Водородный показатель воды (pH) - что это и почему он важен?

Водородный показатель, или pH - важная характеристика воды, показывающая уровень кислотности водного раствора. Измерение pH-показателя воды выполняется в целях определения загрязнения воды. Вода содержится во всех живых организмах, обитающих на Земле. В природе она может находиться в нескольких состояниях. Состав природной воды из разных источников зависит от содержания примесей и имеет разный рН- показатель. От значения водородного показателя зависит кислая, нейтральная или щелочная среда. степень коррозийной активности, вкус и запах воды, работа водоочистного оборудования. pH напрямую влияет на остальные показатели качества воды и протекающие в ней химические процессы. В некоторых случаях отклонения от норм создают угрозу для здоровья или даже для жизни человека. По этой причине стоит постоянно контролировать данный показатель, а также при необходимости корректировать его.

История появления

В 1909 году датский учёный Сёренсен первым предложил термин pH. Результаты исследований, проведенных в химико-физиологической лаборатории Копенгагена опубликованные в научных статьях, вышли во Франции и Германии.

Расшифровка названия

«P» является первой буквой латинского слова «potentia» или «pondus», «H» – «hydrogenii». Таким образом, pH можно перевести, как «вес водорода» или «сила водорода».

Уровень pH – что это такое?

Водородный показатель определяет кислотно-щелочной баланс, который влияет на активность и соотношение ионов водорода H- и H+ при распаде молекулы воды. Это количественная характеристика кислотности в жидкой среде.

Чтобы вычислить водородный показатель применяется математическая формула: pH = -log[H+], где pH воды - десятичный логарифм. Согласно данной формуле pH воды в виде десятичного логарифма со знаком минус относится к концентрации, фактической активности ионов H.

Единица измерения - моль/л.

В воде растворяются rислоты с выделением ионов водорода H+.

Основания после поглощения H+ выделяют гидроксид OH-. Поэтому величина рн определяется количественным соотношением в воде ионов H+ и OH-, образующихся при диссоциации воды.

При избыточном количестве ионов водорода H+ - кислотная среда. Избыток с отрицательным ионом водорода превращает свойства в основные.

Низкий уровень рН – высокая кислотность, низкая щёлочность.

При низком рН кислая среда, ускоряющая процессы окисления в воде с избытком железа. Из металлических труб водопровода в воду попадают железо, свинец, медь и другие металлы снижая срок службы оборудования, способствуя образованию ржавчины. Высокая кислотность воды разрушает водопроводные трубы.

При употреблении такой воды в организме накапливаются металлы.

Закисление крови нарушает доставку кислорода и снижает иммунитет, вызывая покраснение, сухость, раздражение кожи.

Высокий рН – низкая кислотность, высокая щёлочность.

Щёлочная вода приводит к накипи в чайнике, нагревательном оборудовании, сантехнике, вызывает кожную аллергические реакции, зуд, покраснения и раздражения. Часто в бассейнах из-за химических средств для очистки и дезинфекции в воде повышается рН. При некоторых заболеваниях врачи рекомендуют пить больше щелочной воды, а также для укрепления иммунитета, ускорения обмена веществ организма. В то же время необходимо соблюдать осторожность по приему сильнощелочной воды людям с пониженной кислотностью желудка. Резкое снижение кислотности желудочного сока нарушает метаболизм, ухудшает иммунитет.

Значения в разных средах

Виды в зависимости от рН воды:

Сильнокислая – уровень рН – ниже 3 моль/л.
Кислая – уровень рН - в пределах от 3 до 5 моль/л.
Слабокислая – уровень pH - от 5 до 6,5 моль/л.
Нейтральная – уровень pH - от 6,5 до 7,5 моль/л считается оптимальным для питьевой и бутилированной воды. Чистая питьевая вода с нормальной кислотностью улучшает обменные процессы, выводит токсины, лучше передает кислород в клетки, оптимизируя тем самым кислородный обмен. Это позволяет увеличить продолжительность жизни.
Слабощелочная – уровень рН - от 7,5 до 8,5 моль/л.
Щелочная– уровень pH – от 8,5 до 9,5 моль/л.
Сильнощелочная – уровень рН – более 9,5 моль/л.

Значение pH находится в диапазоне от 0 до 14. В желудке с резко кислой средой при пищеварении pH равен 1,8−3. У всех фруктов, овощей, растений, животных, микроорганизмов, органов и биологических жидкостей человеческого организма имеется собственное значение pH. Например, фрукты или овощи имеют щелочную среду, а газированные напитки, лимонный сок -кислотную.

Нормативные показатели

Идеальный pH - уровень приближен к показателям крови, грудного молока, околоплодных вод организма: 7,2 - 7,6 моль/л.

Согласно норм СанПиН для использования без негативного воздействия на организм у питьевой воды первой или высшей категории должен быть безопасный уровень pH - от 6,5 до 8,5 моль/л.

В зависимости от назначения воды у водородного показателя разные значения, регламентируемые в документах и стандартах:

На объектах, предназначенных для рекреационного водопользования, значения такие же, как и норма pH питьевой воды.

Значение pH воды в плавательных детских и взрослых бассейнах от 6 до 9 моль/л. Такая же вода и в системах центрального водоснабжения.

От чего зависит уровень кислотности

От повышенной температуры и солнечных лучей уровень рН снижается.

Высокая концентрация гидрокарбонатов, солей магния и кальция в водопроводной или скважинной воде увеличивает рН.

Хлор уменьшает рН, образуя сильно кислую среду.

Из-за кислотных осадков: снега, тумана, дождя, града увеличивается кислотность грунтовых вод.

Способы измерения pH

При проблемах с водой, связанных с pH-уровнем, могут быть добавлены щелочи или кислоты, чтобы скорректировать pH. точно узнать pH-уровень можно с помощью специальных приборов, например, pH-метров или индикаторных полосок.

Тест-полоски

Быстрый способ для измерения pH воды – индикаторная бумага со специальной шкалой для определения концентрации ионов водорода. Полоска при опускании в воду меняет окраску, которую необходимо сравнить с цветовой шкалой. Изменение цвета индикаторов происходит в интервале кислотности, обычно составляющем 1-2 единицы. Иногда точно определить цвет по шкале сложно, а также тест-полоски не слишком просто найти.

Лакмусовая бумага

Ее можно купить в зоомагазине, это самый простой метод, чтобы измерить pH воды. в домашних условиях. Если среда кислотная, то бумага приобретает красный оттенок, если щелочная - то синий.

PH метр

Милливольтметр - более точный способ для определения уровня pH воды. цифровой прибор определяет pH с точностью до 0,01-0,1 единиц. Во избежание погрешностей необходимо производить регулярную калибровку рН метра буферными растворами.

Специализированная лаборатория

Для определения pH воды из крана нужно сдать образец на анализ в лабораторию Сотрудниками после исследования выдается заключение с указанием основных характеристик и органических примесей.

Кислотно-основное титрование

Благодаря добавлению капель титранта в воду, используя лабораторные расчеты и учитывая концентрацию титранта и объём раствора находят pH.

Для обеззараживания воды можно использовать бытовые фильтры. Некоторые минералы могут повышать или понижать pH воды. Среди распространенных фильтров для дома особенно популярны, которые содержат минералы, увеличивающие показатель pH при значительной кислотности.

Величина рН питьевой воды или любой другой – важнейший показатель, определяющий качество жидкости, её воздействие на здоровье и организм человека. Зная основы определения и регулирования кислотности, можно добиться хороших результатов, даже в домашних условиях. Следуйте правилам, и вода станет лучше и чище, будет полезной.