOH = -1.
|
Mivel 25 °C-on (standard körülmények) = 10-14, egyértelmű, hogy ezen a hőmérsékleten pH + pOH = 14.
Mivel savas oldatokban > 10 -7, ezért a savas oldatok pH-ja pH< 7, аналогично pH щелочных растворов pH >7, a semleges oldatok pH-ja 7. Magasabb hőmérsékleten a víz disszociációs állandója növekszik, és ennek megfelelően nő a víz ionos terméke, így a pH semlegesnek bizonyul< 7 (что соответствует одновременно возросшим концентрациям как H + , так и OH -); при понижении температуры, напротив, нейтральная pH возрастает.
A pH-érték meghatározásának módszerei
Az oldatok pH-értékének meghatározására számos módszert alkalmaznak. A pH-érték megközelítőleg megbecsülhető indikátorokkal, pontosan mérhető pH-mérővel, vagy analitikusan meghatározható sav-bázis titrálással.
- A hidrogénionok koncentrációjának hozzávetőleges becsléséhez széles körben használják a sav-bázis indikátorokat - szerves festékanyagokat, amelyek színe a közeg pH-jától függ. A legismertebb indikátorok közé tartozik a lakmusz, a fenolftalein, a metilnarancs (metilnarancs) és mások. Az indikátorok két különböző színű formában létezhetnek – savas vagy bázikus formában. Az egyes indikátorok színváltozása a saját, általában 1-2 egység savassági tartományában következik be.
A pH mérések munkatartományának bővítésére úgynevezett univerzális indikátort alkalmaznak, amely több indikátor keveréke. Az univerzális indikátor szekvenciálisan változtatja a színt pirosról sárgára, zöldre, kékre ibolyára, amikor savas területről lúgosra vált. A pH indikátor módszerrel történő meghatározása nehézkes zavaros vagy színes oldatok esetén.
- Egy speciális eszköz - pH-mérő - használata lehetővé teszi a pH mérését szélesebb tartományban és pontosabban (akár 0,01 pH-egységig), mint az indikátorok használatával. A pH meghatározására szolgáló ionometrikus módszer egy galvanikus áramkör EMF-jének millivoltméteres ionométerrel történő mérésén alapul, beleértve egy speciális üvegelektródát, amelynek potenciálja a környező oldatban lévő H + ionok koncentrációjától függ. A módszer kényelmes és rendkívül pontos, különösen az indikátorelektróda kiválasztott pH-tartományban történő kalibrálása után, lehetővé teszi az átlátszatlan és színes oldatok pH-értékének mérését, ezért széles körben használják.
- Az analitikai volumetrikus módszer - sav-bázis titrálás - az oldatok savasságának meghatározásához is pontos eredményeket ad. Ismert koncentrációjú oldatot (titrálószert) csepegtetünk a vizsgálati oldathoz. Ha összekeverik őket, kémiai reakció megy végbe. Az ekvivalencia pontot - azt a pillanatot, amikor pontosan elegendő titrálószer van a reakció teljes befejezéséhez - indikátor segítségével rögzítjük. Ezután a hozzáadott titrálóoldat koncentrációjának és térfogatának ismeretében kiszámítjuk az oldat savasságát.
- A hőmérséklet hatása a pH-értékekre
0,001 mol/l HCl 20 °C-on pH=3, 30 °C-on pH=3
0,001 mol/l NaOH 20 °C-on pH=11,73, 30 °C-on pH=10,83
Ebben a cikkben arra a kérdésre válaszolunk, hogy mi a bor savassága és hogyan határozható meg. Mi az a pH, és miért kell tudniuk a fogyasztóknak? Mi az alkoholszint?
Alkoholszint
Az egyik ilyen rövidítés nagyon egyszerű – az ABV az angol „alcohol by volume” kifejezést jelenti. alkoholtartalom (esetünkben etanol) a folyadék térfogatában. Általában százalékban mérik. A köznyelvben pedig diplomának hívják. Például a negyvenbiztos vodka kifejezés azt jelenti, hogy a javasolt oldat 40-40 térfogatszázalék alkoholt tartalmaz.
A térfogatszázalékot vagy fokot a „tiszta” etanol millilitereinek számában mérik 100 ml térfogatban 20 Celsius fokos hőmérsékleten.
Dióhéjban egyértelmű, hogy ha a palackon 5,5% ABV van feltüntetve, mint például néhány Moscato d'Asti boron, akkor ezt az enyhén szénsavas és alacsony alkoholtartalmú bort egész este finoman kortyolhatjuk anélkül, hogy félnünk kell attól azt másnap. másnaposság szindróma. Ahogy mondani szokás, a kefir több alkoholt tartalmaz!
Egyébként a Moscato d’Asti és egy másik olasz pezsgő, a Proseco ezért olyan népszerű a hollywoodi bulikon. Mindenki pohárral a kezében mászkál egész este, de senki sem részeg. És maga is hazavezethet. Bár a hírek alapján ezeknek a buliknak a résztvevőit ez utóbbi megfontolás nem nagyon aggasztja.
Egy kis elmélet - mi ez? pH
Intuitív szinten nagyjából mindannyian értjük, mi az a savasság. A „savanyúság” foka, hogy úgy mondjam. A kémiában ez a kifejezés a savasság, lat. aciditas, angol savasság - a hidrogénionok aktivitásának jellemzőjét jelöli oldatokban és folyadékokban.
Van valódi (aktív) és teljes (titrálható) savasság. Vizes oldatokban szervetlen anyagok, azaz sók, savak és lúgok (oldott) szétválnak alkotó ionokra.
Ugyanakkor pozitív töltésű hidrogénionok H+ savas tulajdonságok és negatív töltésű ionok hordozói OH−(hidroxiloknak is nevezik) – lúgos tulajdonságok hordozói.
Száz évvel ezelőtt a vegyészek bevezettek egy speciális hidrogén indexet, amelyet általában szimbólumokkal jelölnek pH.
Egy kis matek
A nem nudisták (c) és a nem matematikusok (c) kihagyhatják ezt a bekezdést. A többiről pedig tájékoztatni fogjuk vizes oldatok az egyensúlyi egyenlet érvényes - a H+ és OH- ionok aktivitásának szorzata állandó. Az úgynevezett normál körülmények között, pl. 22°C-os vízhőmérsékleten és normál nyomás, ez egyenlő 10-nel a mínusz 14. hatványhoz.
Sørensen dán biokémikus 1909-ben vezette be a pH-mutatót, amely definíció szerint egyenlő a hidrogénionok aktivitásának decimális logaritmusával, mínuszban:
pH= - log (H+ aktivitás)
Semleges környezetben, ahogy az imént mondtuk, az ionok aktivitása egyenlő, pl. a H+ aktivitás és az OH- aktivitás szorzata egyenlő a H+ aktivitás négyzetével. És ez egyenlő 10-nel a mínusz 14. hatványhoz.
Ez azt jelenti, hogy 14 2-vel való elosztása után a negatív decimális logaritmus 7 lesz. Ez azt jelenti, hogy (22 °C hőmérsékleten) a tiszta víz savassága, azaz a semleges savasság hét egységgel egyenlő: pH= 7.
Az oldatok és folyadékok savasnak minősülnek, ha azok pH kevesebb mint 7, és lúgos, ha több.
Általában termékek Élelmiszeripar, beleértve a bort is, általában savas reakciót váltanak ki. A kémiai kelesztőszerek (szóda, ammónium-karbonát) és az ezekkel készített termékek, mint a sütemények, mézeskalácsok lúgos reakciót mutatnak.
Háromféle savasság
Térjünk vissza a borhoz. A „savasság” kifejezés az egyik leggyakrabban használt kifejezés a borok elemzése, leírása és előállítása során. Valójában a savasság a bor kémiájának és ízének egyik legfontosabb jellemzője. A borkészítésben háromféle savanyúság különböztethető meg:
- általános vagy titrált
- aktív vagy igaz – ez az aktivitás [hidrogén] mutatója pH
- illékony savasság
Titrálható savtartalom
A titrálható vagy teljes savtartalom határozza meg az összes tartalmát szabad savakés savas sóik aggregátumban.
Értékét az e savak semlegesítéséhez szükséges lúg (például nátronlúg vagy kálium) mennyisége határozza meg. Vagyis az a lúgmennyiség, amit a borhoz kell adni ahhoz, hogy abszolút semleges oldatot kapjunk belőle (pH = 7,0).
A teljes savasságot gramm per literben mérik.
Aktív savasság
Aktív vagy valódi savasság pH . Matematikailag ez a hidrogénion-koncentráció negatív logaritmusa, ahogy fentebb említettük. Technikailag ez a bor savasságának legpontosabb mértéke.
Ez a borban lévő legerősebb savak mennyiségétől függ. Erős savak azok, amelyeknek a legmagasabb disszociációs állandója (Kd).
Példa tipikus savakra az „erő”, azaz a disszociációs állandó (savfok) csökkentésével rendezve:
- Citrom Kd = 8,4 10-4
- Borostyán Kd = 7,4 10-4
- Alma Kd = 3,95 10-4
- Tej Kd = 1,4 10-4
Méretből pH függ az elsődleges és másodlagos erjedési termékek mennyiségi arányától, a bor oxidációs hajlamától, kristályos és biológiai zavarosságától, fogékonyságától és a borbetegségekkel szembeni ellenálló képességétől.
Példák
A logaritmikus összefüggés egyszerű magyarázata. Megoldás a pH= 3 tízszer savasabb, mint egy oldat pH= 4. Vagy, gyakorlatiasabb példa, borral pH= 3,2 25%-kal savasabb, mint a borral pH= 3.3.
Szükség esetén korrigálják a bor savasságát, a borászok 1,9 g/l tejsav és 2,27 g/l borkősav (dioxiborostyánkő vagy borkősav) keverékét adják hozzá. Ez lehetővé teszi, hogy csökkentse pH körülbelül 0,1-el (3 és 4 között).
És ha például a bor pH = 3,7-es lett, és a borász pH = 3,5-re akarja hozni, akkor megduplázza ezt az „adagot”.
NagyságrendpHegyes termékek esetében
Az alábbi táblázat néhány elterjedt élelmiszer és tiszta víz savassági értékeit mutatja különböző hőmérsékleteken:
| Termék | Savasság, pH |
| Citromlé | 2,1 |
| Bor, kb. | 3,5 |
| Paradicsomlé | 4,1 |
| narancslé | 4,2 |
| Fekete kávé | 5,0 |
| Tiszta víz 100 °C-on | 6,13 |
| Tiszta víz 50 °C-on | 6,63 |
| Friss tej | 6,68 |
| Tiszta víz 22 °C-on | 7,0 |
| Tiszta víz 0°C-on | 7,48 |
Illékony savasság
Az illékony savasság vagy röviden VA a borban lévő savnak az orrunkkal észlelhető része.
Ellentétben azokkal a savakkal, amelyek tapinthatók (ahogyan fentebb tárgyaltuk).
Az illékony savasság vagy más szóval a bor savanyúsága az egyik gyakori hiba. Fő bűnösei a következők: ecetsav(ecetszagú), észtere pedig etil-acetát (körömlakk szagú).
Az illékony savasságért felelős baktériumok aktívan fejlődnek alacsony savasságú körülmények között és magas tartalom cukrok Alacsony koncentrációban az illékony savak kölcsönöznek pikantériát a bornak. Ha pedig túllépjük a küszöböt, az ecetes-lakkos komponens eltömíti a jótékony aromákat, és elrontja a bor ízét.
Betöltés...