Водородный показатель кислотности (рН), калькулятор онлайн, конвертер Версия для печати.

Что нам понадобится:

  • кислые конфеты;
  • сладкие конфеты;
  • шоколадные конфеты;
  • дистиллированная вода
  • pH-бумага;
  • цветовая шкала кислотности pH;
  • маленькая кастрюля;
  • ложка для перемешивания;
  • кухонная плита;
  • кухонный термометр;
  • кухонный шпатель;
  • термостойкие перчатки;
  • защитные очки;
  • карандаш;
  • блокнот.

Показатель основности раствора  poh .

Немного меньшую популяризацию имеет обратная pH величина — показатель основности раствора, pOH, которая равняется десятичному логарифму (отрицательному) концентрации в растворе ионов OH−:

как во всяком водном растворе при 25 °C Водородный показатель кислотности (рН)

Ph шкала вещества

В
этом эксперименте вы сможете проверить
различные бытовые химикаты, используя
универсальный индикатор. Цель этого
проекта – познакомиться с понятием pH,
а также с химическими реакциями,
связанными с изменением цвета.

Влияние температуры и
концентрации вещества на ph

В этом эксперименте мы выясним, влияют ли такие факторы, как температура и концентрация, на pH раствора. С помощью лимонного сока мы протестируем кислую pH среду, а при помощи молока – щелочную pH среду.

Значения ph в растворах различной кислотности.

  • Вразрез с распространённым мнением, pH может изменяться кроме интервала 0 — 14, также  может и выходить за эти пределы. Например, при концентрации ионов водорода [H ] = 10−15 моль/л, pH = 15, при концентрации ионов гидроксида 10 моль /л pOH= −1.

Т.к. при 25 °C (стандартных условиях) [H ] [OH−] = 10−14, то ясно, что при такой температуре pH pOH = 14.

Т.к. в кислых растворах [H ] > 10−7, значит, у кислых растворов pH < 7, соответственно, у щелочных растворов pH> 7, pH нейтральных растворов равняется 7. При более высоких температурах константа электролитической диссоциации воды увеличивается, значит, увеличивается ионное произведение воды, тогда нейтральной будет pH = 7 (что соответствует одновременно возросшим концентрациям как H , так и OH−); с понижением температуры, наоборот, нейтральная pH увеличивается.

История водородного показателя ph .

Понятие водородного показателя введено датским химиком Сёренсеном в 1909 году. Показатель называется pH (по первым буквам латинских слов potentia hydrogeni — сила водорода, либо pondus hydrogeni — вес водорода).

В химии сочетанием pX обычно обозначают величину, которая равна lg X, а буквой H в этом случае обозначают концентрацию ионов водорода (H ), либо, вернее, термодинамическую активность гидроксоний-ионов.

Методы определения значения ph .

Существует несколько методов определения значения pH растворов. Водородный показатель приблизительно оценивают при помощи индикаторов, точно измерять при помощи pH-метра либо определять аналитическим путём, проводя кислотно-основное титрование.

  1. Для грубой оценки концентрации водородных ионов часто используют кислотно-основные индикаторы — органические вещества-красители, цвет которых зависит от pH среды. Самые популярные индикаторы: лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый (метилоранж) и др. Индикаторы могут быть в 2х по-разному окрашенных формах — или в кислотной, или в основной. Изменение цвета всех индикаторов происходит в своём интервале кислотности, зачастую составляющем 1–2 единицы.
  2. Для увеличения рабочего интервала измерения pH применяют универсальный индикатор, который является смесью из нескольких индикаторов. Универсальный индикатор последовательно изменяет цвет с красного через жёлтый, зелёный, синий до фиолетового при переходе из кислой области в щелочную. Определения pH индикаторным способом затруднено для мутных либо окрашенных растворов.
  3. Применение специального прибора — pH-метра — дает возможность измерять pH в более широком диапазоне и более точно (до 0,01 единицы pH), чем при помощи индикаторов. Ионометрический метод определения pH основывается на измерении милливольтметром-ионометром ЭДС гальванической цепи, которая включает стеклянный электрод, потенциал которого зависим от концентрации ионов H в окружающем растворе. Способ обладает высокой точностью и удобством, особенно после калибровки индикаторного электрода в избранном диапазоне рН, что дает измерять pH непрозрачных и цветных растворов и поэтому часто применяется.
  4. Аналитический объёмный методкислотно-основное титрование — тоже даёт точные результаты определения кислотности растворов. Раствор известной концентрации (титрант) каплями добавляют к раствору, который исследуется. При их смешивании происходит химическая реакция. Точка эквивалентности — момент, когда титранта точно хватает, для полного завершения реакции, — фиксируется при помощи индикатора. После этого, если известна концентрация и объём добавленного раствора титранта, определяется кислотность раствора.
  5. Влияние температуры на значения pH:

0,001 моль/Л HCl при 20 °C имеет pH=3, при 30 °C pH=3,

ПОДРОБНЕЕ ПРО:  Низкое железо при нормальном гемоглобине - причины дефицита железа

0,001 моль/Л NaOH при 20 °C имеет pH=11,73, при 30 °C pH=10,83,

Влияние температуры на значения pH объясняют разчной диссоциацией ионов водорода (H ) и не есть ошибкой эксперимента. Температурный эффект нельзя компенсировать за счет электроники pH-метра.

Проект «измерение ph зеленого
и красного яблока»

Цель проекта – определить pH яблок разных оттенков красного и зеленого цвета, а также проверить взаимосвязь между pH яблок и их сладостью. Это даст возможность получить количественные доказательства в поддержку мифа о том, что красные яблоки слаще, чем зеленые. Проведение эксперимента может длиться от 1 до 5 дней.

Проект «измерение ph конфет»

Вам
больше нравятся кислые конфеты, которые
заставляют вас кривиться, или вы –
поклонник сладких шоколадных конфет?
В следующем эксперименте вы проверите
уровень содержания водорода в ваших
любимых лакомствах, чтобы определить,
какие конфеты имеют самый низкий уровень
pH по цветовой шкале.
Не волнуйтесь! Кушать конфеты после
этого все еще можно!

Роль ph в химии и биологии.

Кислотность среды имеет важное значение для большинства химических процессов, и возможность протекания либо результат той или иной реакции зачастую зависит от pH среды. Для поддержания определённого значения pH в реакционной системе при проведении лабораторных исследований либо на производстве применяют буферные растворы, позволяющие сохранять почти постоянное значение pH при разбавлении либо при добавлении в раствор маленьких количеств кислоты либо щёлочи.

Водородный показатель pH часто применяют для характеристики кислотно-основных свойств разных биологических сред.

Для биохимических реакций сильное значение имеет кислотность реакционной среды, протекающих в живых системах. Концентрация в растворе ионов водорода зачастую оказывает влияние на физико-химические свойства и биологическую активность белков и нуклеиновых кислот, поэтому для нормального функционирования организма поддержание кислотно-основного гомеостаза является задачей исключительной важности.

ПОДРОБНЕЕ ПРО:  Инструкция по использованию мази Индовазин - показания

В человеческом организме в разных органах водородный показатель оказывается разным.

Некоторые значения pH.

Вещество

pH

Электролит в свинцовых аккумуляторах

<1.0

Желудочный сок

1,0—2,0

Лимонный сок (5% р-р лимонной кислоты)

2,0±0,3

Пищевой уксус

2,4

Кока-кола

3,0±0,3

Яблочный сок

3,0

Пиво

4,5

Кофе

5,0

Шампунь

5,5

Чай

5,5

Кожа здорового человека

5,5

Кислотный дождь

< 5,6

Питьевая вода

6,5-8,5

Слюна

6,8–7,4

Молоко

6,6-6,93

Чистая вода при 25 °C

7,0

Кровь

7,36—7,44

Морская вода

8,0

Мыло (жировое) для рук

9,0—10,0

Нашатырный спирт

11,5

Отбеливатель (хлорная известь)

12,5

Концентрированные растворы щелочей

>13

Ход эксперимента:

  1. Эксперимент должен проходить под присмотром взрослого.
  2. Разложите все свои конфеты на чистой поверхности, снимите с них обертки.
  3. Сделайте простой тест на вкус. Какая конфета вам нравится больше всего?
  4. Возьмите карандаш и блокнот. Подумайте о двух основных элементах этого проекта: о конфетах и шкале pH. Помните, всё, что выше 7.0, является щелочным, а всё, что ниже – кислым.
  5. Как вы думаете, кислотность каких конфеты будет самой высокой или самой низкой по шкале pH? Запишите в блокноте свое предположение, которое еще можно назвать гипотезой.
  6. Чтобы проверить конфеты, их нужно сначала растопить. Позовите взрослого, убедитесь, что вы оба надели защитные очки и термостойкие перчатки.
  7. Начните с одного типа конфет. Бросьте пару горстей в кастрюлю.
  8. Добавьте одну или две чашки дистиллированной воды.
  9. Поставьте кастрюлю на плиту.
  10. Попросите взрослого помочь вам выбрать и установить правильную температуру нагрева плиты. Твердые конфеты следует нагревать на температуре выше среднего, а шоколадные конфеты должны нагреваться при низкой температуре.
  11. Следите за содержимым кастрюли, часто помешивая.
  12. Как только конфеты начнут плавиться, аккуратно измерьте их температуру с помощью кухонного термометра.
  13. Когда твердые конфеты достигнут температуры около 150 °С, а шоколадные конфеты – около 50 °С, вы можете попросить взрослого помочь снять кастрюлю с плиты.
  14. Быстро возьмите pH-бумагу и погрузите один ее конец в получившееся вещество.
  15. Выньте pH-бумагу и подождите.
  16. Как только на бумаге проявится цвет, сравните его со шкалой pH.
  17. Запишите результаты в блокнот.
  18. Повторите шаги 7-17 с оставшимися двумя видами конфет. Убедитесь, что вы правильно записываете результаты для каждого вида.
  19. Когда вы закончите, просмотрите записи. Подтвердилась ли ваша гипотеза об уровне кислотности разных видов конфет?
ПОДРОБНЕЕ ПРО:  Инструкция по применению

Вывод значения ph .

В чистой воде при 25 °C концентрации ионов водорода ([H ]) и гидроксид-ионов ([OH−]) оказываются одинаковыми и равняются 10−7 моль/л, это четко следует из определения ионного произведения воды, равное [H ] · [OH−] и равно 10−14 моль²/л² (при 25 °C).

Если концентрации двух видов ионов в растворе окажутся одинаковыми, в таком случае говорится, что у раствора нейтральная реакция. При добавлении кислоты к воде, концентрация ионов водорода возрастает, а концентрация гидроксид-ионов понижается, при добавлении основания — напротив, увеличивается содержание гидроксид-ионов, а концентрация ионов водорода уменьшается.

Чтоб было удобнее представлять, для избавления от отрицательного показателя степени, вместо концентраций ионов водорода используют их десятичный логарифм, который берется с противоположным знаком, являющийся водородным показателем — pH.

Вывод:

Эксперимент
покажет, что кислые на вкус конфеты
будут обладать самой кислой средой, а
все остальные конфеты также будут
соответствовать низкой шкале pH.

Чтобы
докопаться до сути этой вкусной науки,
давайте внимательнее посмотрим на то,
чем является кислотность. Какой вкус
является кислым? Что делает кислые
конфеты таковыми? Кислотность как раз
указывает на повышенный уровень кислоты.
Теперь понятно, почему у кислых конфет
– самый низкий уровень pH!

Кислые
конфеты – не единственные виды пищевых
продуктов, которые показывают низкий
уровень по шкале pH. А вы знали, что
большинство продуктов питания относятся
больше к кислым, чем к щелочным? Вот
почему все конфеты, даже сладкие и
шоколадные, имеют pH ниже 7.0. Как вы
думаете, вы сможете найти щелочные
продукты? Попробуйте поискать на своей
кухне эти таинственные продукты.

Заключение

Понимание
термина «водородного
показателя pH»
лежит в основе сохранения здоровья и
развития любого организма. Причем важно
следить не только за кислотно-щелочным
равновесием внутри него, но и помнить,
что нейтральная ph среда
вокруг нас обеспечивает всему живому
миру здоровье и гармоничное развитие.
Ведь все мы являемся одним целым с
окружающим миром!

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: