Что такое ph воды?
Вода содержится во всех живых организмах, обитающих на Земле. В природе она может находиться в нескольких состояниях. Вода из разных источников имеет разный состав, может содержать различные примеси. Жидкость обладает определенными свойствами и характеристиками. Один из важных показателей – это pH. Его повышение или увеличение влияет на организм человека, поэтому важно знать допустимые значения, причины их изменения и методы нормализации.
Показатель pH воды для питья должен соответствовать определённым нормам, в противном случае жидкость может оказывать негативное воздействие на здоровье человека. Из данной статьи вы узнаете, что значит рассматриваемый показатель, какая допустимая норма pH питьевой воды, как определить уровень, а также что обозначает изменение рН. Дадим ответы на все актуальные вопросы по теме.
Уровень pH – что это такое?
Что такое pH воды? Водородный показатель, определяющий меру активности ионов химического элемента H, то есть водорода в жидкой среде или растворе. Это значение характеризует кислотность в количественном выражении.
Если говорить простыми словами, то водородный показатель воды или другой жидкости количественно отражает соотношение ионов водорода с отрицательным и положительным зарядом – H- и H+. Такие частицы появляются при распаде целой молекулы воды. pH в жидкой среде или растворе определяет так называемый кислотно-щелочной баланс, который напрямую влияет на протекание важнейших химических, биологических реакций.
Полезная информация! Общепринятое название водородного показателя – pH. Главное, основное наименование с расшифровкой и переводом с латинского языка звучит примерно «сила водорода», что в полной мере отражает суть понятия.
Водородный показатель воды вычисляется с использованием определённой математической формулы. Выглядит она так: pH = -log[H+]. Согласно данной формуле, показатель pH воды является десятичным логарифмом со знаком минус. Этот логарифм относится непосредственно к концентрации, фактической активности ионов H. Единицей измерения является моль/л, то есть моль на один литр.
В воде могут растворяться разнообразные вещества. Среди них есть соединения, которые делятся на два класса:
- Кислоты. Растворяясь в водной среде, такие вещества выделяют в раствор H+. Это ионы водорода, имеющие положительный заряд.
- Основания. В отличие от кислот, при растворении в воде они поглощают положительно заряженные водородные ионы, выделяя частицы с отрицательным зарядом – гидроксил-ионы (OH-).
При избыточном количестве положительных водородных ионов раствор демонстрирует кислотные свойства. Если же больше частиц OH-, свойства становятся осно́вными.
Немного истории
Впервые термин с буквенным обозначением pH был предложен более века назад – в 1909 году. Ввёл его в обиход учёный-химик из Дании. Сёренсен, который в то время руководил в Копенгагене химико-физиологической лабораторией, провёл собственные исследования и их результаты опубликовал в научных статьях, вышедших во Франции и Германии. Этим же химиком была предложена и шкала значений pH.
Что означает название? Оно состоит из двух букв латинского алфавита – «P» и «H». Первое буквенное обозначение соответствует слову «potentia» или «pondus». Вторая буква – «hydrogenii». Полный перевод термина – «сила водорода» либо «вес водорода».
Какими бывают показатели pH в разных средах
Значения pH воды находятся в диапазоне от 0 единиц до максимальных 14. Оптимальный, нейтральный показатель, «золотая середина» – это 7. При данном значении среда с идеальным кислотно-щелочным балансом. Если pH меньше 7, то раствор считается кислотным, с кислой реакцией. Когда значение выше 7, среда называется щелочной.
Ниже представлена таблица, которая демонстрирует уровни некоторых отдельных сред.
| Среда | pH |
|---|---|
| Кровь здорового человека | 7,35-7,45 |
| Молоко | 6 |
| Человеческая моча | От 4,8-5 до 7-7,5 |
| Кофе | Примерно 5 |
| Желудочный сок | 1-3,5 |
| Кишечник | Тонкий – от 7,5 до 8, толстый – 8,5-9 |
| Пищевод | От 6 единиц до 7 |
| Апельсиновый сок | 3 |
| Слюна | Около 6-7 |
| Мыло | 12 |
| Лимон или лимонный сок | 2 |
| Томаты | 4 |
| Вода из солёных природных источников (морей) | 8 |
| Находящийся в аккумуляторах электролит | 0 |
| Пищевая сода | 9 |
| Жидкость, используемая для очистки водопроводов, канализаций | 14 |
| Отбеливатели, стиральные порошки, средства для мытья посуды | Около 13-13,5 |
| Уксус | 3 |
| Дистиллированная вода | От 5 единиц до 7 |
Важно! В мире абсолютно все продукты питания, растения, животные, микроорганизмы, человеческие ткани, органы и биологические жидкости имеют свои определённые показатели pH.
Вода, в зависимости от её рН, делится на следующие отдельные типы:
- Сильнокислая. В воде данного вида высокая кислотность, значение рН – меньше трёх единиц.
- Кислая. Кислотность воды этого типа равна от 3 моль/л до 5.
- Слабокислая. У такой воды pH составляет 5-6,5.
- Нейтральная. Водородный показатель находится в пределах 6,5-7,5 единиц. Это оптимальный вариант pH для питьевой воды, включая бутилированную.
- Слабощелочная. У воды этого вида рН от 7,5 моль/л до максимальных 8,5.
- Щелочная. Это вода с высоким pH – от 8,5 моль на литр до 9,5.
- Сильнощелочная. Значение рН – больше 9,5 единиц.
Нормативные значения
Какова норма pH питьевой воды или иной, используемой в других целях? Для разных водных источников устанавливаются разные нормативные значения. Они регламентируются особыми документами и стандартами: приказами, постановлениями российского Правительства, а также СанПиН.
Рассмотрим нормы водородного показателя для воды из разных источников, используемой в различных целях:
- pH водопроводной воды – от 6 моль/л до 9. Именно такая жидкость поступает из систем центрального водоснабжения и течёт из кранов в квартирах жилых многоэтажных домов.
- Норма pH питьевой воды, продаваемой в магазинах в бутылках и относящейся к первой или высшей категории, должна быть не менее 6,5 единиц и не больше 8,5.
- На объектах, предназначенных для рекреационного водопользования, значения такие же, как и норма pH питьевой воды.
- Какой pH воды в плавательных детских и взрослых бассейнах? Его нормальная нижняя граница – 6 единиц, а верхняя – 9.
- Нормальный pH ливневых, бытовых и хозяйственных стоков соответствует стандартам для питьевой жидкости.
Почему важно знать, какой рН по нормам должен быть у питьевой воды? Потому что при постоянном употреблении внутрь жидкости с сильным смещением водородного показателя в ту или иную сторону можно причинить вред здоровью, ухудшить самочувствие.
Что влияет на уровень кислотности
От чего зависит, почему нарушается кислотно-щелочной баланс воды? Любой водный раствор или жидкая среда под воздействием внешних факторов меняет свои свойства. И на рН оказывают влияние:
- Температура и другие условия хранения. При повышенных температурных показателях и под воздействием солнечных лучей рН водных сред снижается.
- Состав. При высокой концентрации солей магния и кальция (особенно гидрокарбонатов) рН водопроводной воды или скважинной увеличивается. При наличии в воде частиц некоторых руд или продуктов распада органики водородный показатель также меняется.
- Загрязнения. Некоторые посторонние примеси тоже меняют рН питьевой воды, идущей из крана и поступающей из центрального водопровода или скважины.
- Источник. Качество водопроводной воды контролируется в рамках обслуживания городских систем водоснабжения. А вот состав скважинной жидкости зависит от разных факторов, и повлиять на него до подачи жидкости в дом невозможно. Решить проблему позволит только фильтр.
- Система очистки. Например, если на водоочистной станции для обеззараживания используются препараты на основе хлора, они могут повышать содержание хлорид-ионов, уменьшающих величину рН, то есть провоцирующих закисление среды. Неправильно подобранные бытовые фильтры также могут менять водородный показатель. Например, если степень очистки недостаточная, рН может не соответствовать нормам. Во избежание проблем при покупке товаров для очистки воды в магазинах или на сайтах компаний нужно изучать важные параметры работы оборудования, в том числе рекомендуемые показатели pH и его конечные значения после фильтрации.
- Техногенная деятельность. Свалки, выбросы заводов и крупных компаний – всё это меняет уровень pH воды: сточной, грунтовой.
- Вымывание пород или грунта, карстовые провалы. Такие геологические и природные явления меняют состав, уровень pH воды, протекающей в пластах почвы на небольшой глубине.
- Кислотные осадки: снега, туманы, дожди, град. Они увеличивают кислотность грунтовых вод, которые могут использоваться для питья при использовании скважины в качестве источника водоснабжения дома.
Как измерять водородный показатель
Как проверить pH воды с высокой точностью? Измерить показатель возможно как в лабораторных условиях, так и в домашних. Рассмотрим все способы, которые существуют и используются:
- Анализ. Он проводится в специализированной лаборатории, которая после исследования выдаёт заключение с результатами. Тут указывается не только уровень рН воды, но и другие основные характеристики: содержание солей магния кальция, общая жёсткость, наличие и точные количества разнообразных примесей (химических, органических).
- Специальные тест-полоски, выполненные из лакмусовой бумаги или материалов, пропитанных другими красителями, которые являются кислотно-основными индикаторами. Такие приспособления можно найти в специализированных отделах и магазинах. Они определяют уровень рН воды буквально за секунды. Бумажную полоску нужно опустить в исследуемую воду, а затем оценить полученный оттенок и сравнить его с цветами, представленными на шкале (входит в набор). При контакте с щелочными средами полоска синеет, при взаимодействии с кислотным раствором – краснеет. Помимо основных цветов (красного и синего) на шкале есть оттенки: фиолетовый, оранжевый, зелёный, бледно-сиреневый, жёлтый. Но такой способ не самый точный из-за высокой погрешности: интервал изменения оттенка бумажки составляет от 1 до 2 единиц. Определить цвет по шкале достоверно не всегда возможно, особенно в мутных, окрашенных, загрязнённых жидкостях.
- Кислотно-основное титрование. Аналитическая методика, применяемая в лабораториях, требующая особых навыков и знаний. В водную среду порционно, по каплям вводится титрант. Происходит реакция, а титрирующее вещество добавляется до полного завершения процесса, фиксации точки эквивалентности. Далее по концентрации титранта и объёму раствора с помощью математических расчётов определяют pH.
- pH-метр. Перед тем как проверить pH воды таким прибором, необходимо набрать воду в чистую ёмкость, погрузить в жидкость датчик устройства, выждать время, указанное в инструкции, затем оценить значения по шкале. Такие приборы имеют небольшую погрешность и показывают результаты с точностью до 0,01-0,1 единиц, в зависимости от производителя и модели. Метод измерения простой, быстрый и эффективный, подходит для всех растворов. Значения определяются не по цвету, а в цифровом выражении. Прибор требует периодических калибровок.
Зная, как проверить pH воды, можно оценить качество жидкости, идущей из крана, и выяснить её возможное влияние на состояние организма человека, самочувствие и здоровье.
Чтобы норма pH питьевой воды не превышалась, нужно измерять водородный показатель периодически. Регулярные проверки необходимы не только в жилых объектах, но и в других сферах. Так, в сельском хозяйстве от кислотности среды зависит урожайность культур, их характеристики. Норма pH для косметических продуктов обязательно определяется для оценки безопасности средств для кожи. Важное значение величина водородного показателя имеет и в экологии: при изменениях кислотности водоёмов или осадков экологические условия обычно ухудшаются.
На что уровень pH влияет
Опасно ли для человека значительное повышение pH воды или его сильное понижение? В некоторых случаях отклонения от норм создают угрозу для здоровья или даже для жизни человека. Рассмотрим возможные негативные воздействия:
- Повышенный pH воды может снизить эффективность обеззараживающих средств, используемых в бассейнах. Это чревато размножением патогенных организмов, в том числе являющихся возбудителями инфекций.
- Если норма pH питьевой воды не соблюдена, отклонение может провоцировать проблемы со здоровьем. Закисление крови нарушает процессы доставки кислорода в клетки. Нарушается пищеварение, меняется микрофлора кишечника, снижается иммунитет, уменьшается плотность костей, портится состояние кожи, возникают её покраснение, сухость, раздражение.
- Высокая кислотность воды вызывает разрушение водопроводных труб. Частицы железа и других металлов проникают в жидкость, а вместе с нею в организм. Это чревато отравлениями.
- Кислая или щелочная вода не подходит для полива растений, а также содержания рыб, земноводных или других животных в аквариумах. Из-за нарушенного pH живые существа могут погибать, как и представители флоры.
Количество ионов водорода в растворах способно влиять на активность, физические, биологические и химические свойства нуклеиновых кислот и всех белков, являющихся составляющими тканей человека. Чтобы работа организма была бесперебойной, важно поддерживать постоянный уровень pH-баланса. За это отвечают особые буферные системы, которые улавливают динамику колебаний водородного показателя и всегда обеспечивают его нормальную величину для всех органов и биологических жидкостей, в том числе крови, желудочного сока. Однако, если постоянно и в больших количествах пить сильнокислотную или сильнощелочную воду, то буферная способность организма не справится с выравниванием рН.
Полезная информация! Влияние pH затрагивает не только здоровье человека. Его изменения также могут негативно влиять на трубы, оборудование – вызывать коррозию металлов, провоцировать формирование налёта на поверхностях.
Бывает ли кислотная или щелочная вода полезной
Может ли быть полезен увеличенный или пониженный рН? Считается, что закисление организма опасно и вредно, поэтому требует ощелачивания. На самом деле снижение водородного показателя, повышение кислотности действительно может вызывать нежелательные последствия. Тяжёлая стадия окисления – ацидоз, требующий медицинской помощи. Устранить его невозможно одной лишь щелочной водной средой.
Но в некоторых случаях вода с высоким pH-показателем (от 8 до 10 единиц) действительно назначается врачами. Курсы приёма помогают облегчать состояние при заболеваниях ЖКТ: язве, панкреатите, гастрите, патологиях печени. Щелочная вода также полезна при болезнях суставов и костей – подагре, остеопорозе. Помогает она при нарушениях обмена веществ, снижении иммунитета. Но щелочные жидкости нежелательны при заболеваниях почек. Кроме того, воду с повышенным рН нужно употреблять умеренно.
Научно подтверждённых данных о пользе сниженного pH нет. Кислые среды вредны для организма человека, негативно влияют на работу его клеток, состояние тканей, функционирование внутренних органов и систем.
Как нормализовать кислотность
Нормализовать уровень pH возможно. В аквариум, чтобы повысить значение, можно добавить небольшое количество пищевой соды. Другой метод – кипячение аквариумной воды. Для понижения используют ортофосфорную кислоту либо кислый торф. Подойдёт и лимонная кислота. Но важно правильно рассчитать количество веществ.
Для бассейнов подходит использование особых реагентов: pH+ с содержанием каустической соды и pH- с бисульфатом натрия. Обработка сточных вод осуществляется щелочными реагентными средствами, к примеру, с добавлением гидроксида натрия.
Чтобы получить чистую и имеющую оптимальную величину рН питьевую воду, нужно грамотно продумать систему очистки. Ниже рассмотрим эффективные методы фильтрации.
Системы очистки для нормализации pH
Чтобы удалить из воды вредные вещества и другие примеси, а также нормализовать уровень pH, можно использовать такие системы очистки:
- Фильтры обратного осмоса. При повышенном водородном показателе такие системы, оснащённые полупроницаемыми мембранами, уменьшают рН, увеличивают кислотность. Также они удаляют из состава до 99% посторонних веществ. Если водородный показатель в норме или низкий, то следует выбрать фильтр обратного осмоса с минерализатором, который будет насыщать воду полезными минералами, увеличивать щелочность.
- Системы ионного обмена. Их принцип работы – ионный обмен, происходящий в специальной смоле – ионите. Тут ионы солей жёсткости или металлов заменяются ионами водорода или натрия. Если в смоле содержатся катионы H+, это уменьшает pH, что актуально при его высоком значении. А если используются ионы натрия, они, наоборот, увеличивают водородный показатель.
- Картриджные фильтры. Особенно эффективны многоступенчатые установки, которые включают картриджи-минерализаторы. Они содержат минералы, увеличивающие показатель рН при значительной кислотности.
- Аэрация. Фильтры-аэраторы работают по принципу насыщения воды кислородом, подаваемым компрессором. Такое воздействие запускает газообмен, удаляет избыток углекислого газа, провоцируя увеличение рН.
- Ионизация. Ионизаторы воды могут иметь разные режимы. Выбрав подходящий, можно или повысить рН, или уменьшить его. Таким образом, этими приборами можно просто, удобно и эффективно контролировать водородный показатель в домашних условиях.
Величина рН питьевой воды или любой другой – важнейший показатель, определяющий качество жидкости, её воздействие на здоровье и организм человека. Зная основы определения и регулирования кислотности, можно добиться хороших результатов, даже в домашних условиях. Следуйте правилам, и вода станет лучше и чище, будет полезной.
Теги в статье: Вода из скажины
Рекомендуемые товары
