Кислотно-щелочной баланс и роль воды в нашем организме

Что такое рН воды, как он появился (кто открыл) и зачем нужен

Водородный показатель является мерой активности ионов водорода, через которую количественно выражается кислотность жидкости. Он равен модулю (с противоположным знаком) десятичного логарифма активности водородных ионов, единица измерения — моль на один литр.

Понятие «водородный показатель раствора» и шкала рН были предложены в 1909 году датским химиком С.П.Л. Сёренсеном, руководителем химико-физиологической лаборатории Карлсберга в Копенгагене. Свои исследования учёный опубликовал одновременно в двух статьях, напечатанных в Германии и во Франции.

https://www.youtube.com/watch?v=ytadvertiseru

Уровень рН воды отражает её кислотно-щелочное равновесие, которое оказывает огромное влияние на биохимические реакции, протекающие в водной среде. Соответственно, от того, какую воду употребляет человек, зависит качество многих процессов в его организме. Так, например, концентрация ионов водорода в растворе зачастую влияет на биологическую активность нуклеиновых кислот и белков, их физико-химические свойства.

Состав и принцип работы рН метра для растворов

Как правило, рН метр отслеживает значения рН в интервале 0-14. Если показатель равен 7, то раствор принято считать нейтральным. В случае превышения этой величины специалисты делают вывод о смещении баланса среды в сторону ощелачивания, а её преуменьшение говорит о том, что процесс движется в направлении излишнего закисления.

До появления рН метров кислотность растворов определяли посредством индикаторов – например, всем известного из школьного курса химии фенолфталеина. Однако это не позволяло точно и с требуемой регулярностью характеризовать состояние водной среды. С изобретением рН метров это стало возможным.

По сути рН метр представляет собой вольтметр, с той лишь разницей, что измерения производятся не в вольтах, а в показателях рН. Исследования среды производятся с помощью рабочих электродов-зондов, погружаемых в раствор на определённое время. Обычно производитель наделяет рН метр для раствора и функцией термокомпенсации, что позволяет минимизировать погрешность измерений при температуре среды, отличной от стандарта.

На современном рынке измерительных приборов реализуется довольно широкий ассортимент рН метров, предназначенных для определения кислотности растворов. Это и бытовые карманные, и стационарные промышленные, и специализированные, и многофункциональные (например, с возможностью дополнительного измерения температуры, ОВП и других параметров раствора).

Как измеряют рН воды и какие есть примеры показателя?

Для измерения кислотно-щелочного равновесия растворов широкое применение нашли несколько методик. Грубую оценку можно произвести при помощи индикаторов, измерить точно рН-метром или определить аналитическим путём — кислотно-основным титрованием.

• Для приблизительной оценки концентрации ионов водорода чаще всего применяют красители органического происхождения, цвет которых зависит от кислотности среды. Самыми распространёнными индикаторами являются: лакмус, метилоранж, фенолфталеин и др. Они способны находиться в двух формах различной окраски: в основной или в кислотной. При контакте с водой цвет каждого из красителей изменяется в своём интервале кислотности, составляющем обычно 1 — 2 единицы. Существуют индикаторные полоски как на основе одного из веществ-красителей, так и «универсальные» — со смесью из нескольких индикаторов. Преимущество этого метода — дешевизна, быстрота и наглядность исследования. Для того, чтобы узнать значение рН жидкости, необходимо лишь погрузить в неё индикаторную полоску и получившийся цвет сравнить со шкалой на упаковке. Но этот метод обладает достаточно большой погрешностью.
• При помощи специального прибора, рН-метра, можно измерять «водородный показатель» с большей точностью (до 0,01 единицы рН) и в более широком диапазоне. Пробу воды объёмом 20 — 30 мл отбирают в стакан или колбу. Затем датчик прибора, предварительно обмытый дистиллированной водой, погружают в раствор. Значение рН жидкости оценивают по шкале прибора. Точность измерений зависит от регулярной калибровки прибора с помощью стандартных растворов с заданной величиной рН. Данный метод точен, быстр, достаточно прост, но более затратен материально и требует наличия некоторых навыков работы с лабораторной техникой и химическими растворами.
• Точные результаты получают методом кислотно-основного титрования. Но его можно реализовать только в условиях лаборатории. К исследуемой жидкости по одной капле добавляют раствор заданной концентрации (титрант). Начинает протекать химическая реакция. При помощи индикатора выделяют момент, когда титранта достаточно для полного завершения реакции. По количеству добавленного титранта и его концентрации определяют кислотность исследуемого раствора.

Какая должна быть нормальная рН у питьевой воды и почему?

Специалисты утверждают, что кислотно-щелочной баланс питьевой воды и человеческой крови (в здоровом организме — 7,5) должны быть примерно на одном уровне. Исходя из этого лучшей считается вода, обладающая кислотностью в пределах 7 — 7,5. Употребление такой жидкости положительно влияет на обмен веществ и кислородный обмен, повышает продолжительность и качество жизни.

Нарушение кислотно-щелочного равновесия внутренней среды человеческого организма пагубно сказывается на его здоровье. К примеру, сдвиг уровня рН в меньшую сторону может привести к ряду серьёзных патологий. Такое изменение говорит о том, что в организме развивается кислотная среда, при которой возможны болезни ЖКТ, нарушение обмена веществ и т.д.

Согласно СанПиН питьевая вода должна иметь рН из диапазона 6 — 9 единиц.

Вода с повышенной кислотностью весьма агрессивно действует на внутренние стенки металлических труб водопровода, увеличивая скорость их коррозии. В результате металлы и ржавчина растворяются в воде, следовательно свинца, меди и железа в ней становится больше. Регулярное употребление такой воды приводит к скоплению токсичных металлов в организме, в итоге возникают риски для здоровья.

Колебания уровня рН питьевой воды могут способствовать формированию на стенках труб биоплёнки, представляющей собой сообщество микроорганизмов (бактерий). Результатом взаимодействия биоплёнки с материалом трубы и продуктами коррозии становятся микросреды, которые изменяют микробиологические и химические показатели воды. Лабораторный анализ водопроводной воды с пониженной кислотностью может показать наличие цист патогенных бактерий.

Какая должна быть нормальная рН у питьевой воды и почему?

В домашних условиях кислотность питьевой воды можно регулировать используя водяные фильтры, в комплект которых входят специальные картриджи.

• Для понижения кислотности используют картриджи-минерализаторы. Они содержат медленно растворимые минералы, проходя через которые вода обогащается полезными щелочными элементами.
• Мембраны обратного осмоса, уменьшающие содержание минералов в воде, сдвигают уровень рН в сторону повышения кислотности. Ионообменные материалы природного (например, доломит) или синтетического (ионообменные смолы, находящиеся в водородной форме) происхождения также подкисляют воду.

https://www.youtube.com/watch?v=ytcreatorsru

Кислотно-щелочной баланс — один из основных показателей качества питьевой воды, его оптимальный уровень составляет 7 — 7,5. Каждому человеку важно следить за показателем рН потребляемой воды. Существующие методы диагностики позволяют оценить её кислотность даже в домашних условиях, а специальные фильтры — скорректировать показатель до нормального уровня.