Водородный показатель

pH, отрицательный десятичный логарифм концентрации (точнее, активности) ионов водорода (в г-ион/л) в данном растворе:

В. п. служит количественной характеристикой кислотности растворов, которая оказывает существенное влияние на направление и скорость многих химических и биохимических процессов. При обычных температурах (точнее, при 22 °С) pH = 7 для нейтральных, pH 7 для щелочных растворов. Точное измерение и регулирование pH необходимо как при лабораторных химических и биохимических исследованиях, так и в многочисленных промышленных технологических процессах, а также при оценке свойств почвы и проведении мероприятий по повышению её плодородия.

Вода диссоциирует на ионы по уравнению

По Действующих масс закону:

где с — молярные концентрации, а К — постоянная при данной температуре величина (1,8·10^-16 г-ион/л при 22 °С). В 1 л воды содержится

(количество диссоциировавших молекул настолько мало, что его можно не учитывать). Поэтому

Константу К_В называют ионным произведением воды. Поскольку в чистой воде (и в любой нейтральной среде)

то

При добавлении к воде кислот c_H⁺ возрастает, а pH соответственно уменьшается. Так, для 0,01 молярного (М) раствора HCl концентрация c_H⁺ = 10^-2 и pH = —lgc_H⁺ = 2. Наоборот, при добавлении щелочей возрастает c_OH^-; тогда

уменьшается и соответственно возрастает pH.

Например, в 0,01 М растворе NaOHc_OH^- = 10^-2. Это значит, что

и pH = 12.

Для точных определений pH используют преимущественно методы потенциометрии (см. Электрохимические методы анализа).При определениях, не требующих высокой точности, pH измеряют б. ч. с помощью набора индикаторов, меняющих свою окраску каждый при определённом pH. Шкала pH обычно используется для растворов, имеющих концентрации ионов водорода от 1 г-ион/л и меньше.

Нейтральным водным растворам отвечает pH = 7 лишь при комнатных температурах. При повышении температуры диссоциация воды усиливается, K_B возрастает, и при 100 °С чистая вода имеет pH 6. При температурах ниже 22 °С в чистой воде pH > 7. При этом во всех случаях в нейтральной среде c_H⁺ = c_OH^-.

Лит.: Киреев В. А., Краткий курс физической химии, 4 изд., М., 1969.

В. Л. Василевский.

ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ (рН) - характеризует концентрацию (активность) ионов водорода в растворах; численно равен отрицательному десятичному логарифму концентрации (активности) водородных ионов ВОДОРОДНЫЙ цикл (протон-протонная цепочка) - цепочка термоядерных реакций превращения водорода в гелий без участия катализаторов. Водородный цикл - основной источник энергии большинства звезд, в т. ч. Солнца.

ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ (pH), характеризует кислотность разбавленных растворов. Определяется как отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов H+. В нейтральных водных растворах pH=7, в кислых <7, в щелочных >7.

pH value

hydrogen ion exponent

ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ (обозначается рН), показатель кислотности или щелочности раствора. Шкала водородных показателей выражает ряд значений рН, основанных на логарифмическом измерении концентрации, или активности, ионов водорода. Шкала включает значения от 0 до 14, а нейтральный раствор, такой как чистая вода, имеет рН, равное 7. РН измеряется рН-метром. Шкала водородных показателей была введена С. П. Соренсеном (1868-1939) в 1909 г.

IВодоро́дный показа́тель (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.

Библиогр.: Глинка Н.Л. Общая химия, с. 253, Л., 1978; Оганесян Э.Т. и Книжник А.З. Неорганическая химия, с. 154, М., 1981.

количественная мера активной кислотности или щелочности среды, численно равная отрицательному десятичному логарифму концентрации водородных ионов; определение pH биологических жидкостей широко применяется при диагностических и экспериментальных исследованиях.

(рН), равен -lg a_H, где a_H -термодинамич. активность ионов Н ⁺ в р-ре (в моль/л). В. п. - количеств. характеристика кислотности водных р-ров. Вода диссоциирует на ионы Н ⁺ и ОН ^-. Константа равновесия этого процесса при 22

водоро́дный показа́тель

(pH), характеризует концентрацию (активность) ионов водорода в растворах; численно равен отрицательному десятичному логарифму концентрации (активности) водородных ионов [H⁺], выраженной в молях на литр: рН = –lg[H⁺]. Водные растворы могут иметь pH от 1 до 14; в нейтральных растворах рН = 7, в кислых pH < 7, в щелочных pH > 7.

* * *

ВОДОРО́ДНЫЙ ПОКАЗА́ТЕЛЬ (рН), характеризует концентрацию (активность) ионов водорода в растворах; численно равен отрицательному десятичному логарифму концентрации (активности) водородных ионов [H⁺], выраженной в молях на литр: рН=-lg[H⁺]. Водные растворы могут иметь рН от 1 до 14; в нейтральных растворах рН = 7, в кислых < 7, в щелочных > 7.

(рН) — величина, характеризующая активность или концентрацию ионов водорода в растворах; численно равна отрицательному десятичному логарифму концентрации, выраженной в грамм-ионах на литр. рН = —1g(H⁺], где [Н⁺] — концентрация ионов водорода. Понятие рН введено для удобства расчетов, связанных с величиной [Н⁺]. В чистой воде [Н+] = [ОН^-] = 10^-7. Растворы, в которых при 25 °С рН > 7, являются щелочными, при рН около 7 — нейтральными, а при рН < 7 — кислыми. рН определяется электрометром (потенциометром) со стеклянным электродом. рН характеризует щелочнокислотное равновесие среды осадкообразования, так, напр., завышенные значения рН(> 7) способствуют осаждению кальцита, каков бы ни был механизм его образования — хемогенный или органогенный, а в среде с низкими величинами рН насыщения не достигается. рН суспензий м-лов также может служить дополнительным диагностическим признаком (рН каолинита 6,4—6,9, монтмориллонита 7,9—9,8, кальцита 9,4—9,5, доломита 9,6—10,1). рН морской воды обычно находится в пределах 7,5—8,5 (слабощелочная реакция). рН в осадках древних морей непосредственно определить нельзя, так как осадок с момента захоронения испытывает серию физико-хим. преобразований, изменивших первоначальный режим рН отложений. Косвенные указания могут дать парагенезы аутигенных диагенетических м-лов, но эти указания условны и ненадежны, ибо любой м-л (карбонаты, гидроокислы и др.) осаждается не при одной какой-либо величине рН, а в достаточно широких его интервалах согласно диаграмме равновесий соответствующих соединений.

рН - безразмерная величина, равная отрицат. десятичному логарифму концентрации ионов водорода в р-ре: рН = = -lg[H⁺]. При темп-ре 25 °С в нейтральной среде рН = 7. в кислых средах рН < 7, в щелочных рН > 7. В. п. используют для контроля мн. хим. и биохим. процессов.

ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ (pH) — величина, характеризующая концентрацию (активность) ионов водорода в растворах и численно равная отрицательному десятичному логарифму концентрации ионов Н⁺, выраженной в молях на литр: pH = — lg[H⁺]. В. п. изменяется от 0 до 14 и характеризует реакцию среды в водных растворах. В нейтральной среде при температуре 25 °С pH = 7, в кислой pH <7, в щелочной pH>7. В. п. необходим для контроля многих хим. и биохим. процессов. Определяют pH с помощью кислотно-щелочных индикаторов, потенциометрических методов. Качественно кислотность или щёлочность среды определяют с помощью обычных хим. индикаторов (см. (2)) (лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый).