ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ
Водородный показатель (рН) — отрицательный десятичный логарифм активности, или концентрации, водородных ионов в растворе (—lg [H]). В. п. является основной количественной характеристикой кислотности водных растворов.
Концентрация ионов водорода в воде определяется электролитической диссоциацией: . Константа равновесия этого процесса (К) при t° 22° равна:
= 1,8×10-16 (моль/л),
где [Н2О], [Н+] и [ОН-] — концентрация, или активность, воды, ионов водорода и гидроксила соответственно, [H+]×[ОН-] называют ионным произведением воды , которое равно: = 1×10-14. В чистой воде и в любой нейтральной водной среде [H+] = [OH-] = = 10-7, следовательно, рН = -lg [H+] = 7. В растворах кислот и щелочей концентрация H+ не равна концентрации ОН- и рН соответственно меньше или больше 7. При любом изменении концентрации Н+ или ОН- ионное произведение воды постоянно остается равным 1×10-14, т.к. повышение концентрации Н+ вызывает сответствующее уменьшение концентрации ОН-, и наоборот (см. Буферные растворы).
Водородный показатель был введен Серенсеном (S.P.L. Sørensen) в 1909 г. Он предложил аббревиатуру «рН» вместо — lg [H+]. По аналогии с рН был введен и гидроксильный показатель рОН, определяемый через значение рН. например, если рН = 4, то рОН = 14 — 4= 10.
Постоянство рН биологических жидкостей является необходимым условием нормального течения биохимических процессов в организме. Оно обеспечивается специальными гомеостатическими системами (см. Гомеостаз). Особое значение для жизнедеятельности организма имеет устойчивость активной реакции крови, поддерживаемая на уровне рН = 7,33—7,47 (см. Кислотно-щелочное равновесие). Небольшие изменения рН крови за пределами указанных границ (рН < 7,33 и > 7,44) свидетельствуют о серьезных нарушениях физиологических и физико-химических механизмов компенсации, ведущих к развитию алкалоза или ацидоза. Значения рН крови ниже 6,8 и выше 7,8 несовместимы с жизнью.
Для измерения рН используют водородный и стеклянный электроды, потенциометры и др. Значение рН раствора может быть определено при помощи индикаторов.
|
