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.

 

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