PH воды

Одним из важнейших показателей качества воды является pH или водородный показатель. Он играет большую роль в определении свойств жидкости, возможностей ее использования для различных целей, а также воздействия на здоровье живых организмов и окружающую среду.

Что такое рH

Аббревиатура pH расшифровывается как pondus Hydrogenii (лат.), что дословно означает «сила водорода. Это мера кислотности или щелочности водного раствора, которая показывает концентрацию ионов водорода H+ и Н-.

Единицей измерения водородного показателя является моль на литр водного раствора (моль/л).

Для расчета используется математическая формула: pH = -log[H+].

Шкала конечных значений – от 0 до 14. Нейтральный уровень, соответствующий чистой воде, равен 7. В этой точке концентрации Н+ и Н- одинаковые. Параметры pH ниже 7 указывают на кислую среду, а величина выше 7 – на щелочную среду.

Уровень pH в воде и другой жидкой среде – это кислотно-щелочной баланс, влияющий на важные химические и биологические реакции.

Факты из истории

История понятия тесно связана с исследованиями в области химии и биохимии в начале XX века. Интересно, что на предмет кислотности измерялась изначально не вода. В 1909 году датский химик Серенсен, работавший в лаборатории компании Carlsberg, определял величину pH в процессе пивоварения. Он искал способ контролировать кислотность, которая играла критически важную роль в активности полезных ферментов при производстве пива. В своей научной статье Серенсен не только ввел термин pH, но и описал методы его измерения, в том числе с использованием электрометрических методов и индикаторов.

Изначально разработанный для нужд пивоварения, показатель pH быстро вышел за рамки этой узкой области. Ученые осознали его фундаментальное значение для понимания процессов в самых разных областях. В том числе и относительно воды.

В течение XX века методы измерения водородного показателя постоянно совершенствовались. Развитие pH-метрии позволило проводить массовые тестирования природных водоемов, минеральных источников, колодезной воды, почвы и биологических сред. Это значительно расширило знания о мире вокруг нас.

Уровень PH в воде и других средах

Водородный показатель может сильно различаться в зависимости от среды. Рассмотрим несколько примеров, чтобы лучше представить диапазон значений.

● Сильнокислые (рН 0-3). Желудочный сок (1.5-2.0) – содержит соляную кислоту и необходим для переваривания пищи. Лимонный сок (2-3) и уксус (2.5-3.5) – содержат органические кислоты, придающие им кислый вкус. Аккумуляторная кислота (около 1) – концентрированная серная кислота.
● Слабокислые (рН 4-6). Дождевая вода (5.5-6.5) – немного кислая из-за растворения углекислого газа из атмосферы. Кофе (5-6), чай (4.5-5.5) – содержат органические кислоты. Почва (pH варьируется, но большинство почв слабокислые или нейтральные).
● Нейтральные (рН 7). Чистая вода (pH 7 при температуре 25°C). Кровь человека (7.35-7.45) – строго поддерживается в узком диапазоне. Это жизненно важно для нормального функционирования организма.
● Слабощелочные (pH 8-10). Морская вода (8.0-8.3) – щелочная из-за растворенных в ней солей. Мыло (9-10) – для эффективного удаления жиров и загрязнений.
● Сильнощелочные (pH 11-14). Раствор аммиака (11-12) – используется в бытовой химии. Отбеливатель (12-13) – для дезинфекции и отбеливания.

Каждая среда имеет свой оптимальный или допустимый диапазон pH, который обеспечивает нормальное функционирование процессов, происходящих в ней.

Водородный показатель воды: нормы и требования

Нормы рН для питьевой воды устанавливаются национальными и международными организациями. Согласно стандартам ВОЗ, оптимальный диапазон pH для питьевой воды находится в пределах 6.5-8.5. В Республике Беларусь действуют санитарные нормы и правила (СанПиН), которые устанавливают более широкий диапазон – 6.0-9.0 моль/л.

В пределах указанных диапазонов вода считается безопасной, пригодной для питья и бытового использования.

Низкий и высокий pH воды

Контролировать водородный показатель необходимо, потому что он оказывает влияние на множество процессов. Рассмотрим более подробно, чем грозит значительное отклонение значений pH воды от нормы.

Влияние высокой кислотности:

● Коррозия металлов. Кислая вода обладает высокой коррозионной активностью, разъедает металлические трубы, краны и другое оборудование. Это приводит к утечкам, поломкам и необходимости ремонта. Продукты коррозии, такие как ионы железа, меди, цинка и свинца, могут попадать в воду, ухудшая ее качество и представляя опасность для здоровья человека.
● Повышенная кислотность водоемов. Низкий pH губителен для многих водных организмов, особенно для рыб, моллюсков и ракообразных. Нарушается пищевая цепь, снижается биоразнообразие, водоемы становятся «мертвыми».
● Раздражение кожи и слизистых оболочек. При купании в кислой воде может возникнуть зуд, покраснение и сухость кожи.
● Кислый вкус и запах. Тут все просто – такая жидкость не только не очень полезная, но и невкусная. Пить такую воду не безопасно.

Влияние низкой кислотности:

● Образование накипи. Щелочная вода способствует образованию отложений на внутренних поверхностях труб, нагревательных элементах, сантехнике. Накипь снижает эффективность приборов и приводит к их преждевременному износу.
● Снижение эффективности дезинфекции. Для достижения необходимого уровня обеззараживания в случае высокого рН требуется большее количество дезинфицирующих средств.
● Горький вкус воды. Щелочная вода, как и кислая, менее приятна для питья, чем нейтральная.
● Влияние на кожу и слизистые. Сильно щелочная вода может раздражать глаза, вызывать сухость, покраснение и дискомфорт на коже.
● Нарушение пищеварения. Если регулярно употреблять чрезмерно щелочную воду, это может нарушить кислотный баланс и привести к заболеваниям желудочно-кишечного тракта.

Некоторые отклонения от нормы обычно не представляют серьезной опасности для жизни и здоровья человека. Однако длительное употребление воды с экстремальными значениями pH может повлиять отрицательно и весьма ощутимо.

Как измерить водородный показатель

Существует несколько способов измерения: от простых и доступных до высокоточных лабораторных методов.

● Лакмусовая бумага. Самый простой и доступный метод приблизительной оценки pH воды. Лакмусовая бумажка меняет цвет в зависимости от pH среды. В кислотной среде она приобретает красный цвет, а в щелочной должна стать синей.
● PH-тест (индикаторные полоски). Более точный метод тестирования воды. Тест-полоски представляют собой кусочки бумаги или пластика, на которые нанесены несколько индикаторов, меняющих цвет в разных диапазонах pH. Предстоит погрузить полоску в воду на определенное время и сравнить цвет индикаторных зон с цветовой шкалой. Таким образом, можно определить водородный показатель с большей точностью, чем с лакмусовой бумагой.
● Кислотно-основное титрирование. В лабораторных условиях к пробе воды добавляется титрант. В процессе химической реакции по его концентрации измеряют соотношение ионов водорода. Метод точный, но не подходящий для использования в домашних условиях.
● PH-метр. Это электронный прибор, который проводит измерения с помощью электрода, чувствительного к ионам водорода. Специальный датчик погружается в воду, а PH-метр отображает значение водородного показателя на цифровом дисплее. Электронные pH-метры обеспечивают высокую точность результатов, но нуждаются в калибровке.

Выбор метода анализа pH должен учитывать факторы: точность, доступность и условия измерения.
Для бытового использования и быстрого контроля качества воды наиболее предпочтительны индикаторные полоски.

Как нормализовать показатели PH воды

Нормализация pH воды – важный процесс для обеспечения ее качества, безопасности и пригодности для различных целей. Существуют различные методы нормализации кислотно-щелочного баланса воды. Они зависят от того, нужно ли повысить или понизить степень рН, и для каких целей предназначена вода. Рассмотрим некоторые распространенные подходы.

Способы снизить кислотность воды:

● Добавление соды (карбоната натрия). Доступный и недорогой способ повышения pH, часто используется в бассейнах и для обработки питьевой воды в небольших объемах.
● Добавление извести (гидроксида кальция). Известь – более сильная щелочь, чем сода, поэтому ее нужно использовать только специалистам.
● Использование щелочных фильтров для очистки. Проходя через них, вода обогащается щелочными минералами, и ее рН повышается.
Способы повысить кислотность воды:
● Добавление кислот. Пищевые кислоты (лимонная или уксусная) могут использоваться дома для закисления небольших объемов воды. Например, для аквариумов или полива растений, предпочитающих кислую почву.
● Использование кислотных фильтров. Существуют фильтры, содержащие кислотные смолы и другие вещества, которые окисляют воду, проходящую через них.
● Обратный осмос. Системы обратного осмоса очищают воду от примесей, вредных веществ, а также снижают ее pH. Это связано с удалением из воды минералов и солей.

Также для нормализации pH воды используются системы с ионным обменом, фильтры-аэраторы и ионизаторы.

Перед тем как заказывать систему очистки питьевой воды, следует учесть водородный показатель. Напоминаем, что в нашем каталоге товаров представлен широкий ассортимент фильтров “БАРЬЕР” в наличии с доставкой на дом. Позвоните по указанному телефону, и наши инженеры помогут правильно подобрать оборудование, которое эффективно справится с задачей фильтрации и оптимизации уровня рН водопроводной воды.