Кислотно-щелочное равновесие воды. На что влияет и зачем нужно знать рН питьевой воды

Вода для тела является вторым по необходимости компонентом после воздуха. Все клетки, органы и ткани организма содержат этот важный компонент. Поэтому все вещества, изменяющие её состав влияют на весь организм в целом. Одним из важнейших показателей качества воды является водородный показатель — рН (по-русски произносится «пэ-аш»).

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.

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.

Справка: для большинства животных и растений, обитающих в воде, пригодным для жизни является специфический уровень кислотности. Даже незначительное её изменение приводит к их гибели. При значении водородного показателя ниже 4 или свыше 10 погибает почти вся рыба, а многие животные не выживают в среде, где рН менее 3 и больше 11.

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.

В зависимости от значения рН воду подразделяют на следующие типы:

Тип воды

Величина рН

Сильнокислые воды

менее 3

Кислые воды

от 3 до 5

Слабокислые воды

от 5 до 6,5

Нейтральные воды

от 6,5 до 7,5

Слабощелочные воды

от 7,5 до 8,5

Щелочные воды

от 8,5 до 9,5

Сильнощелочные воды

более 9,5

Градация кислотности разных жидкостей

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. Чрезмерное повышение показателя ведёт к образованию щелочной среды, что также может вызвать ряд недугов — проблемы с пищеварением, снижение иммунитета и другие.

Интересно: кислотно-щелочное равновесие крови можно оценить по цвету конъюнктивы в уголках глаз. Если оно в норме, то конъюнктива ярко-розовая. Бледно-розовый оттенок свидетельствует о том, что рН сдвинут в сторону кислотности. Тёмно-розовая конъюнктива «говорит» о защелачивании крови. Изменения цвета слизистой оболочки глаз можно оценивать через 80 секунд после употребления внутрь тех или иных веществ.

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.

ВАЖНО: При значении рН выше 11 вода может навредить здоровью человека — вызвать раздражение кожных покровов и слизистых оболочек.

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.

СПРАВКА: Водородный показатель пресных речных вод обычно находится в пределах 6,5 — 8,5; атмосферных осадков — 4,6 — 6,1; воды из болота — 5,5 — 6,0; морской воды — 7,9 — 8,3. Таким образом, в природных условиях кислотно-щелочной баланс воды колеблется в допустимом диапазоне и не оказывает значительного влияния на её потребительские свойства.

Можно ли как-то повлиять на рН воды, которую мы пьем?

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.

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.

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
#ППМЕНЮ
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: