Определение водородного показателя водных растворов и эмульсий

pH — главный показатель водных растворов. Вода, как слабый электролит, в незначительной степени диссоциирует на ионы H + и OH — которые находятся в равновесии:

Произведение концентраций ионов водорода и гидроксид-ионов в воде при определенной температуре постоянно (называется ионным произведением воды). Постоянство произведения [Н + ] [OH — ] означает, что в любом водном растворе ни концентрация ионов водорода, ни концентрация гидроксид-ионов не может быть равна нулю. Иными словами, любой водный раствор кислоты щелочи или соли содержит как H + так и OH — ионы. Таким образом, кислотность и щёлочность раствора можно выразить через концентрацию либо ионов H + , либо OH — ионов. На практике пользуются первым способом.

Концентрация ионов водорода для нейтрального раствора [Н + ] = 10 -7 моль/л
Чтобы избежать неудобств, связанных с применением чисел c отрицательными показателями степени, концентрацию ионов водорода принято выражать через водородный показатель, обозначаемый символом pH.

pH — десятичный логарифм концентрации водородных ионов взятый с обратным знаком:

pH = -lg [Н + ]

С помощью pH растворы характеризуется следующим образом:

нейтральные pH = 7
кислые pH 7

Приведем примерные значения pH наиболее распространенных растворов:

pH желудочного сока 1,7 (сильнокислая среда);
pH пивного сусла 5,0 (слабокислая среда);
pH дождевой воды. 6,0 (слабокислая среда);
pH подготовленной воды 7,0 (нейтральная среда);
pH крови 7,4 (слабощелочная среда);
pH мыла для рук 9,0 (щелочная среда).

Статья в тему: Не получается забеременеть первый раз. Как забеременеть с первого раза: основные способы. Подготовка к беременности

Приведенные значения pH являются примерными и зависят от многих факторов.

pH не статичная величина и имеет свойство меняться (например меняется ph воды из скважины в течение года в зависимости от сезона). Для измерения значения pH в конкретном растворе используют pH-метры.

Как измерять pH?

По характеру использования pH-метры делятся на лабораторные и портативные.
Большим плюсом лабораторных приборов является точность измерения. Например, у электродов от производителя HACH LANGE погрешность измерения составляет всего 0,02 ph. Это очень хорошая точность. Плюсом для повышения точности будет и то что, в лабораторных условиях измерения проводятся при определенных температуре и влажности. Значение температуры очень сильно влияет на pH, это необходимо учитывать. Наиболее точные результаты получаются при температуре близкой к 20 ℃.

Преимуществом портативных pH-метров является их компактность и возможность замерять значение pH в водоемах или на разных производственных точках отбора. Современные электроды pH оснащены датчиками температуры и способны пересчитывать значения, что значительно повышает их точность.

Как повысить точность измерения pH?

Важным моментом является выбор электрода для pH-метра: определяющим фактором является раствор в котором планируется измерение pH и условия эксплуатации. Так, например, в ассортименте производителя HACH есть электроды для:

агрессивных сред (щелочные или кислые растворы)
загрязненных растворов (сточные воды)
для полутвёрдых продуктов (мясо / сыры)
для питьевой воды
продуктов с высоким содержанием белков (пиво)
для вязких образцов (гелеобразные продукты и пасты)

Статья в тему: Зачем нужен вкладыш в трудовую книжку и как его заполнить

Периодичность калибровки: калибровка pH-метра и ежедневная проверка по стандартным буферным растворам — обязательная процедура которой нельзя пренебрегать. Обычно pH-метры калибруют по 3 точкам pH: 4,01, 7,00, 10,01, но возможны вариации. Например калибровка по буферном раствору с ph = 2,00, 6,88, 9,22. После калибровки важно проверить pH-метр по буферным растворам, причем максимально близким по значениям к исследуемым образцам. Например, если вы часто замеряете pH сусла, необходимо проверять pH-метр по буферному раствору с pH=5,00.

Обращайте внимание на то, как долго электрод «держит» калибровку. Если после калибровки проходит несколько дней и электрод при ежедневной проверке показывает корректное значение, значит, все в порядке. Если электрод приходится часто перекалибровывать или калибровка не проходит с первого раза — стоит задуматься о замене электрода и проверить условия хранения электрода между измерениями.

Рекомендованный производителями срок службы электродов — 6 месяцев. Бывает что срок службы значительно снижается при использовании электрода в агрессивных средах или неправильной эксплуатации. И наоборот, при правильном обслуживании электрод может корректно работать больше года.

Компания АкваАналитикс® является официальным представителем Hach на территории России и стран СНГ. Мы предлагаем испытательное оборудование, обучение и программное обеспечение для мониторинга и поддержания pH в широком спектре технологических процессов. Если у вас возникли дополнительные вопросы, свяжитесь с нами удобным вам способом.

Влияние pH на свойства среды

С помощью несложных математических вычислений можно доказать, что сумма показателей pH и pOH для воды — величина постоянная и равна 14. Например, если рН = 5, то рОН = 9; для рН = -2 pOH = 16. У чистой воды без примесей (дистиллированной) и у водных растворов, образуемых неэлектролитами, pH = 7, а значит и рОН = 7, т. е. кислотный и основной (щелочной) показатели уравновешивают друг друга, и получается нейтральная среда.

Статья в тему: Наращивание ресниц: видео уроки для начинающих, полезные рекомендации, советы мастеров

При попадании в воду многих химических соединений происходит их гидролиз. Растворяемое вещество распадается на катионы и анионы, которые могут соединяться с ионами, получившимися в результате диссоциации воды. При этом получается смещение равновесия диссоциации воды. Показатель pH определяет, в какую сторону оно произошло. Если pH 7 — щелочная.

Показатель pH влияет на протекание химических реакций как на производстве, так и в природе и является универсальным показателем состояния среды. С помощью его контроля производят все виды горючего, краски, удобрения, средства личной гигиены и косметику. В пищевой промышленности проверяется качество изготовления напитков, молокопродуктов, изделий из злаков. Все живые обитатели природных почв и вод могут жить только при определенных значениях водородного показателя, от него же зависит и урожайность многих растений, поэтому ведется наблюдение за pH в почвоведении и земледелии, особенно в гидропонике.

При этом обычно необходимо поддерживать постоянное значение pH в течение длительного времени. Для этого используют так называемые буферные растворы. Они представляют собой смеси слабого основания и его соли или слабой кислоты и ее соли, в которых мера активности ионов водорода постоянна и устойчива.

голоса

Рейтинг статьи