Ph 8 ce mediu. Indicele de hidrogen (factor pH). Valoarea pH-ului sângelui

Indicele de hidrogen - pH - este o măsură a activității (în cazul soluțiilor diluate reflectă concentrația) ionilor de hidrogen dintr-o soluție, exprimând cantitativ aciditatea acesteia, calculată ca logaritm zecimal negativ (luat cu semnul opus) de activitatea ionilor de hidrogen, exprimată în moli pe litru.

pH = – lg

Acest concept a fost introdus în 1909 de chimistul danez Sorensen. Indicatorul se numește pH, după primele litere ale cuvintelor latine potentia hydrogeni - puterea hidrogenului, sau pondus hydrogenii - greutatea hidrogenului.

Valoarea reciprocă a pH-ului a devenit oarecum mai puțin răspândită - un indicator al bazicității soluției, pOH, egal cu logaritmul zecimal negativ al concentrației în soluția de ioni OH:

pOH = – lg

În apă pură la 25 ° C, concentrațiile ionilor de hidrogen () și hidroxid () sunt aceleași și se ridică la 10 -7 mol / l, aceasta rezultând direct din constanta de autoprotoliză a apei Kw, care altfel este numită ion produs al apei:

K w \u003d \u003d 10 -14 [mol 2 / l 2] (la 25 ° C)

pH + pOH = 14

Când concentrațiile ambelor tipuri de ioni într-o soluție sunt aceleași, se spune că soluția este neutră. Când se adaugă un acid în apă, concentrația de ioni de hidrogen crește, iar concentrația de ioni de hidroxid scade în mod corespunzător, când se adaugă o bază, dimpotrivă, conținutul de ioni de hidroxid crește, iar concentrația de ioni de hidrogen scade. Când > se spune că soluția este acidă, iar când > - alcalină.

Determinarea pH-ului

Mai multe metode sunt utilizate pe scară largă pentru a determina valoarea pH-ului soluțiilor.

1) Valoarea pH-ului poate fi aproximată cu ajutorul unor indicatori, măsurată cu precizie cu un pH-metru sau determinată analitic prin efectuarea unei titrari acido-bazice.

Pentru o estimare aproximativă a concentrației ionilor de hidrogen, indicatori acido-bazici sunt utilizați pe scară largă - substanțe colorante organice, a căror culoare depinde de pH-ul mediului. Cei mai faimoși indicatori includ turnesol, fenolftaleina, metil portocală (metil portocală) și altele. Indicatorii pot exista în două forme colorate diferit, fie acide, fie bazice. Schimbarea de culoare a fiecărui indicator are loc în intervalul său de aciditate, de obicei 1-2 unități (vezi Tabelul 1, lecția 2).

Pentru a extinde domeniul de operare al măsurării pH-ului, se folosește așa-numitul indicator universal, care este un amestec de mai mulți indicatori. Indicatorul universal își schimbă constant culoarea de la roșu la galben, verde, albastru la violet atunci când trece de la o regiune acidă la una alcalină. Determinarea pH-ului prin metoda indicatorului este dificilă pentru soluțiile tulburi sau colorate.

2) Metoda volumetrică analitică - titrarea acido-bazică - oferă și rezultate precise pentru determinarea acidității totale a soluțiilor. La soluția de testat se adaugă prin picurare o soluție de concentrație cunoscută (titrant). Când sunt amestecate, are loc o reacție chimică. Punctul de echivalență - momentul în care titrantul este exact suficient pentru a finaliza complet reacția - este fixat cu ajutorul unui indicator. În plus, cunoscând concentrația și volumul soluției de titrant adăugate, se calculează aciditatea totală a soluției.

Aciditatea mediului este importantă pentru multe procese chimice, iar posibilitatea apariției sau rezultatului unei anumite reacții depinde adesea de pH-ul mediului. Pentru a menține o anumită valoare a pH-ului în sistemul de reacție în timpul cercetărilor de laborator sau în producție, se folosesc soluții tampon care vă permit să mențineți o valoare practic constantă a pH-ului atunci când sunt diluate sau când se adaugă în soluție cantități mici de acid sau alcali.

Valoarea pH-ului este utilizată pe scară largă pentru a caracteriza proprietățile acido-bazice ale diferitelor medii biologice (Tabelul 2).

Aciditatea mediului de reacție este de o importanță deosebită pentru reacțiile biochimice care apar în sistemele vii. Concentrația ionilor de hidrogen într-o soluție afectează adesea proprietățile fizico-chimice și activitatea biologică a proteinelor și acizilor nucleici; prin urmare, menținerea homeostaziei acido-bazice este o sarcină de o importanță excepțională pentru funcționarea normală a organismului. Menținerea dinamică a pH-ului optim al fluidelor biologice se realizează prin acțiunea sistemelor tampon.

3) Utilizarea unui dispozitiv special - un pH-metru - vă permite să măsurați pH-ul într-un interval mai larg și mai precis (până la 0,01 unități pH) decât utilizarea indicatorilor, este convenabilă și foarte precisă, vă permite să măsurați pH-ul opacului și soluții colorate și deci utilizate pe scară largă.

Cu ajutorul unui pH-metru se măsoară concentrația ionilor de hidrogen (pH) în soluții, apă potabilă, produse alimentare și materii prime, obiecte de mediu și sisteme de producție pentru monitorizarea continuă a proceselor tehnologice, inclusiv în medii agresive.

Un pH-metru este indispensabil pentru monitorizarea hardware a pH-ului soluțiilor de separare a uraniului și plutoniului, atunci când cerințele pentru corectitudinea citirilor echipamentului fără calibrarea acestuia sunt extrem de mari.

Dispozitivul poate fi utilizat în laboratoare staționare și mobile, inclusiv laboratoare de teren, precum și în industria de diagnosticare clinică, criminalistică, de cercetare, industrială, inclusiv în industria cărnii și a produselor lactate și a panificației.

Recent, pH-metrele au fost utilizate pe scară largă și în fermele de acvariu, controlul calității apei menajere, agricultură (în special în hidroponie), precum și pentru monitorizarea diagnosticelor de sănătate.

Tabelul 2. Valorile pH-ului pentru unele sisteme biologice și alte soluții

Indicator de hidrogen, pH(lat. pondus hydrogenii- „greutatea hidrogenului”, pronunțată "pash") este o măsură a activității (în soluții foarte diluate, echivalentă cu concentrația) ionilor de hidrogen dintr-o soluție, care exprimă cantitativ aciditatea acesteia. Egal ca mărime și semn opus cu logaritmul zecimal al activității ionilor de hidrogen, care este exprimat în moli pe litru:

Istoricul pH-ului.

concept pH introdus de chimistul danez Sorensen în 1909. Indicatorul este numit pH (după primele litere ale cuvintelor latine potentia hydrogeni este puterea hidrogenului sau pondus hydrogeni este greutatea hidrogenului). În chimie, combinația pX de obicei desemnează o valoare care este egală cu lg X, dar cu o scrisoare Hîn acest caz indicați concentrația ionilor de hidrogen ( H+), sau mai degrabă, activitatea termodinamică a ionilor de hidroniu.

Ecuații referitoare la pH și pOH.

Valoarea pH-ului de ieșire.

În apă pură la 25 °C, concentrația ionilor de hidrogen ([ H+]) și ioni de hidroxid ([ Oh− ]) sunt aceleași și egale cu 10 −7 mol/l, acest lucru reiese clar din definiția produsului ionic al apei, egal cu [ H+] · [ Oh− ] și este egal cu 10 −14 mol²/l² (la 25 °C).

Dacă concentrațiile a două tipuri de ioni într-o soluție sunt aceleași, atunci se spune că soluția are o reacție neutră. Când se adaugă un acid în apă, concentrația de ioni de hidrogen crește, iar concentrația de ioni de hidroxid scade; când se adaugă o bază, dimpotrivă, conținutul de ioni de hidroxid crește, iar concentrația de ioni de hidrogen scade. Când [ H+] > [Oh− ] se spune că soluția este acidă, iar când [ Oh − ] > [H+] - alcalin.

Pentru a face mai convenabil reprezentarea, pentru a scăpa de exponentul negativ, în locul concentrațiilor de ioni de hidrogen, se folosește logaritmul lor zecimal, care este luat cu semnul opus, care este exponentul de hidrogen - pH.

Indicele de bazicitate al unei soluții pOH.

Un pic mai puțin popular este inversul pH valoare - indicele de bazicitate a soluției, pOH, care este egal cu logaritmul zecimal (negativ) al concentrației din soluția de ioni Oh − :

ca în orice soluție apoasă la 25 ° C, apoi la această temperatură:

Valorile pH-ului în soluții de aciditate diferită.

Contrar credinței populare, pH poate varia cu excepția intervalului 0 - 14, poate depăși și aceste limite. De exemplu, la o concentrație de ioni de hidrogen [ H+] = 10 −15 mol/l, pH= 15, la o concentrație de ioni de hidroxid de 10 mol/l pOH = −1 .

pentru că la 25 °C (condiții standard) [ H+] [Oh − ] = 10 −14 , este clar că la această temperatură pH + pOH = 14.

pentru că în soluții acide [ H+] > 10 −7 , ceea ce înseamnă că pentru soluții acide pH < 7, соответственно, у щелочных растворов pH > 7 , pH soluții neutre este 7. La temperaturi mai mari, constanta de disociere electrolitică a apei crește, ceea ce înseamnă că produsul ionic al apei crește, atunci acesta va fi neutru pH= 7 (care corespunde unor concentrații crescute simultan ca H+, și Oh−); cu scăderea temperaturii, dimpotrivă, neutru pH crește.

Metode de determinare a valorii pH-ului.

Există mai multe metode pentru a determina valoarea pH solutii. Valoarea pH-ului este estimată aproximativ folosind indicatori, măsurați cu precizie folosind pH-metru sau determinat analitic prin efectuarea titrarii acido-bazice.

Pentru o estimare aproximativă a concentrației de ioni de hidrogen, se utilizează adesea indicatori acido-bazici- coloranți organici, de culoarea cărora depinde pH mediu inconjurator. Cei mai populari indicatori sunt: turnesol, fenolftaleina, metil portocala (metil portocala), etc. Indicatorii pot fi in 2 forme colorate diferit - fie acide, fie bazice. Schimbarea de culoare a tuturor indicatorilor are loc în intervalul lor de aciditate, adesea 1-2 unități.
Pentru a mări intervalul de măsurare de lucru pH aplica indicator universal, care este un amestec de mai mulți indicatori. Indicatorul universal își schimbă constant culoarea de la roșu la galben, verde, albastru la violet atunci când trece de la o regiune acidă la una alcalină. Definiții pH metoda indicatorului este dificilă pentru soluții tulburi sau colorate.
Utilizarea unui dispozitiv special - pH-metru - face posibilă măsurarea pHîntr-o gamă mai largă și mai precis (până la 0,01 unități pH) decât cu indicatori. Metoda ionometrică de determinare pH se bazează pe măsurarea EMF a unui circuit galvanic cu un milivoltmetru-ionometru, care include un electrod de sticlă, al cărui potențial depinde de concentrația de ioni. H+în soluția înconjurătoare. Metoda are precizie și comoditate ridicate, mai ales după calibrarea electrodului indicator în intervalul selectat pH, ceea ce face posibilă măsurarea pH soluții opace și colorate și, prin urmare, este adesea folosit.
Metoda analitică volumetrică — titrare acido-bazică- oferă, de asemenea, rezultate precise pentru determinarea acidității soluțiilor. O soluție de concentrație cunoscută (titrant) este adăugată prin picurare la soluția de testat. Când sunt amestecate, are loc o reacție chimică. Punctul de echivalență - momentul în care titrantul este exact suficient pentru a finaliza reacția - este fixat cu ajutorul unui indicator. După aceea, dacă se cunosc concentrația și volumul soluției de titrant adăugate, se determină aciditatea soluției.
pH:

0,001 mol/L acid clorhidric la 20 °C are pH=3, la 30 °C pH=3,

0,001 mol/L NaOH la 20 °C are pH=11,73, la 30 °C pH=10,83,

Influența temperaturii asupra valorilor pH explică disocierea diferită a ionilor de hidrogen (H +) și nu este o eroare experimentală. Efectul temperaturii nu poate fi compensat electronic pH-metru.

Rolul pH-ului în chimie și biologie.

Aciditatea mediului este importantă pentru majoritatea proceselor chimice, iar posibilitatea apariției sau rezultatului unei anumite reacții depinde adesea de pH mediu inconjurator. Pentru a menține o anumită valoare pHîn sistemul de reacție în timpul studiilor de laborator sau în producție se folosesc soluții tampon pentru a menține o valoare aproape constantă pH când este diluat sau când în soluție se adaugă cantități mici de acid sau alcali.

Indicator de hidrogen pH adesea folosit pentru a caracteriza proprietățile acido-bazice ale diferitelor medii biologice.

Pentru reacțiile biochimice, aciditatea mediului de reacție care apare în sistemele vii este de mare importanță. Concentrația ionilor de hidrogen într-o soluție afectează adesea proprietățile fizico-chimice și activitatea biologică a proteinelor și acizilor nucleici; prin urmare, menținerea homeostaziei acido-bazice este o sarcină de o importanță excepțională pentru funcționarea normală a organismului. Menținerea dinamică a optime pH fluidele biologice se realizează sub acţiunea sistemelor tampon ale organismului.

În corpul uman în diferite organe, valoarea pH-ului este diferită.

Câteva semnificații pH.
Substanţă
electrolitul din bateriile cu plumb
Suc gastric
Suc de lamaie (solutie de acid citric 5%)
otet alimentar
Coca Cola
suc de mere




Pielea unei persoane sănătoase
Ploaie acidă
Bând apă


Apă pură la 25°C

Apa de mare
Săpun (gras) pentru mâini
Amoniac
Înălbitor (înălbitor)
Soluții alcaline concentrate

Țesuturile unui organism viu sunt foarte sensibile la fluctuațiile pH-ului - în afara intervalului permis, proteinele sunt denaturate: celulele sunt distruse, enzimele își pierd capacitatea de a-și îndeplini funcțiile, moartea organismului este posibilă.

Ce este pH-ul (indicele de hidrogen) și echilibrul acido-bazic

Raportul dintre acid și alcali din orice soluție se numește echilibru acido-bazic.(ABR), deși fiziologii cred că este mai corect să numim acest raport starea acido-bazică.

KShchr este caracterizat de un indicator special pH(puterea Hidrogenului - „puterea hidrogenului”), care arată numărul de atomi de hidrogen dintr-o soluție dată. La un pH de 7,0, se vorbește de un mediu neutru.

Cu cât nivelul pH-ului este mai scăzut, cu atât mediul este mai acid (de la 6,9 la O).

Un mediu alcalin are un nivel ridicat de pH (de la 7,1 la 14,0).

Corpul uman este 70% apă, deci apa este unul dintre cei mai importanți constituenți ai săi. T a mancato persoană are un anumit raport acido-bazic, caracterizat prin indicele pH (hidrogen).

Valoarea pH-ului depinde de raportul dintre ionii încărcați pozitiv (formând un mediu acid) și ionii încărcați negativ (formând un mediu alcalin).

Organismul se străduiește constant să echilibreze acest raport, menținând un nivel de pH strict definit. Când echilibrul este perturbat, pot apărea multe boli grave.

Păstrați echilibrul corect al pH-ului pentru o sănătate bună

Organismul este capabil să absoarbă și să stocheze în mod corespunzător mineralele și substanțele nutritive doar la nivelul adecvat al echilibrului acido-bazic. Țesuturile unui organism viu sunt foarte sensibile la fluctuațiile pH-ului - în afara intervalului permis, proteinele sunt denaturate: celulele sunt distruse, enzimele își pierd capacitatea de a-și îndeplini funcțiile, iar organismul poate muri. Prin urmare, echilibrul acido-bazic din organism este strâns reglat.

Corpul nostru folosește acidul clorhidric pentru a descompune alimentele. În procesul de activitate vitală a organismului, sunt necesare atât produse de degradare acide, cât și alcaline., iar primul este format mai mult decât al doilea. Prin urmare, sistemele de apărare ale organismului, care asigură invariabilitatea ASC-ului său, sunt „ajustate” în primul rând pentru a neutraliza și a excreta, în primul rând, produsele de degradare acide.

Sângele are o reacție ușor alcalină: pH-ul sângelui arterial este de 7,4, iar cel al sângelui venos este de 7,35 (datorită excesului de CO2).

O schimbare a pH-ului de cel puțin 0,1 poate duce la o patologie severă.

Cu o schimbare a pH-ului sângelui cu 0,2, se dezvoltă o comă, cu 0,3, o persoană moare.

Corpul are diferite niveluri de PH

Saliva - reacție predominant alcalină (fluctuație pH 6,0 - 7,9)

De obicei, aciditatea salivei umane mixte este de 6,8–7,4 pH, dar la o rată mare de salivare atinge 7,8 pH. Aciditatea salivei glandelor parotide este de 5,81 pH, glandele submandibulare - 6,39 pH. La copii, aciditatea medie a salivei mixte este de 7,32 pH, la adulți - 6,40 pH (Rimarchuk G.V. și alții). Echilibrul acido-bazic al salivei, la rândul său, este determinat de un echilibru similar în sânge, care hrănește glandele salivare.

Esofag - Aciditatea normală a esofagului este de 6,0–7,0 pH.

Ficat - reacția bilei chistice este aproape neutră (pH 6,5 - 6,8), reacția bilei hepatice este alcalină (pH 7,3 - 8,2)

Stomacul - puternic acid (la înălțimea digestiei pH 1,8 - 3,0)

Aciditatea maximă teoretică posibilă în stomac este de 0,86 pH, ceea ce corespunde unei producții de acid de 160 mmol/l. Aciditatea minimă teoretică posibilă în stomac este de 8,3 pH, ceea ce corespunde acidității unei soluții saturate de ioni HCO 3 -. Aciditatea normală în lumenul corpului stomacului pe stomacul gol este de 1,5-2,0 pH. Aciditatea de pe suprafața stratului epitelial îndreptat spre lumenul stomacului este de 1,5–2,0 pH. Aciditatea în profunzimea stratului epitelial al stomacului este de aproximativ 7,0 pH. Aciditatea normală în antrul stomacului este de 1,3–7,4 pH.

Este o concepție greșită comună că principala problemă pentru o persoană este aciditatea crescută a stomacului. De la arsurile la stomac și ulcerele ei.

De fapt, o problemă mult mai mare este aciditatea scăzută a stomacului, care apare de multe ori mai des.

Principala cauză a arsurilor la stomac în 95% nu este un exces, ci o lipsă de acid clorhidric în stomac.

Lipsa acidului clorhidric creează condiții ideale pentru colonizarea tractului intestinal de către diverse bacterii, protozoare și viermi.

Insidiozitatea situației este că aciditatea scăzută a stomacului „se comportă liniștit” și trece neobservată de o persoană.

Iată o listă de semne care fac posibilă suspectarea unei scăderi a acidului din stomac.

Disconfort în stomac după masă.
Greață după administrarea medicamentelor.
Flatulență în intestinul subțire.
Scaune moale sau constipație.
Particule de alimente nedigerate în scaun.
Mâncărime în jurul anusului.
Alergii alimentare multiple.
Disbacterioza sau candidoza.
Vase de sânge dilatate pe obraji și nas.
Acnee.
Unghii slabe, decojite.
Anemia datorată absorbției slabe a fierului.

Desigur, un diagnostic precis al acidității scăzute necesită determinarea pH-ului sucului gastric.(pentru aceasta trebuie să contactați un gastroenterolog).

Când aciditatea crește, există o mulțime de medicamente pentru a o reduce.

În cazul acidității scăzute, există foarte puține remedii eficiente.

De regulă, se folosesc preparate cu acid clorhidric sau amărăciune vegetală care stimulează separarea sucului gastric (pelin, calamus, mentă, fenicul etc.).

Pancreas - sucul pancreatic este ușor alcalin (pH 7,5 - 8,0)

Intestin subțire - alcalin (pH 8,0)

Aciditatea normală în bulbul duodenal este de 5,6–7,9 pH. Aciditatea în jejun și ileon este neutră sau ușor alcalină și variază de la 7 la 8 pH. Aciditatea sucului intestinului subțire este de 7,2–7,5 pH. Cu secreție crescută, ajunge la 8,6 pH. Aciditatea secreției glandelor duodenale - de la pH 7 la 8 pH.

Intestin gros - ușor acid (5,8 - 6,5 pH)

Acesta este un mediu slab acid, care este menținut de microflora normală, în special de bifidobacterii, lactobacili și propionobacterii, datorită faptului că neutralizează produsele metabolice alcaline și produc metaboliții lor acizi - acid lactic și alți acizi organici. Prin producerea de acizi organici si scaderea pH-ului continutului intestinal, microflora normala creeaza conditii in care microorganismele patogene si oportuniste nu se pot inmulti. De aceea, streptococii, stafilococii, klebsiella, clostridia și alte bacterii „rele” reprezintă doar 1% din întreaga microfloră intestinală a unei persoane sănătoase.

Urina - predominant ușor acidă (pH 4,5-8)

Când se mănâncă cu proteine animale care conțin sulf și fosfor, urina acidă este excretată în principal (pH mai mic de 5); în urina finală există o cantitate semnificativă de sulfați și fosfați anorganici. Dacă alimentele sunt în principal lactate sau vegetale, atunci urina tinde să fie alcalinizată (pH peste 7). Tubulii renali joacă un rol semnificativ în menținerea echilibrului acido-bazic. Urina acidă va fi excretată în toate condițiile care duc la acidoză metabolică sau respiratorie, deoarece rinichii compensează modificările echilibrului acido-bazic.

Piele - reacție ușor acidă (pH 4-6)

Dacă pielea este predispusă la ulei, valoarea pH-ului se poate apropia de 5,5. Și dacă pielea este foarte uscată, pH-ul poate ajunge până la 4,4.

Proprietatea bactericidă a pielii, care îi conferă capacitatea de a rezista invaziei microbiene, se datorează reacției acide a keratinei, compoziției chimice deosebite a sebumului și transpirației și prezenței unei mantale protectoare apă-lipidice cu o concentrație mare de ioni de hidrogen pe suprafața sa. Acizii grași cu greutate moleculară mică incluși în compoziția sa, în primul rând glicofosfolipidele și acizii grași liberi, au un efect bacteriostatic care este selectiv pentru microorganismele patogene.

Organe sexuale

Aciditatea normală a vaginului unei femei variază între 3,8 și 4,4 pH și este în medie între 4,0 și 4,2 pH.

La naștere, vaginul unei fete este steril. Apoi, în câteva zile, este populată de o varietate de bacterii, în principal stafilococi, streptococi, anaerobi (adică bacterii care nu au nevoie de oxigen pentru a trăi). Înainte de începerea menstruației, nivelul de aciditate (pH) al vaginului este aproape de neutru (7,0). Dar în timpul pubertății, pereții vaginului se îngroașă (sub influența estrogenului - unul dintre hormonii sexuali feminini), pH-ul scade la 4,4 (adică aciditatea crește), ceea ce provoacă modificări ale florei vaginale.

Cavitatea uterină este în mod normal sterilă, iar pătrunderea agenților patogeni în ea este împiedicată de lactobacilii care locuiesc în vagin și mențin aciditatea ridicată a mediului înconjurător. Dacă, dintr-un motiv oarecare, aciditatea vaginului se schimbă către alcalin, numărul de lactobacili scade brusc, iar în locul lor se dezvoltă alți microbi care pot intra în uter și pot duce la inflamație, iar apoi la probleme cu sarcina.

sperma

Nivelul normal de aciditate a spermei este între 7,2 și 8,0 pH. O creștere a nivelului pH-ului spermatozoizilor are loc în timpul unui proces infecțios. O reacție puternic alcalină a spermatozoizilor (aciditate de aproximativ 9,0–10,0 pH) indică o patologie a glandei prostatei. Odată cu blocarea canalelor excretoare ale ambelor vezicule seminale, se observă o reacție acidă a spermatozoizilor (aciditate 6,0-6,8 pH). Capacitatea de fertilizare a unor astfel de spermatozoizi este redusă. Într-un mediu acid, spermatozoizii își pierd mobilitatea și mor. Dacă aciditatea lichidului seminal devine mai mică de 6,0 pH, spermatozoizii își pierd complet mobilitatea și mor.

Celulele și lichidul interstițial

În celulele corpului, valoarea pH-ului este de aproximativ 7, în lichidul extracelular - 7,4. Terminațiile nervoase care se află în afara celulelor sunt foarte sensibile la modificările pH-ului. Cu deteriorarea mecanică sau termică a țesuturilor, pereții celulari sunt distruși și conținutul lor intră în terminațiile nervoase. Ca urmare, persoana simte durere.

Cercetătorul scandinav Olaf Lindal a făcut următorul experiment: folosind un injector special fără ac, un flux foarte subțire de soluție a fost injectat prin pielea unei persoane, care nu a deteriorat celulele, ci a acționat asupra terminațiilor nervoase. S-a demonstrat că cationii de hidrogen sunt cei care provoacă durere, iar odată cu scăderea pH-ului soluției, durerea se intensifică.

În mod similar, o soluție de acid formic „acționează direct asupra nervilor”, care este injectată sub piele prin insecte înțepătoare sau urzici. Diferitele valori ale pH-ului țesuturilor explică, de asemenea, de ce o persoană simte durere în unele inflamații, și nu în altele.

Interesant este că injectarea de apă pură sub piele a provocat dureri deosebit de severe. Acest fenomen, ciudat la prima vedere, se explica astfel: celulele, la contactul cu apa pura, se rup ca urmare a presiunii osmotice si continutul lor actioneaza asupra terminatiilor nervoase.

Tabelul 1. Indicatori de hidrogen pentru soluții

Soluţie	RN
acid clorhidric	1,0
H2SO4	1,2
H2C2O4	1,3
NaHSO4	1,4
H 3 RO 4	1,5
Suc gastric	1,6
Acid de vin	2,0
Acid de lamaie	2,1
HNO 2	2,2
Suc de lămâie	2,3
Acid lactic	2,4
Acid salicilic	2,4
otet de masa	3,0
suc de Grapefuit	3,2
CO2	3,7
suc de mere	3,8
H2S	4,1
Urină	4,8-7,5
Cafea neagra	5,0
Salivă	7,4-8
Lapte	6,7
Sânge	7,35-7,45
Bilă	7,8-8,6
apa oceanului	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

Ouăle de pește și alevinii sunt deosebit de sensibili la modificările pH-ului mediului. Tabelul permite să se facă o serie de observații interesante. Valorile pH-ului, de exemplu, arată imediat puterea comparativă a acizilor și bazelor. O schimbare puternică a mediului neutru este, de asemenea, clar vizibilă ca urmare a hidrolizei sărurilor formate din acizi și baze slabe, precum și în timpul disocierii sărurilor acide.

pH-ul urinei nu este un indicator bun al pH-ului general al corpului și nu este un indicator bun al sănătății generale.

Cu alte cuvinte, indiferent ce mâncați și la orice pH al urinei, puteți fi absolut sigur că pH-ul sângelui arterial va fi întotdeauna în jur de 7,4.

Când o persoană consumă, de exemplu, alimente acide sau proteine animale, sub influența sistemelor tampon, pH-ul se schimbă în partea acidă (devine mai mică de 7), iar atunci când, de exemplu, se consumă apă minerală sau alimente vegetale, acesta trece la alcalin (devine mai mult de 7). Sistemele tampon mențin pH-ul în intervalul acceptabil pentru organism.

Apropo, medicii spun că tolerăm trecerea către partea acidă (aceeași acidoză) mult mai ușor decât trecerea către partea alcalină (alcaloză).

Este imposibil să schimbi pH-ul sângelui prin orice influență externă.

PRINCIPALELE MECANISME DE MENTINEREA PH-ULUI SANG SUNT:

1. Sisteme tampon ale sângelui (carbonat, fosfat, proteine, hemoglobină)

Acest mecanism funcționează foarte rapid (fracțiuni de secundă) și, prin urmare, aparține mecanismelor rapide de reglare a stabilității mediului intern.

Tampon de sânge bicarbonat destul de puternic și cel mai mobil.

Unul dintre tampoanele importante ale sângelui și ale altor fluide corporale este sistemul tampon de bicarbonat (HCO3/CO2): CO2 + H2O ⇄ HCO3- + H+ Funcția principală a sistemului tampon de bicarbonat din sânge este neutralizarea ionilor H+. Acest sistem tampon joacă un rol deosebit de important deoarece concentrațiile ambelor componente tampon pot fi ajustate independent una de cealaltă; [CO2] - prin respirație, - în ficat și rinichi. Astfel, este un sistem buffer deschis.

Sistemul tampon de hemoglobină este cel mai puternic.
Reprezintă mai mult de jumătate din capacitatea tampon a sângelui. Proprietățile tampon ale hemoglobinei se datorează raportului dintre hemoglobina redusă (HHb) și sarea sa de potasiu (KHb).

Proteinele plasmatice datorită capacității de ionizare a aminoacizilor, aceștia îndeplinesc și o funcție tampon (aproximativ 7% din capacitatea tampon a sângelui). Într-un mediu acid, ele se comportă ca baze de legare a acizilor.

Sistem tampon fosfat(aproximativ 5% din capacitatea tampon a sângelui) este format din fosfați anorganici din sânge. Proprietățile acide sunt arătate de fosfatul monobazic (NaH 2 P0 4), iar bazele - de fosfatul dibazic (Na 2 HP0 4). Ele funcționează pe același principiu ca și bicarbonații. Cu toate acestea, din cauza conținutului scăzut de fosfați din sânge, capacitatea acestui sistem este mică.

2. Sistemul respirator (pulmonar) de reglare.

Datorită ușurinței cu care plămânii reglează concentrația de CO2, acest sistem are o capacitate de tamponare semnificativă. Îndepărtarea cantităților în exces de CO2, regenerarea sistemelor tampon cu bicarbonat și hemoglobină se realizează cu ușurință.

În repaus, o persoană emite 230 ml de dioxid de carbon pe minut, sau aproximativ 15.000 mmol pe zi. Când dioxidul de carbon este îndepărtat din sânge, o cantitate aproximativ echivalentă de ioni de hidrogen dispare. Prin urmare, respirația joacă un rol important în menținerea echilibrului acido-bazic. Deci, dacă aciditatea sângelui crește, atunci o creștere a conținutului de ioni de hidrogen duce la o creștere a ventilației pulmonare (hiperventilație), în timp ce moleculele de dioxid de carbon sunt excretate în cantități mari și pH-ul revine la niveluri normale.

O creștere a conținutului de baze este însoțită de hipoventilație, ceea ce duce la o creștere a concentrației de dioxid de carbon în sânge și, în consecință, a concentrației de ioni de hidrogen, iar schimbarea reacției sângelui la partea alcalină este parțial. sau complet compensate.

În consecință, sistemul respirator extern este destul de rapid (în câteva minute) capabil să elimine sau să reducă schimbările de pH și să prevină dezvoltarea acidozei sau alcalozei: o creștere a ventilației pulmonare de 2 ori crește pH-ul sângelui cu aproximativ 0,2; reducerea ventilației cu 25% poate reduce pH-ul cu 0,3-0,4.

3. Renale (sistemul excretor)

Acționează foarte lent (10-12 ore). Dar acest mecanism este cel mai puternic și este capabil să restabilească complet pH-ul organismului prin eliminarea urinei cu valori ale pH-ului alcaline sau acide. Participarea rinichilor la menținerea echilibrului acido-bazic constă în îndepărtarea ionilor de hidrogen din organism, reabsorbția bicarbonatului din lichidul tubular, sintetizarea bicarbonatului în caz de deficiență și îndepărtarea în exces.

Principalele mecanisme de reducere sau eliminare a modificărilor echilibrului acido-bazic din sânge realizate de nefronii renali includ acidogeneza, amoniogeneza, secreția de fosfat și mecanismul de schimb K+,Ka+.

Mecanismul de reglare a pH-ului sângelui în întregul organism constă în acțiunea comună a respirației externe, a circulației sanguine, a sistemelor de excreție și tampon. Deci, dacă în urma formării crescute a H 2 CO 3 sau a altor acizi, apar anioni în exces, ei sunt mai întâi neutralizați prin sisteme tampon. În același timp, respirația și circulația sângelui sunt intensificate, ceea ce duce la o creștere a eliberării de dioxid de carbon de către plămâni. Acizii nevolatili, la rândul lor, sunt excretați prin urină sau transpirație.

În mod normal, pH-ul sângelui se poate schimba doar pentru o perioadă scurtă de timp. În mod natural, odată cu afectarea plămânilor sau a rinichilor, capacitățile funcționale ale organismului de a menține pH-ul la nivelul corespunzător sunt reduse. Dacă în sânge apare o cantitate mare de ioni acizi sau bazici, numai mecanismele tampon (fără ajutorul sistemelor de excreție) nu vor menține pH-ul la un nivel constant. Aceasta duce la acidoză sau alcaloză. publicat

Poveste

Ecuații referitoare la pH și pOH

Valoarea pH-ului de ieșire

În apa pură la 25 ° C, concentrațiile ionilor de hidrogen () și hidroxid () sunt aceleași și se ridică la 10 -7 mol / l, aceasta rezultă direct din definiția produsului ionic al apei, care este egal cu și este 10 -14 mol²/l² (la 25°C).

Când concentrațiile ambelor tipuri de ioni într-o soluție sunt aceleași, se spune că soluția are neutru reacţie. Când se adaugă un acid în apă, concentrația de ioni de hidrogen crește, iar concentrația de ioni de hidroxid scade în mod corespunzător, când se adaugă o bază, dimpotrivă, conținutul de ioni de hidroxid crește, iar concentrația de ioni de hidrogen scade. Când > spuneți că soluția este acruși pentru > - alcalin.

Pentru comoditatea prezentării, pentru a scăpa de exponentul negativ, în locul concentrațiilor de ioni de hidrogen se folosește logaritmul lor zecimal, luat cu semnul opus, care este de fapt indicatorul de hidrogen - pH).

pOH

Valoarea reciprocă a pH-ului a devenit oarecum mai puțin răspândită - un indicator al bazicității soluției, pOH, egal cu logaritmul zecimal negativ al concentrației din soluția de ioni OH:

ca în orice soluție apoasă la 22 ° C \u003d 1,0 × 10 - 14, este evident că la această temperatură:

Valorile pH-ului în soluții de aciditate diferită

Contrar credinței populare, pH-ul poate varia nu numai în intervalul de la 0 la 14, dar poate depăși și aceste limite. De exemplu, la o concentrație de ioni de hidrogen = 10 -15 mol / l, pH = 15, la o concentrație de ioni de hidroxid de 10 mol / l pOH = -1.

Unele valori ale pH-ului

Substanţă	pH
electrolitul din bateriile cu plumb	<1.0
Suc gastric	1,0-2,0
Suc de lămâie	2,5±0,5
Limonadă Cola	2,5
Oţet	2,9
suc de mere	3,5±1,0
Bere	4,5
Cafea	5,0
șampon de modă	5,5
Ceai	5,5
Ploaie acidă	< 5,6
Pielea unei persoane sănătoase	~6,5
Salivă	6,35-6,85
Lapte	6,6-6,9
Apa pura	7,0
Sânge	7,36-7,44
Apa de mare	8,0
Săpun (gras) pentru mâini	9,0-10,0
Amoniac	11,5
Înălbitor (înălbitor)	12,5
soluție de sifon	13,5

Deoarece la 25 °C (condiții standard) · = 10 -14, este clar că la această temperatură pH + pOH = 14.

Deoarece în soluții acide > 10 -7, atunci pH-ul soluțiilor acide pH< 7, аналогично pH щелочных растворов pH >7, pH-ul soluțiilor neutre este 7. La temperaturi mai ridicate, constanta de disociere a apei crește, iar produsul ionic al apei crește în consecință, deci pH-ul este neutru.< 7 (что соответствует одновременно возросшим концентрациям как H + , так и OH -); при понижении температуры, напротив, нейтральная pH возрастает.

Metode de determinare a valorii pH-ului

Mai multe metode sunt utilizate pe scară largă pentru a determina valoarea pH-ului soluțiilor. Valoarea pH-ului poate fi aproximată cu indicatori, măsurată cu precizie cu un pH-metru sau determinată analitic prin efectuarea unei titrari acido-bazice.

Pentru o estimare aproximativă a concentrației ionilor de hidrogen, indicatori acido-bazici sunt utilizați pe scară largă - substanțe colorante organice, a căror culoare depinde de pH-ul mediului. Cei mai faimoși indicatori includ turnesol, fenolftaleina, metil portocală (metil portocală) și altele. Indicatorii pot exista în două forme colorate diferit, fie acide, fie bazice. Schimbarea de culoare a fiecărui indicator are loc în intervalul său de aciditate, de obicei 1-2 unități.

Utilizarea unui dispozitiv special - un pH-metru - vă permite să măsurați pH-ul într-un interval mai larg și mai precis (până la 0,01 unități pH) decât cu indicatori. Metoda ionometrică pentru determinarea pH-ului se bazează pe măsurarea EMF a unui circuit galvanic cu un milivoltmetru-ionometru, inclusiv un electrod special din sticlă, al cărui potențial depinde de concentrația de ioni H + din soluția înconjurătoare. Metoda este convenabilă și foarte precisă, mai ales după calibrarea electrodului indicator într-un interval de pH selectat, permite măsurarea pH-ului soluțiilor opace și colorate și, prin urmare, este utilizată pe scară largă.
Metoda analitică volumetrică – titrare acido-bazică – oferă, de asemenea, rezultate precise pentru determinarea acidității soluțiilor. La soluția de testat se adaugă prin picurare o soluție de concentrație cunoscută (titrant). Când sunt amestecate, are loc o reacție chimică. Punctul de echivalență - momentul în care titrantul este exact suficient pentru a finaliza complet reacția - este fixat cu ajutorul unui indicator. În plus, cunoscând concentrația și volumul soluției de titrant adăugate, se calculează aciditatea soluției.
Efectul temperaturii asupra valorilor pH-ului

0,001 mol/L HCl la 20 °C are pH=3, la 30 °C pH=3

0,001 mol/L NaOH la 20 °C are pH=11,73, la 30 °C pH=10,83

În acest articol, răspundem la întrebările care este aciditatea vinului și cum se determină aceasta. Ce este pH-ul și de ce ar trebui să îl cunoască consumatorul. Ce este gradul de alcool.

gradul de alcool

Una dintre aceste abrevieri este foarte simplă - ABV înseamnă engleza „alcool în volum”, acelea. conținutul de alcool (în cazul nostru, etanol) în volumul lichidului. De obicei, măsurată ca procent. Și în vorbirea colocvială se numește grad. De exemplu, expresia vodcă de patruzeci de grade înseamnă că soluția propusă conține 40% - patruzeci la sută alcool în volum.

Procentul sau gradul de volum se măsoară în mililitri de etanol „pur” într-un volum de 100 ml la o temperatură de 20 de grade Celsius.

Pe scurt, este clar că, dacă sticla indică ABV 5,5%, ca, de exemplu, la unele vinuri Moscato d'Asti, atunci acest vin ușor carbogazos și cu conținut scăzut de alcool poate fi sorbit ușor toată seara, fără teama de a avea mahmureală. ziua urmatoare. După cum se spune, este mai mult alcool în chefir!

Apropo, de aceea Moscato d'Asti și un alt vin spumant italian, Prosecco, sunt atât de populare la petrecerile de la Hollywood. Toată lumea umblă toată seara cu un pahar în mână, dar nu sunt bețivi. Și poți conduce singur acasă. Deși judecând după știri, participanților la aceste partide nu prea le pasă de această ultimă considerație.

Un pic de teorie - ce este pH

La nivel intuitiv, toți înțelegem aproximativ ce este aciditatea. Gradul de „aciditate”, ca să spunem așa. În chimie, acest termen este aciditate, lat. aciditas, ing. aciditatea – denotă o caracteristică a activității ionilor de hidrogen în soluții și lichide.

Există aciditate adevărată (activă) și totală (titrabilă). În soluții apoase, substanțele anorganice, de ex. sărurile, acizii și alcaliile (dizolvate) sunt separate în ionii lor constituenți.

În același timp, ioni de hidrogen încărcați pozitiv H+ sunt purtători de proprietăți acide și ioni încărcați negativ OH-(se mai numesc și hidroxili) - purtători de proprietăți alcaline.

În urmă cu o sută de ani, chimiștii au introdus un indicator special de pH, care este de obicei notat prin simboluri pH.

Un pic de matematică

Non-nudiștii (c) și non-matematicienii (c) pot sări peste acest paragraf. Și pentru restul, vă vom informa că pentru soluțiile apoase se aplică ecuația de echilibru - produsul activității ionilor H + și OH- este constant. În așa-numitele condiții normale, adică. la o temperatură a apei de 22°C și presiune normală, este egală cu 10 la minus a 14-a putere.

În 1909, biochimistul danez Serensen a introdus valoarea pH-ului, care, prin definiție, este egală cu logaritmul zecimal al activității ionilor de hidrogen, luat cu minus:

pH= - lg (activitate H+)

Într-un mediu neutru, așa cum tocmai am spus, activitățile ionilor sunt egale, adică. produsul activității H+ și activității OH- este egal cu pătratul activității H+. Și este egal cu 10 la minus a 14-a putere.

Deci, după împărțirea 14 la 2, logaritmul zecimal negativ va fi egal cu 7. Aceasta înseamnă că (la o temperatură de 22 ° C) aciditatea apei pure, adică aciditatea neutră, este egală cu șapte unități: pH= 7.

Soluțiile și lichidele sunt considerate acide dacă acestea pH mai putin de 7, și alcalin, dacă mai mult.

De obicei, produsele alimentare, inclusiv vinul, tind să fie acide. Reacțiile alcaline sunt agenți chimici de dospit al aluatului (sodă, carbonat de amoniu) și produse preparate odată cu utilizarea lor, cum ar fi prăjiturile și turta dulce.

Trei tipuri de aciditate

Să revenim la vinovăție. Termenul de „aciditate” este unul dintre cele mai utilizate în analiza, descrierea și producerea vinurilor. De fapt, aciditatea este una dintre cele mai importante caracteristici ale chimiei și gustului vinului. Există trei tipuri de aciditate în vinificație:

total sau titrat
activ sau adevărat - acesta este indicatorul [hidrogenului] al activității pH
aciditate volatilă

Aciditate titrabilă

Aciditatea titrabilă sau totală determină conținutul în suc sau vin al tuturor acizilor liberi și al sărurilor lor acide în agregat.

Valoarea sa este determinată de cantitatea de alcali (de exemplu, sodă caustică sau potasiu) necesară pentru a neutraliza acești acizi. Adică cantitatea de alcali care trebuie adăugată vinului pentru a obține o soluție absolut neutră din acesta (pH=7,0).

Aciditatea totală se măsoară în grame pe litru.

Aciditate activă

Aciditate activă sau adevărată pH . Din punct de vedere matematic, acesta este logaritmul negativ al concentrației ionilor de hidrogen, așa cum sa menționat mai sus. Din punct de vedere tehnic, aceasta este cea mai precisă măsură a acidității vinului.

Depinde de cantitatea de acizi cei mai puternici conținută în vin. Acizii puternici sunt cei care au cea mai mare constantă de disociere (Kd) [acizi].

Un exemplu de acizi tipici ordonați după „tărie”, adică în ordinea descrescătoare a constantei de disociere (gradul de acid):

Lămâie Cd = 8,4 10-4
Chihlimbar Cd = 7,4 10-4
Apple Cd = 3,95 10-4
Lactate Kd = 1,4 10-4

Din valoare pH depinde de raportul cantitativ dintre produsele de fermentație primară și secundară, tendința vinului la oxidare, turbiditatea cristalină și biologică, susceptibilitatea la defecte și rezistența la boli a vinului.

Exemple

O explicație simplă a relației logaritmice. Soluție cu pH= 3 este de zece ori mai acid decât o soluție cu pH= 4. Sau, pentru un exemplu mai practic, vin cu pH= 3,2 25% mai acid decât vinul cu pH= 3.3.

Daca este necesara corectarea aciditatii vinului, vinificatorii adauga un amestec de 1,9 g/l acid lactic si 2,27 g/l acid tartric (dioxisuccinic sau tartric). Acest lucru face posibilă reducerea pH aproximativ cu 0,1 (interval de la 3 la 4).

Și dacă, de exemplu, vinul a ieșit cu pH = 3,7 și vinificatorul vrea să-l aducă la pH = 3,5, va dubla această „doză”.

ValoarepHpentru unele produse

Tabelul de mai jos prezintă valorile de aciditate ale unor alimente comune și ale apei pure la diferite temperaturi:

Produs	Aciditate, pH
Suc de lămâie	2,1
Vin, aprox.	3,5
Suc de roșii	4,1
suc de portocale	4,2
Cafea neagra	5,0
Apă pură la 100°C	6,13
Apă pură la 50°C	6,63
Lapte proaspat	6,68
Apă pură la 22°C	7,0
Apă pură la 0°C	7,48

Aciditate volatilă

Aciditatea volatilă, sau pe scurt VA, este acea parte a acizilor din vin care poate fi detectată de nas.

Spre deosebire de acei acizi care sunt palpabili la gust (cum am vorbit mai sus).

Aciditatea volatilă, sau cu alte cuvinte, acrisul vinului, este unul dintre cele mai frecvente defecte. Principalii săi vinovați sunt acidul acetic (miroase a oțet) și esterul său, acetatul de etil (miroase a lac de unghii).

Bacteriile responsabile de aciditatea volatilă se dezvoltă în condiții de aciditate scăzută și conținut ridicat de zahăr. În concentrații mici, aciditatea volatilă conferă vinului o picant. Iar când pragul este depășit, componenta oțet-lac înfundă arome utile și strică gustul vinului.