Запомнете:

Реакција на неутрализација е реакција помеѓу киселина и база која произведува сол и вода;

Под чиста вода, хемичарите ја разбираат хемиски чистата вода која не содржи никакви нечистотии или растворени соли, односно дестилирана вода.

Киселост на животната средина

За различни хемиски, индустриски и биолошки процеси, многу важна карактеристика е киселоста на растворите, што ја карактеризира содржината на киселини или алкалии во растворите. Бидејќи киселините и алкалите се електролити, содржината на јони H+ или OH - се користи за да се карактеризира киселоста на медиумот.

Во чиста вода и во кој било раствор, заедно со честички од растворени материи, се присутни и јони H+ и OH -. Ова се случува поради дисоцијација на самата вода. И иако сметаме дека водата е неелектролит, таа сепак може да дисоцира: H 2 O ^ H + + OH - . Но, овој процес се случува во многу мала мера: во 1 литар вода само 1 јон се распаѓа на јони. 10-7 мол молекули.

Во киселинските раствори, како резултат на нивната дисоцијација, се појавуваат дополнителни H+ јони. Во таквите раствори има значително повеќе H+ јони отколку OH - јони формирани поради мала дисоцијација на водата, затоа овие раствори се нарекуваат кисели (сл. 11.1, лево). Обично се вели дека таквите раствори имаат кисела средина. Колку повеќе H+ јони се содржани во растворот, толку е покисел медиумот.

Во алкалните раствори, како резултат на дисоцијација, напротив, преовладуваат јоните на OH -, а катјоните H + речиси отсуствуваат поради незначителната дисоцијација на водата. Околината на таквите раствори е алкална (сл. 11.1, десно). Колку е поголема концентрацијата на јоните на OH, толку е поалкална околината на растворот.

Во раствор од кујнска сол, бројот на јони H+ и OH е ист и еднаков на 1. 10 -7 mol во 1 литар раствор. Таквиот медиум се нарекува неутрален (слика 11.1, центар). Всушност, тоа значи дека растворот не содржи ниту киселина ниту алкали. Неутрална средина е карактеристична за растворите на некои соли (создадени од алкали и силна киселина) и многу органски материи. Чистата вода има и неутрална средина.

pH вредност

Ако го споредиме вкусот на кефирот и сокот од лимон, можеме со сигурност да кажеме дека сокот од лимон е многу покисел, односно киселоста на овие раствори е различна. Веќе знаете дека чистата вода содржи и јони H+, но киселиот вкус на водата не се чувствува. Ова се должи на прениската концентрација на јони H+. Честопати не е доволно да се каже дека медиумот е кисел или алкален, туку потребно е да се карактеризира квантитативно.

Киселоста на околината квантитативно се карактеризира со водородниот индикатор pH (се изговара „р-пепел“), поврзан со концентрацијата

Водородни јони. рН вредноста одговара на одредена содржина на водородни катјони во 1 литар раствор. Чистата вода и неутралните раствори содржат 1 литар во 1 литар. 10 7 mol H+ јони, а pH вредноста е 7. Во киселинските раствори концентрацијата на H+ катјоните е поголема отколку во чистата вода, а во алкалните раствори е помала. Во согласност со ова, вредноста на pH вредноста се менува и: во кисела средина се движи од 0 до 7, а во алкална средина се движи од 7 до 14. Употребата на pH вредноста првпат ја предложи данскиот хемичар. Педер Соренсен.

Можеби сте забележале дека pH вредноста е поврзана со концентрацијата на H+ јоните. Одредувањето на pH е директно поврзано со пресметување на логаритам на број, кој ќе го изучувате на часовите по математика во 11 одделение. Но, односот помеѓу содржината на јоните во растворот и pH вредноста може да се следи според следнава шема:

PH вредноста на водените раствори на повеќето супстанции и природни раствори е во опсег од 1 до 13 (сл. 11.2).

Ориз. 11.2. pH вредност на различни природни и вештачки раствори

Сорен Педер Лауритс Соренсен

Дански физички хемичар и биохемичар, претседател на Кралското данско друштво. Дипломирал на Универзитетот во Копенхаген. На 31-годишна возраст станал професор на Данскиот политехнички институт. Тој ја предводеше престижната физичко-хемиска лабораторија во пиварницата Карлсберг во Копенхаген, каде што ги направи своите главни научни откритија. Неговата главна научна активност беше посветена на теоријата на раствори: тој го воведе концептот на pH вредност и ја проучуваше зависноста на ензимската активност од киселоста на растворите. За неговите научни достигнувања, Соренсен беше вклучен во списокот на „100 извонредни хемичари на 20 век“, но во историјата на науката тој остана првенствено како научник кој ги воведе концептите „pH“ и „pH-метрија“.

Одредување на средна киселост

За да се одреди киселоста на растворот во лаборатории, најчесто се користи универзален индикатор (сл. 11.3). По неговата боја, можете да го одредите не само присуството на киселина или алкали, туку и pH вредноста на растворот со точност од 0,5. За попрецизно мерење на pH, постојат специјални уреди - pH метри (сл. 11.4). Тие ви дозволуваат да ја одредите pH вредноста на растворот со точност од 0,001-0,01.

Со помош на индикатори или pH метри, можете да следите како напредуваат хемиските реакции. На пример, ако хлоридната киселина се додаде во раствор од натриум хидроксид, ќе се појави реакција на неутрализација:

Ориз. 11.3. Универзален индикатор ја одредува приближната pH вредност

Ориз. 11.4. За мерење на pH на растворите, се користат специјални уреди - pH метри: а - лабораторија (стационарни); б - пренослив

Во овој случај, растворите на реагенси и производи за реакција се безбојни. Ако во почетниот алкален раствор се стави електрода од рН метар, тогаш целосната неутрализација на алкали од киселината може да се процени според pH вредноста на добиениот раствор.

Примена на pH индикатор

Одредувањето на киселоста на растворите е од големо практично значење во многу области на науката, индустријата и други области од животот на човекот.

Еколозите редовно ја мерат рН на дождовницата, реките и езерата. Наглото зголемување на киселоста на природните води може да биде последица на атмосферско загадување или навлегување на индустриски отпад во водните тела (сл. 11.5). Ваквите промени повлекуваат смрт на растенија, риби и други жители на водни тела.

Водородниот индекс е многу важен за проучување и набљудување на процесите што се случуваат во живите организми, бидејќи во клетките се случуваат бројни хемиски реакции. Во клиничката дијагностика се одредува pH на крвната плазма, урината, желудечниот сок итн. (сл. 11.6). Нормалната pH на крвта е помеѓу 7,35 и 7,45. Дури и мала промена на pH вредноста на човечката крв предизвикува сериозни болести, а при pH = 7,1 и пониска почнуваат неповратни промени кои можат да доведат до смрт.

За повеќето растенија, киселоста на почвата е важна, така што агрономите однапред спроведуваат анализа на почвата, одредувајќи ја нивната pH вредност (сл. 11.7). Ако киселоста е превисока за одредена култура, почвата се варат со додавање креда или вар.

Во прехранбената индустрија, киселинско-базните индикатори се користат за контрола на квалитетот на прехранбените производи (сл. 11.8). На пример, нормалната pH вредност за млекото е 6,8. Отстапувањето од оваа вредност укажува или на присуство на туѓи нечистотии или на негово кисело.

Ориз. 11.5. Влијанието на pH нивото на водата во резервоарите врз виталната активност на растенијата во нив

PH вредноста за козметиката што ја користиме во секојдневниот живот е важна. Просечната pH вредност на човечката кожа е 5,5. Ако кожата дојде во контакт со производи чија киселост значително се разликува од оваа вредност, тоа ќе доведе до предвремено стареење, оштетување или воспаление на кожата. Беше забележано дека перачките кои користеле обичен сапун за перење (pH = 8-10) или сода за перење (Na 2 CO 3, pH = 12-13) долго време за перење, кожата на рацете им станала многу сува и покриена со пукнатини. Затоа, многу е важно да се користат разни козметички средства (гелови, креми, шампони и сл.) со pH вредност блиска до природната pH вредност на кожата.

ЛАБОРАТОРИСКИ ЕКСПЕРИМЕНТИ бр.1-3

Опрема: решетка со епрувети, пипета.

Реагенси: вода, хлоридна киселина, раствори на NaCl, NaOH, оцет за маса, универзален индикатор (раствор или индикаторска хартија), храна и козметички производи (на пример, лимон, шампон, паста за заби, прашок за перење, газирани пијалоци, сокови итн.) .

Безбедносни прописи:

За експерименти, користете мали количини на реагенси;

Внимавајте да не дојдете до реагенси на вашата кожа или очи; Ако навлезе каустична супстанција, измијте ја со многу вода.

Определување на водородни јони и јони на хидроксид во раствори. Воспоставување на приближна pH вредност на вода, алкални и кисели раствори

1. Истурете 1-2 ml во пет епрувети: во епрувета бр. 1 - вода, бр. 2 - хлоридна киселина, бр. 3 - раствор на натриум хлорид, бр. 4 - раствор на натриум хидроксид и бр. 5 - маса оцет .

2. Додадете 2-3 капки универзален индикаторски раствор на секоја епрувета или спуштете ја индикаторската хартија. Одредете ја pH вредноста на растворите со споредување на бојата на индикаторот на стандардна скала. Извлечете заклучоци за присуството на водородни катјони или јони на хидроксид во секоја епрувета. Напиши равенки на дисоцијација за овие соединенија.

Проучување на pH на храна и козметички производи

Тест примероци на храна и козметички производи со универзален индикатор. За проучување на суви материи, на пример, прашок за перење, тие мора да се растворат во мала количина на вода (1 шпатула сува супстанција на 0,5-1 ml вода). Одредете ја pH вредноста на растворите. Извлечете заклучоци за киселоста на животната средина во секој од проучуваните производи.

Клучна идеја

Контролни прашања

130. Присуството на кои јони во раствор ја одредува неговата киселост?

131. Кои јони се наоѓаат во вишок во киселинските раствори? во алкална?

132. Кој индикатор квантитативно ја опишува киселоста на растворите?

133. Која е pH вредноста и содржината на H+ јоните во растворите: а) неутрална; б) слабо кисела; в) малку алкален; г) силно кисела; г) многу алкално?

Задачи за совладување на материјалот

134. Воден раствор на одредена супстанција има алкална средина. Кои јони се повеќе застапени во овој раствор: H+ или OH -?

135. Две епрувети содржат раствори на нитратна киселина и калиум нитрат. Кои индикатори може да се користат за да се одреди која епрувета содржи раствор на сол?

136. Три епрувети содржат раствори на бариум хидроксид, нитратна киселина и калциум нитрат. Како да ги препознаете овие раствори користејќи еден реагенс?

137. Од горната листа запишете ги посебно формулите на супстанции чии раствори имаат медиум: а) кисела; б) алкална; в) неутрален. NaCl, HCl, NaOH, HNO 3, H 3 PO 4, H 2 SO 4, Ba(OH) 2, H 2 S, KNO 3.

138. Водата од дождот има pH = 5,6. Што значи тоа? Која супстанца содржана во воздухот, кога се раствора во вода, ја одредува киселоста на околината?

139. Каква средина (кисела или алкална): а) во раствор за шампон (pH = 5,5);

б) во крвта на здрава личност (pH = 7,4); в) во човечки гастричен сок (pH = 1,5); г) во плунката (pH = 7,0)?

140. Јагленот што се користи во термоелектраните содржи соединенија на азот и сулфур. Испуштањето на производи од согорување на јаглен во атмосферата доведува до формирање на таканаречениот кисели дожд кој содржи мали количини на нитратни или сулфитни киселини. Кои pH вредности се типични за таква дождовница: повеќе од 7 или помалку од 7?

141. Дали pH вредноста на растворот на силна киселина зависи од неговата концентрација? Оправдајте го вашиот одговор.

142. Раствор од фенолфталеин е додаден во раствор кој содржи 1 mol калиум хидроксид. Дали бојата на овој раствор ќе се промени ако на него се додаде хлоридна киселина во количина на супстанција: а) 0,5 mol; б) 1 мол;

в) 1,5 мол?

143. Три неозначени епрувети содржат безбојни раствори на натриум сулфат, натриум хидроксид и сулфатна киселина. рН вредноста е измерена за сите раствори: во првата епрувета - 2,3, во втората - 12,6, во третата - 6,9. Која епрувета која супстанца содржи?

144. Студентот купил дестилирана вода во аптека. PH-метарот покажа дека pH вредноста на оваа вода е 6,0. Потоа ученикот ја вареше оваа вода долго време, го наполни садот до врвот со топла вода и го затвори капакот. Кога водата се оладила на собна температура, рН-метарот открил вредност од 7,0. По ова, ученикот со сламка поминувал воздух низ водата, а рН-метарот повторно покажал 6,0. Како може да се објаснат резултатите од овие мерења на pH?

145. Што мислите, зошто две шишиња оцет од ист производител може да содржат раствори со малку различни pH вредности?

Ова е материјал за учебник

ВРЕДНОСТ НА ВОДОРОДОТ (PH).Едно од најважните својства на водените раствори е нивната киселост (или алкалност), која се одредува со концентрацијата на јоните H + и OH - цм. ЕЛЕКТРОЛИТИЧКА ДИСОЦИЈАЦИЈА. ЕЛЕКТРОЛИТИ). Концентрациите на овие јони во водените раствори се поврзани со едноставна врска = ДО w ; (квадратните загради обично означуваат концентрација во единици mol/l). Количеството Kw се нарекува јонски производ на водата и е константна на дадена температура. Значи, на 0 o C е еднакво на 0,11 H 10 –14, на 20 o C – 0,69 H 10 –14 и на 100 o C – 55,0 H 10 –14. Најчесто користеното значење е К w на 25 o C, што е еднакво на 1.00H 10 –14. Во апсолутно чиста вода, која дури и не содржи растворени гасови, концентрациите на јоните H + и OH – се еднакви (растворот е неутрален). Во други случаи, овие концентрации не се совпаѓаат: во киселите раствори преовладуваат јони H +, во алкалните раствори преовладуваат јони OH -. Но, нивниот производ во кој било воден раствор е константен. Затоа, ако ја зголемите концентрацијата на еден од овие јони, концентрацијата на другиот јони ќе се намали за иста количина. Значи, во слаб киселински раствор, во кој = 10 –5 mol/l, = 10 –9 mol/l, а нивниот производ е сепак еднаков на 10 –14. Слично, во алкален раствор при = 3,7H 10 –3 mol/l = 10 –14 /3,7H 10 –3 = 2,7H 10 –11 mol/l.

Од горенаведеното произлегува дека киселоста на растворот може недвосмислено да се изрази со означување на концентрацијата само на водородни јони во него. На пример, во чиста вода = 10 –7 mol/l. Во пракса, незгодно е да се работи со такви бројки. Покрај тоа, концентрациите на јони H + во растворите може да се разликуваат за стотици трилиони пати - од приближно 10–15 mol/l (јаки алкални раствори) до 10 mol/l (концентрирана хлороводородна киселина), што не може да се прикаже на ниту еден графикон. Затоа, одамна е договорено дека за концентрацијата на водородни јони во раствор треба да се означи само експонентот 10, земен со спротивен знак; За да го направите ова, концентрацијата треба да се изрази како моќност од 10x, без множител, на пример, 3.7H 10 -3 = 10 -2.43. (За попрецизни пресметки, особено во концентрирани раствори, нивните активности се користат наместо концентрацијата на јоните.) Овој експонент се нарекува водороден експонент, а скратено pH - од ознаката на водород и германскиот збор Potenz - математички степен. Така, по дефиниција, pH = –log[H + ]; оваа вредност може да варира во мали граници - само од -1 до 15 (и почесто - од 0 до 14). Во овој случај, промената на концентрацијата на јони H + за 10 пати одговара на промена на pH за една единица. Ознаката pH била воведена во научна употреба во 1909 година од данскиот физички хемичар и биохемичар S.P.L Sørensen, кој во тоа време ги проучувал процесите што се случуваат за време на ферментацијата на пивскиот слад и нивната зависност од киселоста на медиумот.

На собна температура во неутрални раствори pH = 7, во кисели раствори pH< 7, а в щелочных рН >7. Приближната pH вредност на воден раствор може да се одреди со помош на индикатори. На пример, метил портокал на pH вредност< 3,1 имеет красный цвет, а при рН >4,4 – жолта; лакмус на pH вредност< 6,1 красный, а при рН >8 - сина, итн. Попрецизно (до стотинки од дел) вредноста на pH може да се одреди со помош на специјални уреди - pH метри. Таквите уреди го мерат електричниот потенцијал на специјална електрода потопена во раствор; овој потенцијал зависи од концентрацијата на водородните јони во растворот и може да се мери со голема точност.

Интересно е да се споредат pH вредностите на растворите на различни киселини, бази, соли (во концентрација од 0,1 mol/l), како и некои мешавини и природни предмети. За слабо растворливи соединенија означени со ѕвездичка, се дава рН на заситените раствори.

Табелата ни овозможува да направиме голем број интересни набљудувања. рН вредностите, на пример, веднаш укажуваат на релативната јачина на киселините и базите. Јасно е видлива и силна промена во неутралната средина како резултат на хидролиза на соли формирани од слаби киселини и бази, како и при дисоцијација на киселите соли.

Природната вода секогаш има кисела реакција (рН< 7) из-за того, что в ней растворен углекислый газ; при его реакции с водой образуется кислота: СО 2 + Н 2 О « Н + + НСО 3 2– . Если насытить воду углекислым газом при атмосферном давлении, рН полученной «газировки» будет равен 3,7; такую кислотность имеет примерно 0,0007%-ный раствор соляной кислоты – желудочный сок намного кислее! Но даже если повысить давление CO 2 над раствором до 20 атм, значение pH не опускается ниже 3,3. Это значит, что газированную воду (в умеренных количествах, конечно) можно пить без вреда для здоровья, даже если она насыщена углекислым газом.

Одредени вредности на pH се исклучително важни за животот на живите организми. Биохемиските процеси во нив мора да се случат при строго одредена киселост. Биолошки катализатори - ензимите се способни да работат само во одредени pH граници, а кога ќе ги надминат овие граници, нивната активност може нагло да се намали. На пример, активноста на ензимот пепсин, кој ја катализира хидролизата на протеините и на тој начин го поттикнува варењето на протеинската храна во желудникот, е максимална при pH вредности од околу 2. Затоа, за нормално варење потребно е гастричниот сок имаат прилично ниски pH вредности: нормално 1,53-1. Со чир на желудникот, pH вредноста паѓа во просек до 1,48, а со дуоденален улкус може да достигне и 105. Точната pH вредност на гастричниот сок се одредува со интрагастричен преглед (pH сонда). Ако некое лице има ниска киселост, лекарот може да препише земање слаб раствор на хлороводородна киселина со храна, а ако има зголемена киселост, земете антацидни агенси, на пример, магнезиум или алуминиум хидроксид. Интересно, ако пиете сок од лимон, киселоста на желудечниот сок... ќе се намали! Навистина, растворот на лимонска киселина само ќе ја разреди посилната хлороводородна киселина содржана во гастричниот сок.

Во клетките на телото pH е околу 7, во екстрацелуларната течност е 7,4. Нервните завршетоци кои се надвор од клетките се многу чувствителни на промените во pH вредноста. Кога ќе дојде до механичко или термичко оштетување на ткивата, клеточните ѕидови се уништуваат и нивната содржина стигнува до нервните завршетоци. Како резултат на тоа, лицето чувствува болка. Скандинавскиот истражувач Олаф Линдал го спроведе следниов експеримент: со помош на специјален инјектор без игла, низ кожата на една личност се инјектира многу тенок млаз раствор, кој не ги оштетува клетките, туку делува на нервните завршетоци. Се покажа дека токму водородните катјони предизвикуваат болка, а како што се намалува рН на растворот, болката се засилува. Слично на тоа, растворот на мравја киселина, кој се инјектира под кожата со убод од инсекти или коприви, директно „делува на нервите“. Различните pH вредности на ткивата објаснуваат и зошто кај некои воспаленија човекот чувствува болка, а кај други не.

Интересно е што инјектирањето чиста вода под кожата предизвика особено силна болка. Овој феномен, чуден на прв поглед, се објаснува вака: кога клетките ќе дојдат во контакт со чиста вода, како резултат на осмотски притисок, тие пукаат и нивната содржина влијае на нервните завршетоци.

рН вредноста на крвта мора да остане во многу тесни граници; дури и мало закиселување (ацидоза) или алкализација (алкалоза) може да доведе до смрт на организмот. Ацидозата е забележана кај болести како што се бронхитис, циркулаторна инсуфициенција, тумори на белите дробови, пневмонија, дијабетес, треска, оштетување на бубрезите и цревата. Алколоза е забележана со хипервентилација на белите дробови (или со вдишување на чист кислород), со анемија, труење со CO, хистерија, тумор на мозокот, прекумерна потрошувачка на сода бикарбона или алкални минерални води и земање диуретик лекови. Интересно, рН на артериската крв нормално треба да биде во опсег од 7,37-7,45, а на венската крв треба да биде 7,34-7,43. Различни микроорганизми се исто така многу чувствителни на киселоста на околината. Така, патогените микроби брзо се развиваат во малку алкална средина, додека тие не можат да издржат кисела средина. Затоа, за зачувување (кисење, солење) производи, по правило, се користат кисели раствори, со додавање оцет или прехранбени киселини на нив. Правилниот избор на pH е исто така од големо значење за хемиските технолошки процеси.

Одржување на саканата pH вредност и спречување на забележливо отстапување во една или друга насока при промена на условите е можно со користење на таканаречените раствори за пуфер (од англиски buff - омекнат шокови). Таквите раствори често се мешавина од слаба киселина и нејзината сол или слаба база и нејзината сол. Ваквите раствори „се спротивставуваат“, во одредени граници (наречен тампон капацитет) на обидите да ја променат нивната pH вредност. На пример, ако се обидете малку да закиселите мешавина од оцетна киселина и натриум ацетат, тогаш ацетатните јони ќе го врзат вишокот јони H + во малку дисоцирана оцетна киселина, а pH вредноста на растворот тешко ќе се промени (има многу ацетатни јони во пуферскиот раствор, бидејќи тие се формираат како резултат на целосна дисоцијација натриум ацетат). Од друга страна, ако внесете малку алкали во таков раствор, вишокот OH – јони ќе се неутрализираат со оцетна киселина додека ја одржува pH вредноста. Другите пуферски раствори дејствуваат на сличен начин, секој од нив одржува специфична pH вредност. Растворите на киселинските соли на фосфорната киселина и слабите органски киселини - оксална, винска, лимонска, фтална и др., исто така имаат пуферско дејство Специфичната pH вредност на пуферскиот раствор зависи од концентрацијата на пуферските компоненти. Така, ацетатниот пуфер ви овозможува да ја одржувате pH вредноста на растворот во опсег од 3,8-6,3; фосфат (мешавина од KH 2 PO 4 и Na 2 HPO 4) - во опсег од 4,8 - 7,0, бора (мешавина од Na 2 B 4 O 7 и NaOH) - во опсег од 9,2-11, итн.

Многу природни течности имаат пуферски својства. Пример е океанската вода, чии пуферски својства во голема мера се должат на растворениот јаглерод диоксид и бикарбонатните јони HCO 3 -. Изворот на второто, покрај CO 2, се огромни количини на калциум карбонат во вид на школки, креда и варовнички седименти во океанот. Интересно е што фотосинтетичката активност на планктонот, еден од главните снабдувачи на кислород во атмосферата, доведува до зголемување на pH вредноста на околината. Ова се случува во согласност со принципот на Ле Шателие како резултат на промена на рамнотежата при апсорпција на растворениот јаглерод диоксид: 2H + + CO 3 2 – “ H + + HCO 3 – “ H 2 CO 3 “ H 2 O + CO 2. Кога CO 2 + H 2 O + hv ® 1 / n (CH 2 O) n + O 2 се отстранува од растворот за време на фотосинтезата, рамнотежата се поместува надесно и околината станува поалкална. Во клетките на телото, хидратацијата на CO 2 се катализира од ензимот јаглеродна анхидраза.

Клеточната течност и крвта се исто така примери на природни пуферски раствори. Така, крвта содржи околу 0,025 mol/l јаглерод диоксид, а неговата содржина кај мажите е приближно 5% повисока отколку кај жените. Концентрацијата на бикарбонатните јони во крвта е приближно иста (исто така ги има повеќе кај мажите).

При тестирање на почвата, pH е една од најважните карактеристики. Различни почви може да имаат pH од 4,5 до 10. pH вредноста, особено, може да се користи за да се процени содржината на хранливи материи во почвата, како и кои растенија можат успешно да растат во дадена почва. На пример, растот на грав, зелена салата и црни рибизли е попречен кога pH вредноста на почвата е под 6,0; зелка - под 5,4; јаболкници - под 5,0; компири - под 4,9. Киселите почви генерално се помалку богати со хранливи материи бидејќи се помалку способни да ги задржат металните катјони потребни за растенијата. На пример, водородните јони кои влегуваат во почвата ги поместуваат врзаните јони на Ca 2+ од неа. А алуминиумските јони поместени од глинестите (алумосиликатни) карпи во високи концентрации се токсични за земјоделските култури.

За деоксидација на киселите почви, се користи варовник - се додаваат супстанции кои постепено го врзуваат вишокот киселина. Таква супстанција може да бидат природни минерали - креда, варовник, доломит, како и вар, згура од металуршки растенија. Количината на употребениот деоксидатор зависи од капацитетот на тампон на почвата. На пример, варовната глинена почва бара повеќе деоксидирачки агенси отколку песочна почва.

Од големо значење се мерењата на рН на дождовницата, која може да биде доста кисела поради присуството на сулфурна и азотна киселина во неа. Овие киселини се формираат во атмосферата од азот и сулфур (IV) оксиди, кои се испуштаат со отпад од бројни индустрии, транспорт, котлари и термоелектрани. Познато е дека киселиот дожд со ниска pH вредност (помалку од 5,6) ја уништува вегетацијата и живиот свет на водните тела. Затоа, рН на дождовницата постојано се следи.

Илја Ленсон

Индексот на водород - pH - е мерка за активноста (во случај на разредени раствори, ја одразува концентрацијата) на водородните јони во растворот, квантитативно изразувајќи ја неговата киселост, пресметана како негативен (земен со спротивен знак) децимален логаритам на активноста на водородните јони, изразена во молови на литар.

pH = – лог

Овој концепт беше воведен во 1909 година од данскиот хемичар Соренсен. Индикаторот се нарекува pH, според првите букви од латинските зборови potentia hydrogeni - јачината на водородот, или pondus hydrogenii - тежината на водородот.

Инверзната pH вредност е нешто помалку распространета - индикатор за базичноста на растворот, pOH, еднаков на негативниот децимален логаритам на концентрацијата на јоните на OH во растворот:

рОН = – лог

Во чиста вода на 25°C, концентрациите на водородни јони () и јони на хидроксид () се исти и изнесуваат 10 -7 mol/l, тоа директно произлегува од константата на автопротолиза на водата Kw, која инаку се нарекува јонски производ на вода:

K w = =10 -14 [mol 2 /l 2 ] (на 25°C)

pH + pH = 14

Кога концентрациите на двата типа јони во растворот се исти, се вели дека растворот е неутрален. Кога се додава киселина во водата, концентрацијата на водородни јони се зголемува, а концентрацијата на јони на хидроксид соодветно се намалува кога се додава база, напротив, содржината на јони на хидроксид се зголемува, а концентрацијата на водородни јони се намалува; Кога > се вели дека растворот е кисел, а кога > е алкален.

определување на pH

Широко се користат неколку методи за одредување на pH вредноста на растворите.

1) рН вредноста може приближно да се процени со помош на индикатори, прецизно измерени со рН мерач или аналитички да се одреди со изведување киселинско-базна титрација.

За груба проценка на концентрацијата на водородни јони, широко се користат киселинско-базни индикатори - органски супстанции за боја, чија боја зависи од pH на медиумот. Најпознатите индикатори вклучуваат лакмус, фенолфталеин, метил портокал (метил портокал) и други. Индикаторите можат да постојат во две различно обоени форми - или кисели или базни. Промената на бојата на секој индикатор се јавува во својот опсег на киселост, обично 1-2 единици (види Табела 1, лекција 2).

За проширување на работниот опсег на мерења на pH, се користи таканаречен универзален индикатор, кој е мешавина од неколку индикатори. Универзалниот индикатор ја менува бојата последователно од црвена преку жолта, зелена, сина до виолетова кога се движи од кисела во алкална област. Одредувањето на pH со методот на индикатор е тешко за заматени или обоени раствори.

2) Аналитичката волуметриска метода - киселинско-базна титрација - дава и точни резултати за определување на вкупната киселост на растворите. Раствор со позната концентрација (титрант) се додава по капка во растворот за испитување. Кога ќе се измешаат, доаѓа до хемиска реакција. Точката на еквивалентност - моментот кога има точно доволно титрант за целосно да се заврши реакцијата - се запишува со помош на индикатор. Следно, знаејќи ја концентрацијата и волуменот на додадениот раствор на титрант, се пресметува вкупната киселост на растворот.

Киселоста на околината е важна за многу хемиски процеси, а можноста или исходот на одредена реакција често зависи од pH вредноста на околината. За одржување на одредена pH вредност во реакциониот систем за време на лабораториски истражувања или при производство, се користат пуферски раствори, кои овозможуваат одржување на речиси константна pH вредност кога се разредуваат или кога се додаваат мали количини киселина или алкали во растворот.

рН вредноста е широко користена за карактеризирање на киселинско-базните својства на различни биолошки медиуми (Табела 2).

Киселоста на медиумот за реакција е од особено значење за биохемиските реакции што се случуваат во живите системи. Концентрацијата на водородни јони во растворот често влијае на физичко-хемиските својства и биолошката активност на протеините и нуклеинските киселини, затоа, за нормално функционирање на телото, одржувањето на киселинско-базната хомеостаза е задача од исклучително значење. Динамичното одржување на оптималната pH вредност на биолошките течности се постигнува преку дејство на тампон системи.

3) Употребата на специјален уред - рН мерач - ви овозможува да ја измерите pH вредноста во поширок опсег и попрецизно (до 0,01 pH единици) отколку да користите индикатори, е погодна и многу прецизна, ви овозможува да ја измерите pH вредноста на непроѕирните и раствори во боја и затоа широко се користат.

Со помош на рН мерач, концентрацијата на водородни јони (рН) се мери во раствори, вода за пиење, прехранбени производи и суровини, еколошки објекти и производствени системи за континуирано следење на технолошките процеси, вклучително и во агресивни средини.

PH метар е неопходен за хардверско следење на pH растворите за одвојување на ураниум и плутониум, кога барањата за исправност на читањата на опремата без калибрација се исклучително високи.

Уредот може да се користи во стационарни и мобилни лаборатории, вклучувајќи теренски лаборатории, како и клинички дијагностички, форензички, истражувачки и производствени лаборатории, вклучително и месната, млечната и пекарската индустрија.

Неодамна, pH метри се широко користени во фарми за аквариум, следење на квалитетот на водата во домашни услови, земјоделство (особено во хидропоника), а исто така и за следење на здравствената дијагностика.

Табела 2. pH вредности за некои биолошки системи и други раствори

Индексот на водород - pH - е мерка за активноста (во случај на разредени раствори, ја одразува концентрацијата) на водородните јони во растворот, квантитативно изразувајќи ја неговата киселост, пресметана како негативен (земен со спротивен знак) децимален логаритам на активноста на водородните јони, изразена во молови на литар.

pH = – лог

Овој концепт беше воведен во 1909 година од данскиот хемичар Соренсен. Индикаторот се нарекува pH, според првите букви од латинските зборови potentia hydrogeni - јачината на водородот, или pondus hydrogenii - тежината на водородот.

Инверзната pH вредност е нешто помалку распространета - индикатор за базичноста на растворот, pOH, еднаков на негативниот децимален логаритам на концентрацијата на јоните на OH во растворот:

рОН = – лог

Во чиста вода на 25°C, концентрациите на водородни јони () и јони на хидроксид () се исти и изнесуваат 10 -7 mol/l, тоа директно произлегува од константата на автопротолиза на водата Kw, која инаку се нарекува јонски производ на вода:

K w = =10 -14 [mol 2 /l 2 ] (на 25°C)

pH + pH = 14

Кога концентрациите на двата типа јони во растворот се исти, се вели дека растворот е неутрален. Кога се додава киселина во водата, концентрацијата на водородни јони се зголемува, а концентрацијата на јони на хидроксид соодветно се намалува кога се додава база, напротив, содржината на јони на хидроксид се зголемува, а концентрацијата на водородни јони се намалува; Кога > се вели дека растворот е кисел, а кога > е алкален.

определување на pH

Широко се користат неколку методи за одредување на pH вредноста на растворите.

1) рН вредноста може приближно да се процени со помош на индикатори, прецизно измерени со рН мерач или аналитички да се одреди со изведување киселинско-базна титрација.

За груба проценка на концентрацијата на водородни јони, широко се користат киселинско-базни индикатори - органски супстанции за боја, чија боја зависи од pH на медиумот. Најпознатите индикатори вклучуваат лакмус, фенолфталеин, метил портокал (метил портокал) и други. Индикаторите можат да постојат во две различно обоени форми - или кисели или базни. Промената на бојата на секој индикатор се јавува во својот опсег на киселост, обично 1-2 единици (види Табела 1, лекција 2).

За проширување на работниот опсег на мерења на pH, се користи таканаречен универзален индикатор, кој е мешавина од неколку индикатори. Универзалниот индикатор ја менува бојата последователно од црвена преку жолта, зелена, сина до виолетова кога се движи од кисела во алкална област. Одредувањето на pH со методот на индикатор е тешко за заматени или обоени раствори.

2) Аналитичката волуметриска метода - киселинско-базна титрација - дава и точни резултати за определување на вкупната киселост на растворите. Раствор со позната концентрација (титрант) се додава по капка во растворот за испитување. Кога ќе се измешаат, доаѓа до хемиска реакција. Точката на еквивалентност - моментот кога има точно доволно титрант за целосно да се заврши реакцијата - се запишува со помош на индикатор. Следно, знаејќи ја концентрацијата и волуменот на додадениот раствор на титрант, се пресметува вкупната киселост на растворот.

Киселоста на околината е важна за многу хемиски процеси, а можноста или исходот на одредена реакција често зависи од pH вредноста на околината. За одржување на одредена pH вредност во реакциониот систем за време на лабораториски истражувања или при производство, се користат пуферски раствори, кои овозможуваат одржување на речиси константна pH вредност кога се разредуваат или кога се додаваат мали количини киселина или алкали во растворот.

рН вредноста е широко користена за карактеризирање на киселинско-базните својства на различни биолошки медиуми (Табела 2).

Киселоста на медиумот за реакција е од особено значење за биохемиските реакции што се случуваат во живите системи. Концентрацијата на водородни јони во растворот често влијае на физичко-хемиските својства и биолошката активност на протеините и нуклеинските киселини, затоа, за нормално функционирање на телото, одржувањето на киселинско-базната хомеостаза е задача од исклучително значење. Динамичното одржување на оптималната pH вредност на биолошките течности се постигнува преку дејство на тампон системи.

3) Употребата на специјален уред - рН мерач - ви овозможува да ја измерите pH вредноста во поширок опсег и попрецизно (до 0,01 pH единици) отколку да користите индикатори, е погодна и многу прецизна, ви овозможува да ја измерите pH вредноста на непроѕирните и раствори во боја и затоа широко се користат.

Со помош на рН мерач, концентрацијата на водородни јони (рН) се мери во раствори, вода за пиење, прехранбени производи и суровини, еколошки објекти и производствени системи за континуирано следење на технолошките процеси, вклучително и во агресивни средини.

PH метар е неопходен за хардверско следење на pH растворите за одвојување на ураниум и плутониум, кога барањата за исправност на читањата на опремата без калибрација се исклучително високи.

Уредот може да се користи во стационарни и мобилни лаборатории, вклучувајќи теренски лаборатории, како и клинички дијагностички, форензички, истражувачки и производствени лаборатории, вклучително и месната, млечната и пекарската индустрија.

Неодамна, pH метри се широко користени во фарми за аквариум, следење на квалитетот на водата во домашни услови, земјоделство (особено во хидропоника), а исто така и за следење на здравствената дијагностика.

Табела 2. pH вредности за некои биолошки системи и други раствори

pH вредност (pH фактор)е мерка за активноста на водородните јони во растворот, квантитативно изразувајќи ја неговата киселост. Кога pH не е на оптимално ниво, растенијата почнуваат да ја губат способноста да апсорбираат некои од елементите што им се потребни за здрав раст. Сите растенија имаат специфично ниво на pH што им овозможува да постигнат максимални резултати при одгледување. Повеќето растенија претпочитаат малку кисела средина за растење (помеѓу 5,5-6,5).

Водороден индекс во формули

Во многу разредени раствори, pH вредноста е еквивалентна на концентрацијата на водородни јони. Еднаков по големина и спротивен по знак на декадниот логаритам на активноста на водородните јони, изразен во молови на литар:

pH = -lg

Во стандардни услови, pH вредноста се движи од 0 до 14. Во чиста вода, при неутрална pH вредност, концентрацијата на H + е еднаква на концентрацијата на OH - и е 1·10 -7 mol на литар. Максималната можна pH вредност е дефинирана како збир на pH и pOH и е еднаква на 14.

Спротивно на популарното верување, рН може да варира не само во опсег од 0 до 14, туку може и да ги надмине овие граници. На пример, при концентрација на водородни јони = 10 -15 mol/l, pH = 15, при концентрација на јони на хидроксид од 10 mol/l pOH = -1.

Важно е да се разбере! Скалата на pH е логаритамска, што значи дека секоја промена на единицата е еднаква на десеткратна промена во концентрацијата на водородните јони. Со други зборови, растворот со pH 6 е десет пати покисел од растворот со pH 7, а растворот со pH 5 ќе биде десет пати покисел од растворот со pH 6 и сто пати покисел од растворот со pH. 7. Ова значи дека кога ја прилагодувате pH вредноста на вашиот хранлив раствор и треба да ја промените pH вредноста за две точки (на пример од 7,5 на 5,5), мора да користите десет пати повеќе регулатор на pH отколку ако сте ја промениле pH вредноста само со еден поен (од 7,5 до 6,5 ).

Методи за одредување на pH вредност

Широко се користат неколку методи за одредување на pH вредноста на растворите. рН вредноста може приближно да се процени со помош на индикатори, прецизно да се измери со рН мерач или да се определи аналитички со изведување киселинско-базна титрација.

Киселинско-базни индикатори

За груба проценка на концентрацијата на водородни јони, широко се користат киселинско-базни индикатори - органски супстанции за боја, чија боја зависи од pH на медиумот. Најпознатите индикатори вклучуваат лакмус, фенолфталеин, метил портокал (метил портокал) и други. Индикаторите можат да постојат во две различно обоени форми - или кисели или базни. Промената на бојата на секој индикатор се јавува во својот опсег на киселост, обично 1-2 единици.

Универзален индикатор

За проширување на работниот опсег на мерења на pH, се користи таканаречен универзален индикатор, кој е мешавина од неколку индикатори. Универзалниот индикатор последователно ја менува бојата од црвена преку жолта, зелена, сина до виолетова кога се движи од киселата област во основната.

Растворите на таквите мешавини - „универзални индикатори“ - обично се импрегнирани со ленти од „хартија за индикатори“, со чија помош можете брзо (со точност на pH единици, па дури и десетини од pH) да ја одредите киселоста на водените раствори. под проучување. За попрецизно определување, бојата на индикаторската хартија добиена при нанесување на капка раствор веднаш се споредува со референтната скала на боја, чиј изглед е претставен на сликите.

Одредувањето на pH со методот на индикатор е тешко за заматени или обоени раствори.

Со оглед на фактот дека оптималните pH вредности за хранливи раствори во хидропоника имаат многу тесен опсег (обично од 5,5 до 6,5), јас користам и други комбинации на индикатори. На пример, нашиот има работен опсег и скала од 4,0 до 8,0, што го прави таков тест попрецизен во споредба со универзалната индикаторска хартија.

pH метар

Употребата на специјален уред - pH-метар - ви овозможува да ја мерите pH во поширок опсег и попрецизно (до 0,01 pH единици) отколку да користите универзални индикатори. Методот е удобен и многу прецизен, особено по калибрирање на индикаторската електрода во одбран опсег на pH. Ви овозможува да ја измерите pH вредноста на непроѕирните и обоените раствори и затоа е широко користен.

Аналитички волуметриски метод

Аналитичката волуметриска метода - киселинско-базна титрација - дава и точни резултати за определување на киселоста на растворите. Раствор со позната концентрација (титрант) се додава по капка во растворот за испитување. Кога ќе се измешаат, доаѓа до хемиска реакција. Точката на еквивалентност - моментот кога има точно доволно титрант за целосно да се заврши реакцијата - се запишува со помош на индикатор. Следно, знаејќи ја концентрацијата и волуменот на додадениот раствор на титрант, се пресметува киселоста на растворот.

Ефект на температурата на pH вредностите

PH вредноста може да се менува во широк опсег со температурни промени. Така, 0,001 моларен раствор на NaOH на 20°C има pH=11,73, а на 30°C pH=10,83. Ефектот на температурата врз вредностите на pH се објаснува со различна дисоцијација на водородните јони (H +) и не е експериментална грешка. Температурниот ефект не може да се компензира со електрониката на pH-метарот.

Прилагодување на pH на растворот за хранливи материи

Закиселување на хранливиот раствор

Хранливиот раствор обично треба да се закисели. Апсорпцијата на јоните од растенијата предизвикува постепено алкализација на растворот. Секој раствор кој има pH вредност од 7 или повисока најчесто ќе треба да се прилагоди на неговата оптимална pH вредност. За закиселување на хранливиот раствор може да се користат различни киселини. Најчесто користени се сулфурна или фосфорна киселина. Подобро решение за хидропонски раствори се пуферските адитиви како што се и. Овие производи не само што ги доведуваат вредностите на pH до оптимални нивоа, туку и ги стабилизираат вредностите на долг период.

При прилагодување на pH и со киселини и со алкалии, треба да се носат гумени ракавици за да се избегне предизвикување изгореници на кожата. Искусниот хемичар вешто се справува со концентрирана сулфурна киселина, тој ја додава киселината капка по капка во водата. Но, за почетници хидропонисти, можеби е подобро да контактирате со искусен хемичар и да побарате од него да подготви 25% раствор на сулфурна киселина. Додека се додава киселина, растворот се меша и се одредува неговата pH вредност. Откако ќе ја знаете приближната количина на сулфурна киселина, тогаш можете да ја додадете од градуиран цилиндар.

Сулфурна киселина мора да се додаде во мали порции за да не се закисели растворот премногу, кој потоа ќе треба повторно да се алкализира. За неискусен работник, закиселувањето и алкализацијата можат да продолжат бесконечно. Покрај губењето време и реагенси, ваквата регулација го дебалансира хранливиот раствор поради акумулација на јони непотребни за растенијата.

Алкализирање на хранливиот раствор

Растворите кои се премногу кисели се прават алкални со натриум хидроксид (натриум хидроксид). Како што кажува неговото име, тоа е каустична супстанција, па затоа мора да се користат гумени ракавици. Се препорачува да се купи натриум хидроксид во форма на таблети. Во продавниците за хемикалии за домаќинство, натриум хидроксид може да се купи како средство за чистење цевки, како што е "Крт". Растворете една таблета во 0,5 литри вода и постепено додавајте го алкалниот раствор во хранливиот раствор со постојано мешање, често проверувајќи ја неговата pH вредност. Ниту една количина на математички пресметки не може да одреди колку киселина или алкали треба да се додаде во даден случај.

Ако сакате да одгледувате неколку култури во еден послужавник, треба да ги изберете така што не само нивната оптимална pH вредност да се совпаѓа, туку и нивните потреби за други фактори на раст. На пример, жолтите нарциси и хризантеми бараат pH вредност од 6,8, но различни нивоа на влажност, па затоа не можат да се одгледуваат во ист послужавник. Ако на нарцисите им дадете иста количина на влага како и хризантемите, светилките од нарцисот ќе изгниеат. Во експериментите, караницата достигна максимален развој на pH 6,5, но може да расте дури и при pH 3,5. Овесот, кој претпочита pH вредност од околу 6, дава добри приноси при pH од 4 доколку дозата на азот во хранливиот раствор е значително зголемена. Компирите растат во прилично широк опсег на pH вредност, но тие најдобро растат на pH од 5,5. Под оваа pH вредност се добиваат и високи приноси на клубени, но тие добиваат кисел вкус. За да се добијат максимални висококвалитетни приноси, рН на растворите за хранливи материи мора точно да се прилагоди.