Среды по рн. Что такое pH? К чему приводит ацидоз и как с ним бороться
Из этой статьи Вы узнаете:
Чем «кислее», тем старее?
О напитках - целителях.
Чем питаться для здоровья?
Что такое pH?
Соотношение кислоты и щелочи в каком-либо растворе называется кислотно-щелочным равновесием (КЩР), хотя физиологи считают, что более правильно называть это соотношение кислотно-щелочным состоянием. КЩР характеризуется специальным показателем pH (power Hidrogen - "сила водорода"), который показывает число водородных атомов в данном растворе.
Кислотно-щелочной баланс - это наш индикатор здоровья. Чем мы «кислее», тем скорее стареем и больше болеем. Вы наверняка слышали об антиоксидантах, о том, что нужно кушать больше свежих фруктов и овощей для того, чтобы защитить свои клеточки от стресса, старения и гибели, а организм от окисления. И о том, что вода и свежая растительная пища помогает нам сохранить молодость и красоту.
Давайте чуть глубже разберем тему и выясним, насколько серьезно влияют окружающие факторы на качество и продолжительность нашей жизни. Далее - цифры, факты и практические советы.
Основной причиной болезней на сегодняшний день является переизбыток в нашем рационе кислотообразующих продуктов, приводящих к накоплению кислых отложений в клетках и тканях. Раковые клетки и другие болезни могут развиваться лишь в кислой среде. Даже вирусу простуды в щелочной среде выжить трудно.
Имеет вещество кислотную или щелочную природу, определяется величиной PН (означает потенциальный водород). Стандартная шкала РН градуирована от 1 до 14 единиц, 7 принимается за нейтральное значение. Вещество, имеющее величину рН меньше 7, является кислым, а вещество имеющее PН больше 7, - щелочным.
При РН равном 7,0 говорят о нейтральной среде, чем ниже уровень РН - тем среда более кислая от (6,9 до 0). Щелочная среда имеет высокий уровень РН от (7,1 до 14). Значение показателя РН зависит от соотношения между положительно заряженными ионами (формирующими кислую среду) и отрицательно заряженными ионами (формирующими щелочную среду). Организм постоянно пытается уравновесить это соотношение, поддерживая строго определённый уровень РН. При нарушенном балансе могут возникнуть множество серьёзных заболеваний. Проверьте свой кислот6но-щелочной баланс с помощью тест - полосок.
Очень важно вовремя обратить внимание на изменение уровня РН внутренней среды организма и, при необходимости, принять неотложные меры. С помощью РН тест-полосок можно легко, быстро и точно определить уровень РН, не выходя из дома. Если уровень РН мочи колеблется в пределах 6,0-6,4 по утрам и 6,4-7,0 вечером, то Ваш организм функционирует нормально. Если в слюне отметка РН остается между 6,4-6,8 в течение всего дня - это также свидетельствует о здоровье Вашего организма. Наиболее оптимальный уровень РН слюны и мочи слегка кислый, в пределах 6,4-6,5. Лучшее время для определения уровня РН за один час до еды или спустя два часа после еды. Проверяйте уровень РН 2 раза в неделю 2-3 раза в день.
Если применить это к питанию, то можно сказать, что натуральные продукты, такие как фрукты и овощи, являются щелочеобразующими, лишь в умеренной степени. Животная белковая пища является кислотообразующими в очень сильной степени.
Если в рационе поддерживается идеальный баланс щелочеобразующих и кислотообразующих продуктов, то образующиеся щелочи и кислоты нейтрализуют друг друга и оставляют PН - нейтральный осадок.
В здоровом организме есть резервы щелочных элементов - своего рода банковский счет. И если мы съедаем кусок мяса, для его нейтрализации из резервов организма автоматически извлекаются щелочные вещества. Но если мы мясо едим постоянно, то эти резервы быстро истощаются, и организм утрачивает возможности нейтрализации образующихся кислот. Если продолжить аналогию с банковским счетом, это все равно, что без конца снимать деньги со счета, не пополняя его.
Чтобы обеспечить регулярное пополнение и поддержание щелочных резервов, нужно следовать правилу 80/20. Согласно этому правилу, 80% потребляемых нами продуктов должно быть щелочеобразующими, а 20% кислотообразующими.
При первом утреннем мочеиспускании проверьте кислотность мочи с помощью индикатора PН - кусочка специально обработанной бумаги. Если уровень PН 5.5 или меньше, то уровень кислотности высок, и вашему организму требуется подщелачивание. Утренняя моча должна иметь уровень PН = 6. У большинства людей с больными суставами этот показатель составляет 4.5, а это означает, что большое количество мочевой кислоты за ночь выпадает в осадок. Это может причинять сильную боль по утрам. На протяжении дня PН мочи, как правило, повышается, по мере того как кислые отложения нейтрализуется, и больному становится легче.
Для подщелачивания мочи смешайте в стеклянной банке две части соды и одну часть смеси натрий - калий (sodium potassium). Растворите чайную ложку этой смеси без верха в стакане воды (не холодной) и выпейте перед сном (не ранее чем через 2 часа после ужина). По возможности выпейте все сразу. Наутро PН мочи должен повыситься до 6. Если этого не произошло, увеличьте дозировку до ложки с верхом.
Проверяйте рН время от времени, так как для поддержания PН = 6, вам придется постепенно уменьшить дозу. Если вы будете подщелачивать мочу перед сном, PН мочи не опустится за ночь слишком низко. Это позволит уменьшить отложение солей в суставах и не даст растворенным почечным кристаллам вновь кристаллизоваться, образуя новые камни.
Повышенная кислотность в организме.
Дисбаланс РН организма у большинства людей проявляется в виде повышенной кислотности (состояние Ацидоз). В этом состоянии организм плохо усваивает минералы, такие как кальций, натрий, калий и магний, которые, благодаря избыточной кислотности выводятся из организма. От недостатка минералов страдают жизненно важные органы. Не выявленный вовремя ацидоз может вредить организму незаметно, но постоянно в течение нескольких месяцев и даже лет. Злоупотребление алкоголем часто приводит к ацидозу. Ацидоз может возникать как осложнение диабета.
При ацидозе могут появиться следующие проблемы:
- Заболевания сердечно-сосудистой системы
- Заболевания почек и мочевого пузыря, образование камней.
- Снижение иммунитета
- Увеличение вредного воздействия свободных радикалов, которые могут способствовать онкогенезу.
- Хрупкость костей вплоть до перелома шейки бедра, а также других нарушениях опорно-двигательного аппарата, как например, образование остеофитов (шпор).
- Появление суставных болей и болевых ощущений в мышцах, связанных с накопление молочной кислоты.
Повышенное содержание щелочи в организме.
При повышенном содержании щелочи в организме, а это состояние называется Алкалоз, нарушается усвоение минералов. Пища усваивается гораздо медленнее, что позволяет токсинам проникать из ЖКТ в кровь. Повышенное содержание щелочи в организме опасно и трудно поддается корректировке. Как правило, оно является результатом употребления лекарств, содержащих щелочи.
* * *
Как я уже сказала, уровень pH крови и других жидкостей в нашем организме должен колебаться от 7,35 до 7,45
. Средний показатель pH крови здорового человека 7,42. От чего зависят эти цифры? В первую очередь от питания и внешних факторов.
Невнимательное отношение к еде, выбор не здоровой пищи, вредных напитков и другие факторы - курение, алкоголь, стресс. Все эти аспекты влияют на понижение pH.
Мы кушаем и пьем каждый день, вдыхаем табачный дым рядом курящего человека или курим сами, нервничаем из-за ипотеки, аврала на работе, выходок наших деток или отношений в семье. Все это не добавляет нам ни молодости, ни здоровья. Понятно, что на все факторы воздействовать сразу не удастся, но сегодня мы можем начать с малого. Начать думать и осознанно выбирать напитки и продукты питания. Уже только этот один маленький шаг позволит вам на порядок улучшить свое здоровье.
Все продукты питания делятся на кислотные и щелочные.
Привычные нам: картошка (старая), любые крахмальные овощи, незрелые фрукты, пастеризованное молоко, йогурты с добавлением сахара, все мясо и рыба, осветленное рафинированное растительное масло, сахар, выпечка, макароны, старые орехи, уксусы (кроме яблочного) - все это кислотные продукты, понижающие уровень pH в организме.
Напитки также делятся на окисляющие и ощелачивающие. Кофе, черный чай, какао, лимонады и соки из пачек окисляют кровь, а качественная вода, некрепкий чай каркаде, травяные чаи, наоборот, ощелачивают организм.
К категории нейтральных продуктов относятся:
гречка, овес, рожь, неочищенный рис, изделия из муки грубого помола, нерафинированные растительные масла (полученные методом прессования или холодного отжима).
Конечно, невозможно полностью исключить кислотные продукты из рациона, но соблюдать баланс все же следует. Это позволит Вам поддерживать иммунитет на высоком уровне и избегать многих заболеваний.
Основные правила выбора продуктов питания и напитков.
Самый лучший напиток
- это вода. Это мы уже выяснили в прошлой
Самая лучшая еда
- свежие овощи, фрукты, зелень, пророщенные зерна и бобовые. Термически необработанные! Если вы ежедневно будете включать в свой рацион килограмм свежих овощей и фруктов, кушать горсть проростков и выпивать минимальную норму качественной воды (30 мл на 1кг веса), то Ваше здоровье будет на порядок лучше, чем у тех людей, которые завтракают кофе с бутебродами, обедают отбивной с картошкой и супом, а ужинают запеканкой.
Наша кровь, лимфа, околоклеточная жидкость отвечают за деятельность организма, качество и продолжительность жизни. Мы должны обеспечивать тело строительным материалом, питательными веществами, кислородом, а не ублажать свои вкусовые пристрастия. Тогда мы сможем наслаждаться жизнью, а не искать таблетки и доктора, который будет думать, как расхлебывать наши беды.
Кстати любопытный факт - Ваша любовь к сахару также пагубно сказывается на защитных функциях организма.
6 ложек сахара в день, снижают иммунитет на 25% на 24 часа.
. 12 ложек сахара на 60% на сутки.
. А 18 ложек сахара и вовсе на 85% на сутки.
При этом стоит учитывать и скрытые сахара, которые есть в еде и сладостях, а не только положенные в чай или кофе. Поэтому, если любите себя и хотите быть здоровыми, отказывайтесь от сахара. Я сделала это в один день, два года назад. Просто решила, что не буду больше его употреблять. Кстати, за 6 месяцев ничего не изменив в своем рационе, я тогда похудела на 5 кг. Конечно, я могу себе позволить и торт скушать в гостях, и шоколадку, но это не ежедневная моя еда. Чаи я пью без сахара и без меда. И прекрасно себя чувствую. Все наши пищевые привычки, не более чем привычки. И их можно, и нужно менять, если хотите жить здорово и ярко.
Диета для восстановления уровня pH
Щелочная диета применима для нормализации уровня pH в организме. Данная диета хороша не только для потери веса, но и положительно сказывается на здоровье человека. Так что если вы страдаете лишним весом, то щелочная диета для вас! Вы потеряете лишние килограммы и заодно выравняете кислотно-щелочной баланс.
Щелочные и кислотные продукты
Все продукты, которые мы употребляем в пищу можно разделить на кислотообразующие, щелочеобразующие и нейтральные. Это деление основано на их воздействии на наш организм после их переваривания. Кровь человека имеет щелочной характер. И чтобы поддерживать её оптимальный уровень pH человек должен употреблять 80% щелочных продуктов и 20% кислотных. Но в эпоху искусственных заменителей, консервантов и эмульгаторов рацион обычного человека далек от этого идеального баланса. Но его совсем нетрудно скорректировать зная какие продукты необходимо исключить, а употребление которых стоит увеличить.
Принцип кислотно-щелочной диеты
Итак, нам нужно достичь соотношения щелочных продуктов к кислотным равным 4 к 1. Но переход к данному рациону должен быть плавным. Необходимо постепенно заменять жареную, вареную пищу и продукты животного происхождения свежими овощами и фруктами, которые необходимо есть без термической обработки. Чтобы вам было проще сориентироваться и составить свой рацион ниже мы предоставляем список продуктов по кислотности.
Кислые продукты
1. Любые полуфабрикаты или готовые продукты.
2. Любые сладости содержащие белый сахар.
3. Жареные продукты и продукты подвергшиеся термической обработке (даже овощи)
4. Все жиры и масла.
5. Хлебобулочные изделия такие как: сдобные булочки, белый хлеб и любые изделия из белой муки. Хлебные злаки и бобовые: пшеница, кукуруза, рис и бобы. Также запишем сюда шлифованный рис.
6. Мясо, яйца, рыба, домашняя птица и любые продукты животного происхождения, включая масло и любой жир. А также молочные продукты, сыр и творог.
7. Продукты, содержащие токсины: алкоголь, табак, безалкогольные напитки (например газировка), кофе, чай.
8. Любые сушеные орехи и семена.
Щелочные продукты
1. Все свежие или вяленые фрукты. Исключением являются клюква, черника, смородина, чернослив, слива.
2. Все сырые овощи. Исключением являются горох, бобовые, ревень, брюссельская капуста и крупноплодная тыква, а также овощи семейства пасленовых (помидоры, картофель, перец, баклажаны)
3. Пророщенные зерновые и бобовые.
Частично щелочные продукты
1. Свежее сырое молоко и творог
2. Размоченные орехи и семена
3. Свежие орехи: миндаль, кокос, бразильский орех
4. Свежие зеленые бобы, горох, зерно и просо
На заметку: даже такие на первый взгляд кислые фрукты как лимон, ананас или апельсин являются щелочными.
Способы увеличения щелочности
. Добавив лецитин в пищу или напитки.
. Пить свежевыжатый лимонный сок, растворенный в стакане горячей или холодной воды.
. Пить свежевыжатые фруктовые соки из винограда, груши, абрикоса, папайи, манго, ананаса, грейпфрута и апельсина.
. Только свежие или тушеные фрукты.
. Пить свежие овощные соки из моркови, сельдерея, свеклы, петрушки, шпината, лука.
. 5 дней в неделю перед сном выпивать стакан чистой воды с 3-5 каплями гликотимолина
. Пить не газированные минеральные воды («Боржоми», «Ессентуки-4», «Смирновская»)
. Опорожнение кишечника 2-1 раза в день.
. Стараться двигаться в течение дня или выполнять физические упражнения.
Биохимически повышенная кислотность организма равноценна внезапному наступлению старости. Отсюда общий спад, усталость и депрессия.
Щелочная диета действительно очень полезная и обязательно понравится людям, которые следят за своим здоровьем. Возможно сначала вам будет трудно полностью изменить свой рацион, но это того стоит!
Чем питаться для здоровья?
Основная работа по синтезу полезных веществ происходит в кишечнике. Поэтому, нам нужно заботиться о своей полезной микрофлоре.
Кишечная палочка ест только свежую растительную пищу, семена, орехи, кисломолочные продукты. Вот тогда она может синтезировать так необходимые нам аминокислоты, витамины и другие строительные материалы.
Кстати, врачами и учеными уже установено, что у всех онкобольных уровень pH крови ниже, чем у здоровых людей. Средний показатель pH крови онкобольного ниже 7,35…
Снижение всего на 5 десятых сможет повлечь за собой необратимые процессы. Будьте внимательны к себе, любите себя. Вы у себя одни! И тело у вас одно, на всю жизнь.
Относитесь более серьезно к выбору продуктов питания, не все, что вкусно пахнет, следует тянуть в рот. Слишком дорога цена за минутное удовольствие.
PH мочи показывает состояние физических свойств жидкости, выделяемой при работе почек. С помощью этого показателя определяют ионы водорода, содержащиеся в урине. Баланс щелочи и кислоты позволяет составить картину состояния здоровья. Щелочная или кислая реакция мочи помогает в постановке диагноза.
Свойства мочи
С помощью урины выделяются продукты метаболизма. Ее образование осуществляется в нефронах в момент фильтрации плазмы и крови. Моча включает в себя 97 % воды, оставшиеся 3% – это соли и азотистые вещества.
Необходимый показатель pH жидкостей организма поддерживается почками за счет выведения ненужных веществ и задержки элементов, принимающих участие в важных обменных процессах.
Выводящиеся вещества имеют кислотно-щелочные характеристики. Когда содержится большое количество кислотных частиц, образуется кислая моча (уровень pH опускается ниже 5). Норма pH урины – слабокислая реакция (5–7). В случае преобладания щелочных свойств, формируется щелочная моча (pH около 8). Если показатель равняется 7 – это баланс в урине щелочных и кислых веществ (нейтральная среда).
Что означает кислый или щелочной баланс? Он свидетельствует о степени эффективности процесса переработки минералов, отвечающих за уровень кислотности. В ситуации с превышением показателя мочи pH происходит нейтрализация кислоты за счет минералов, находящихся в костях и органах. Это означает, что в рационе преобладают мясные продукты и недостает овощей.
Кислотность pН в норме
Кислотность мочи зависит от многих факторов. Большое содержание в еде белков животного происхождения вызывает переполненность урины кислотой. Если же человек предпочитает растительную пищу, молочные продукты, определяется щелочная среда.
В норме реакция мочи не обязательно должна быть нейтральная, она определяется в рамках от 5 до 7. Показатели кислотности могут иметь небольшие отклонения, например, pH 4,5–8 считается нормальным явлением при условии, что оно кратковременно.
Норма ночью составляет не более 5,2 единиц. Ранним утром натощак присутствуют низкие показатели pH (максимум до 6,4), вечером – 6,4-7, что считается обычным явлением.
Нормальные показатели pH у мужчин, женщин и детей имеют незначительные отличия. Ввиду частого употребления мужчинами белковой еды повышается уровень кислотности урины. В моче при беременности нормой считают кислотность 5–8.
Нормальная кислотность у детей зависит от возраста. Реакция мочи у новорожденного ребенка нейтральная по причине употребления грудного молока. У недоношенных детей отмечается незначительное закисление мочи. У ребёнка на искусственном вскармливании низкий уровень кислотности. У детей, в меню которых уже введен прикорм, кислотность мочи в среднем 5–6 единиц.
Анализ мочи
Поставить диагноз намного проще с лабораторным анализом мочи. Его повторное проведение назначают при перенесенной инфекционной болезни. В случае проблем с эндокринной системой, почками анализ pH мочи оказывается незаменимым. При мочекаменном недуге pH в анализе мочи может рассказать о виде камней. К примеру, мочекислые камни появляются при pH урины ниже 5,5. В то же время формирование оксалатных камней происходит при PH 5,5−6,0, фосфатных – при щелочной реакции мочи (выше 7 единиц).
Для определения pH проводится лабораторное исследование мочи (ОАМ), которое позволяет позволяет охарактеризовать не только урину, но и провести микроскопическое изучение осадка.
Более точное представление о работе почек дает титрационная (титруемая) кислотность мочи. Титрование – один из лабораторных методов исследования урины.
Чтобы анализ мочи показал максимально точный результат, необходимо соблюдать некоторые правила перед его проведением. Для определения pH в моче за несколько дней до сбора материала стоит отказаться от приема некоторых медпрепаратов, травяных настоев и отваров, алкоголя и других продуктов, влияющих на состав урины.
За 1 день до сбора мочи исключить из меню яркие овощи и фрукты. Во время месячных у женщин меняется состав мочи – врачи не рекомендуют в этот период делать анализ.
Перед сбором урины тщательно вымываются половые органы. Самые точные результаты будут получены только при исследовании материала собранного утром.
Как определить pH в домашних условиях?
Измерить состояние кислотно-щелочного баланса сегодня можно даже самостоятельно дома. Для определения pH мочевой жидкости можно использовать:
- лакмусовую бумагу;
- метод Магаршака;
- бромтимоловый синий индикатор;
- индикаторные тест полоски.
Выяснить уровень pH первым методом можно просто поместив в исследуемую жидкость лакмусовую бумагу. Конкретное значение кислотности этот метод не позволяет определить.
Способ Магаршака для определения кислотности мочи – это использование специально приготовленного индикатора на основе двух объемов раствора спирта красного нейтрального с концентрацией 0,1% и одного объёма спиртового раствора синего метиленового с такой же концентрацией. Затем 2 мл мочи смешивают с 1 каплей полученного индикатора. По цвету образовавшейся смеси определяют приблизительное содержание PH.
Бромтимоловый синий индикатор для измерения кислотности готовится путем смешивания 0,1 г растертого индикатора с 20 мл подогретого этилового спирта. Полученную смесь охлаждают, разводят при помощи воды до 100 мл. Затем 3 мл мочи соединяют с каплей индикатора и оценивают результат по полученному цвету.
Перечисленные выше индикаторы требуют некоторых затрат времени. В сравнении с ними более простым и доступным методом измерения pH считаются индикаторные полоски. Этот способ используется как дома, так и во многих лечебно-профилактических центрах. Полоски для определения pH помогают выяснить реакцию мочи в пределах от 5 до 9 единиц.
Однако индикаторные тест-полоски не такие точные, как специальный прибор – иономер.
Причины закисления мочи
Повышенная кислотность мочи (ацидурия) начинается от pH 5 и ниже. Кислая среда считается подходящей для развития патогенных микроорганизмов. Причины бывают следующими:
- особенности рациона (мясные продукты повышают кислотность);
- подагра, лейкозы, мочекислый диатез и прочие патологии, которые вызывают ацидоз;
- активная физическая деятельность, проживание в жаркой местности, работа в горячем цеху и т.д.
- долгое голодание, недостаток углеводов;
- алкоголизм;
- медпрепараты, повышающие кислотность;
- стадия декомпенсации во время сахарного диабета;
- почечная недостаточность, которая имеет сильно выраженный болевой синдром;
- аллергические проявления у детей.
Причины снижения кислотности
Почему может происходить щелочная реакция мочи? Понизить кислотность (состояние под названием алкалурия, когда наблюдается высокий pH) могут различные факторы. К примеру, такое происходит при резком изменении меню. Также это может указывать на сбой работы почечного механизма регуляции кислотности из-за тубулярного ацидоза. Подтвердить это возможно, исследуя мочу в течение нескольких дней.
Другие причины, по которым может наблюдаться защелачивание мочи:
- преобладание в меню растительной пищи, употребление щелочной минеральной воды и других продуктов, которые могут уменьшить кислотность;
- инфекции системы мочевыведения;
- сильная рвота;
- болезни желудка;
- заболевания щитовидной железы, надпочечников и т.д.;
- рахит;
- послеоперационный период (значения щелочного баланса могут значительно повышаться);
- выделение фенобарбитала через почки.
Ощелачивание мочи сопровождается слабостью, головными болями, тошнотой и т.д. Если не удается нормализовать кислотно-щелочной баланс, исключив из рациона продукты, снижающие кислотность, стоит обратиться за помощью к врачу. Слабокислая среда, значительно превышающая норму, подходит для развития патогенных микроорганизмов.
Как нормализовать кислотно-щелочной баланс?
У здорового человека кислотно-щелочной баланс держится в рамках 6 - 7. Если по какой-то причине этот баланс сдвинулся, стоит обратиться за помощью к врачу. Дело в том, что pH влияет на активность бактерий – кислотность может как снижать, так и повышать патогенность микроорганизмов. В связи с этим у медикаментов наблюдается различная степень эффективности.
Врач поможет выяснить, что спровоцировало неприятные симптомы, обнаружит очаг возникновения болезни и назначит подходящее лечение, а также подскажет, как снизить или повысить pH. Своевременная диагностика позволит сделать терапию максимально эффективной.
На фоне борьбы с недугом, который привел к смещению баланса кислоты и щелочи в организме, необходимо прекратить поступление вредных веществ. Из рациона исключается жирное мясо, колбасы, консервы, сахар, манная крупа. Хороший обмен веществ возможен при поступлении в организм достаточного количества кислот и щелочей.
Кислотосодержащими продуктами является нежирное мясо, рыба, сыр. Поставка щелочей в организм происходит за счет овощей, зелени, фруктов, ягод, понижающих кислотность. Поэтому нормализация КЩБ возможна, если правильно сочетать виды продуктов и их количество. Согласно золотому правилу диета у людей с проблемными показателями кислотности урины должна на 80% состоять из щелочеобразующих продуктов и на 20% – из кислотообразующих.
История
Уравнения, связывающие pH и pOH
Вывод значения pH
В чистой воде при 25 °C концентрации ионов водорода () и гидроксид-ионов () одинаковы и составляют 10 -7 моль/л, это напрямую следует из определения ионного произведения воды , которое равно · и составляет 10 −14 моль²/л² (при 25 °C).
Когда концентрации обоих видов ионов в растворе одинаковы, говорят, что раствор имеет нейтральную реакцию. При добавлении к воде кислоты концентрация ионов водорода увеличивается, а концентрация гидроксид-ионов соответственно уменьшается, при добавлении основания - наоборот, повышается содержание гидроксид-ионов, а концентрация ионов водорода падает. Когда > говорят, что раствор является кислым , а при > - щелочным .
Для удобства представления, чтобы избавиться от отрицательного показателя степени, вместо концентраций ионов водорода пользуются их десятичным логарифмом, взятым с обратным знаком, который собственно и является водородным показателем - pH).
pOH
Несколько меньшее распространение получила обратная pH величина - показатель основности раствора, pOH, равная отрицательному десятичному логарифму концентрации в растворе ионов OH − :
как в любом водном растворе при 22 °C = 1,0 ×10 − 14 , очевидно, что при этой температуре:
Значения pH в растворах различной кислотности
- Вопреки распространённому мнению, pH может изменяться не только в интервале от 0 до 14, а может и выходить за эти пределы. Например, при концентрации ионов водорода = 10 -15 моль /л, pH = 15, при концентрации ионов гидроксида 10 моль /л pOH = −1.
|
Так как при 25 °C (стандартных условиях) · = 10 -14 , то понятно, что при этой температуре pH + pOH = 14.
Так как в кислых растворах > 10 -7 , то pH кислых растворов pH < 7, аналогично pH щелочных растворов pH > 7, pH нейтральных растворов равен 7. При более высоких температурах константа диссоциации воды повышается, соответственно увеличивается ионное произведение воды, поэтому нейтральной оказывается pH < 7 (что соответствует одновременно возросшим концентрациям как H + , так и OH -); при понижении температуры, напротив, нейтральная pH возрастает.
Методы определения значения pH
Для определения значения pH растворов широко используют несколько методик. Водородный показатель можно приблизительно оценивать с помощью индикаторов, точно измерять pH-метром или определять аналитически путём, проведением кислотно-основного титрования.
- Для грубой оценки концентрации водородных ионов широко используются кислотно-основные индикаторы - органические вещества-красители , цвет которых зависит от pH среды. К наиболее известным индикаторам принадлежат лакмус , фенолфталеин , метиловый оранжевый (метилоранж) и другие. Индикаторы способны существовать в двух по-разному окрашенных формах - либо в кислотной, либо в основной. Изменение цвета каждого индикатора происходит в своём интервале кислотности, обычно составляющем 1-2 единицы.
Для расширения рабочего интервала измерения pH используют так называемый универсальный индикатор, представляющий собой смесь из нескольких индикаторов. Универсальный индикатор последовательно меняет цвет с красного через жёлтый , зелёный , синий до фиолетового при переходе из кислой области в щелочную. Определения pH индикаторным методом затруднено для мутных или окрашенных растворов.
- Использование специального прибора - pH-метра - позволяет измерять pH в более широком диапазоне и более точно (до 0,01 единицы pH), чем с помощью индикаторов. Ионометрический метод определения pH основывается на измерении милливольтметром-ионометром ЭДС гальванической цепи, включающей специальный стеклянный электрод , потенциал которого зависит от концентрации ионов H + в окружающем растворе. Способ отличается удобством и высокой точностью, особенно после калибровки индикаторного электрода в избранном диапазоне рН, позволяет измерять pH непрозрачных и цветных растворов и потому широко используется.
- Аналитический объёмный метод - кислотно-основное титрование - также даёт точные результаты определения кислотности растворов. Раствор известной концентрации (титрант) по каплям добавляется к исследуемому раствору. При их смешивании протекает химическая реакции. Точка эквивалентности - момент, когда титранта точно хватает, чтобы полностью завершить реакцию, - фиксируется с помощью индикатора. Далее, зная концентрацию и объём добавленного раствора титранта, вычисляется кислотность раствора.
- Влияние температуры на значения pH
0.001 мол/Л HCl при 20 °C имеет pH=3, при 30 °C pH=3
0.001 мол/Л NaOH при 20 °C имеет pH=11.73, при 30 °C pH=10.83
Кислотность (лат. aciditas ) - характеристика активности ионов водорода в растворах и жидкостях.
В медицине кислотность биологических жидкостей (крови, мочи, желудочного сока и других) является диагностически важным параметром состояния здоровья пациента. В гастроэнтерологии, для правильного диагностирования целого ряда заболеваний, например, пищевода и желудка, одномоментная или даже средняя величина кислотности не является значимой. Чаще всего важно понимание динамики изменения кислотности в течение суток (ночная кислотность нередко отличается от дневной) в нескольких зонах органа. Иногда важно знать изменение кислотности, как реакцию на определенные раздражители и стимуляторы.
Водородный показатель pH
В растворах неорганические вещества: соли, кислоты и щелочи разделяются на составляющие их ионы. При этом ионы водорода H + являются носителями кислотных свойств, а ионы OH − – носителями щелочных свойств. В сильно разбавленных растворах кислотные и щелочные свойства зависят от концентраций ионов H + и OH − . В обычных растворах кислотные и щелочные свойства зависят от активностей ионов а Н и а OН, то есть от тех же концентраций, но с поправкой на коэффициент активности γ, который определяется экспериментально. Для водных растворов действует уравнение равновесия: а Н × а OН = К w , где К w – константа, ионное произведение воды (К w = 10 − 14 при температуре воды 22 °C). Из этого уравнения следует, что активность ионов водорода H + и активность ионов OH − связаны между собой. Датским биохимиком С.П.Л. Серенсеном в 1909 году был предложен водородный показать рН , равный по определению десятичному логарифму активности водородных ионов, взятому с минусом (Рапопорт С.И. и др.):
рН = - lg (а Н)
.
Исходя из того, что в нейтральной среде а Н = а OН и из выполнения равенства для чистой воды при 22 °С: а Н × а OН = К w = 10 − 14 , получаем, что кислотность чистой воды при 22 °С (то есть нейтральная кислотность) = 7 ед. pH.
Растворы и жидкости в отношении их кислотности считаются:
- нейтральными при рН = 7
- кислыми при pH < 7
- щелочными при рН > 7
Некоторые заблуждения
Если кто-то из пациентов говорит, что у него «нулевая кислотность», то это не более, чем оборот речи, означающий, скорее всего, что у него нейтральное значение кислотности (рН=7). В организме человека величина показателя кислотности не может быть меньше 0,86 рН. Также распространено заблуждение, что величины кислотности могут быть только в диапазоне от 0 до 14 pH. В технике возможен показатель кислотность и отрицательный, и больше 20.Когда говорят о кислотности кого-либо органа, важно при этом понимать, что часто в различных частях органа кислотность может значительно отличаться. Кислотность содержимого в просвете органа и кислотность на поверхности слизистой оболочки органа также часто бывает не одинаковой. Для слизистой оболочки тела желудка характерно, что кислотность на поверхности слизи, обращенной в просвет желудка кислотность 1,2–1,5 рН, а на стороне слизи, обращённой к эпителию - нейтральная (7,0 рН).
Величина рН для некоторых продуктов и воды
В таблице ниже указаны величины кислотности некоторых распространенных продуктов и чистой воды при разной температуре:Продукт | Кислотность, ед. рН |
Лимонный сок | 2,1 |
Вино | 3,5 |
Томатный сок | 4,1 |
Апельсиновый сок | 4,2 |
Черный кофе | 5,0 |
Чистая вода при 100 °С |
6,13 |
Чистая вода при 50 °С |
6,63 |
Свежее молоко | 6,68 |
Чистая вода при 22 °С |
7,0 |
Чистая вода при 0° С | 7,48 |
Кислотность и пищеварительные ферменты
Очень многие процессы в организме невозможны без участия специальных белков – ферментов, которые катализируют химические реакции в организме, не подвергаясь при этом химическим превращениям. Пищеварительный процесс не возможен без участия разнообразных пищеварительных ферментов, расщепляющих разные органические молекулы пищи и действующих только в узком диапазоне кислотности (своем для каждого фермента). Важнейшие протеолитические ферменты (расщепляющие белки пищи) желудочного сока: пепсин , гастриксин и химозин (реннин) продуцируются в неактивной форме – в виде проферментов и позже активируется соляной кислотой желудочного сока. Пепсин наиболее активен в сильнокислой среде, с pH от 1 до 2, гастриксин имеет максимум активности при рН 3,0–3,5, химозин, расщепляющий белки молока до нерастворимого белка казеина, имеет максимум активности при рН 3,0–3,5.Протеолитический ферменты, выделяемые поджелудочной железой и "действующие" в двенадцатиперстной кишке: трипсин имеющий оптимум действия в слабощелочной среде, при pH 7,8–8,0, близкий к нему по функциональности химотрипсин наиболее активен в среде с кислотностью до 8,2. Максимум активности карбоксипептидаз А и В 7,5 рН. Близкие значения максимальной и у других ферментов, выполняющих пищеварительные функции в слабощелочной среде кишечника.
Пониженная или повышенная кислотность по отношению к норме в желудке или двенадцатиперстной кишке, таким образом, приводит к существенному снижению активности тех или ферментов или даже их исключению из пищеварительного процесса, и, как следствие к проблемам с пищеварением.
Кислотность слюны и полости рта
Кислотность слюны зависит от скорости слюноотделения. Обычно кислотность смешанной слюны человека равна 6,8–7,4 pH, но при большой скорости слюноотделения достигает 7,8 pH. Кислотность слюны околоушных желёз равна 5,81 pH, подчелюстных - 6,39 pH.У детей в среднем кислотность смешанной слюны равна 7,32 pH, у взрослых - 6,40 pH (Римарчук Г.В. и др.).
Кислотность зубного налета зависит от состояния твердых тканей зубов. Будучи нейтральной у здоровых зубов, она смещается в кислую сторону, в зависимости от степени развития кариеса и возраста подростков. У 12-летних подростков с начальной стадией кариеса (предкариесом) кислотность зубного налета равна 6,96 ± 0,1 pH, у 12–13-летних подростков со среднем кариесом кислотность зубного налета от 6,63 до 6,74 pH, у 16-летних подростков при поверхностном и среднем кариесе кислотность зубного налета равна, соответственно, 6,43 ± 0,1 pH и 6,32 ± 0,1 pH (Кривоногова Л.Б.).
Кислотность секрета глотки и гортани
Кислотность секрета глотки и гортани у здоровых и больных хроническим ларингитом и фаринголарингеальным рефлюксом различна (А.В. Лунев):
Группы обследованных |
Место измерения рН |
|||||||||||||||||||||||||
Глотка
, |
Гортань
, |
|||||||||||||||||||||||||
Здоровые лица |
||||||||||||||||||||||||||
Больные хроническим ларингитом без ГЭРБ |
На рисунке выше дан график кислотности в пищеводе здорового человека, полученный с помощью внутрижелудочной рН-метрии (Рапопорт С.И.). На графике хорошо наблюдаемы гастроэзофагеальные рефлюксы – резкие уменьшения кислотности до 2–3 рН, в данном случае являющиеся физиологичными. Кислотность в желудке. Повышенная и пониженная кислотностьМаксимальная наблюдаемая кислотность в желудке 0,86 рН, что соответствует кислотопродукции 160 ммоль/л. Минимальная кислотность в желудке 8,3 рН, что соответствует кислотности насыщенного раствора ионов HCO 3 - . Нормальная кислотность в просвете тела желудка натощак 1,5–2,0 рН. Кислотность на поверхности эпителиального слоя, обращённого в просвет желудка 1,5–2,0 рН. Кислотность в глубине эпителиального слоя желудка около 7,0 рН. Нормальная кислотность в антруме желудка 1,3–7,4 рН. Причиной многих болезней органов пищеварительного тракта является дисбаланс процессов кислотопродукции и кислотонейтрализации. Длительная гиперсекреции соляной кислоты или недостаточность кислотонейтрализации, и, как следствие, повышенная кислотность в желудке и/или двенадцатиперстной кишке, вызывает так называемые кислотозависимые заболевания. В настоящее время к ним относят: пептическую язву желудка и двенадцатиперстной кишки , гастроэзофагеальную рефлюксную болезнь (ГЭРБ) , эрозивно-язвенные поражения желудка и двенадцатиперстной кишки на фоне приема аспирина или нестероидных противовоспалительных препаратов (НПВП), синдром Золлингера-Эллисона, гастриты и гастродуодениты с повышенной кислотностью и другие. Пониженная кислотность наблюдается при анацидных или гипоацидных гастрите или гастродуодените, а также при раке желудка. Гастрит (гастродуоденит) называется анацидным или гастритом (гастродуоденитом) с пониженной кислотностью, если кислотность в теле желудка составляет примерно 5 или больше ед. pH. Причиной пониженной кислотности часто бывает атрофия париетальных клеток в слизистой оболочке или нарушения в их функциях. Выше дан график кислотности (суточная рН-грамма) тела желудка здорового человека (пунктирная линия) и больного язвой двенадцатиперстной кишки (сплошная линия). Моменты приема пищи отмечены стрелками с надписью "Еда". На графике видно кислотонейтрализующее действие пищи, а также повышенная кислотность желудка при язве двенадцатиперстной кишки (Яковенко А.В.). Кислотность в кишечникеНормальная кислотность в луковице двенадцатиперстной кишки 5,6–7,9 рН. Кислотность в тощей и подвздошной кишках нейтральная или слабощелочная и находится в пределах от 7 до 8 рН. Кислотность сока тонкой кишки 7,2–7,5 рН. При усилении секреции достигает 8,6 рН. Кислотность секрета дуоденальных желез - от рН от 7 до 8 рН.
Кислотность калаКислотность кала здорового человека, питающегося смешанной пищей обусловлена жизнедеятельность микрофлоры толстой кишки и равна 6,8–7,6 рН. Нормальной считается кислотность кала в диапазоне от 6,0 до 8,0 рН. Кислотность мекония (первородного кала новорожденных) - около 6 рН. Отклонения от нормы при кислотности кала:
Кислотность кровиКислотность плазмы артериальной крови человека колеблется в пределах от 7,37 до 7,43 рН, составляя в среднем 7,4 рН. Кислотно-щелочное равновесие в крови человека является одним из самых стабильных параметров, поддерживающее кислые и щелочные компоненты в определенном равновесии в очень узких границах. Даже небольшой сдвиг от указанных пределов может привести к тяжелой патологии. При сдвиге в кислотную сторону возникает состояние, называемое ацидозом, в щелочную - алколозом. Изменение кислотности крови выше 7,8 рН или ниже 6,8 рН несовместимо с жизнью.Кислотность венозной крови - 7,32–7,42 рН. Кислотность эритроцитов составляет 7,28–7,29 рН. Кислотность мочиУ здорового человека при нормальном питьевом режиме и сбалансированном питании кислотность мочи находится в пределах от 5,0 до 6,0 рН, но может колебаться от 4,5 до 8,0 рН. Кислотность мочи новорожденного в возрасте до месяца в норме - от 5,0 до 7,0 рН.Кислотность мочи повышается, если в рационе человека преобладает мясная пища, богатая белками. Увеличивает кислотность мочи тяжелая физическая работа. Молочно-растительная диета приводит к тому, что моча становится слабощелочной. Повышение кислотности мочи отмечается при повышенной кислотности желудка . Пониженная кислотность желудочного сока не влияет на кислотность мочи. Изменение кислотности мочи чаще всего соответствует изменению . Кислотность мочи изменяется при многие заболевания или состояниях организма, поэтому определение кислотности мочи является важным диагностическим фактором. Кислотность влагалищаНормальная кислотность влагалища женщины колеблется от 3,8 до 4,4 pH и в среднем составляет 4,0–4,2 pH. Кислотность влагалища при различных заболеваниях:
Публикации для профессионалов здравоохранения, затрагивающие проблематику кислотности в женских половых органах
Кислотность спермыНормальный уровень кислотности спермы находится в пределах от 7,2 до 8,0 рН. Отклонения от этих значений само по себе не рассматривается как патология. В то же время в совокупности с другими отклонениями может свидетельствовать о наличии заболевания. Увеличение уровня рН спермы происходит при инфекционном процессе. Резко щелочная реакция спермы (кислотность примерно 9,0–10,0 рН) свидетельствует о патологии предстательной железы. При закупорке выводных протоков обоих семенных пузырьков отмечается кислая реакция спермы (кислотность 6,0–6,8 рН). Оплодотворяющая способность такой спермы снижена. В кислой среде сперматозоиды теряют подвижность и погибают. Если кислотность семенной жидкости становится меньше 6,0 рН, сперматозоиды полностью теряют подвижность и погибают.Кислотность кожиПоверхность кожи покрыта воднолипидной кислотной мантией или мантией Маркионини , состоящей из смеси кожного сала и пота, в которую добавлены органические кислоты - молочная, лимонная и другие, образованные в результате биохимических процессов, протекающих в эпидермисе. Кислотная воднолипидная мантия кожи является первым барьером защиты от микроорганизмов. У большинства людей в норме кислотность мантии равна 3,5–6,7 рН. Бактерицидное свойство кожи, придающее ей способность противостоять микробной инвазии, обусловлено кислой реакцией кератина, своеобразным химическим составом кожного сала и пота, наличием на ее поверхности защитной воднолипидной мантии с высокой концентрацией водородных ионов. Входящие в ее состав низкомолекулярные жирные кислоты, в первую очередь гликофосфолипиды и свободные жирные кислоты, обладают бактериостатическим эффектом, селективным для патогенных микроорганизмов. Поверхность кожи заселена нормальной симбиотической микрофлорой, способной к существованию в кислой среде: Staphylococcus epidermidis , Staphylococcus aureus , Propionibacterium acnes и другие. Некоторые из этих бактерий сами вырабатывают молочную и другие кислоты, внося свой вклад в формирование кислотной мантии кожи.Верхний слой эпидермиса (кератиновые чешуйки) имеет кислотность с величиной рН от 5,0 до 6,0. При некоторых кожных заболеваниях величина кислотности изменяется. Например, при грибковых заболеваниях рН возрастает до 6, при экземе до 6,5, при угревой сыпи до 7. Кислотность других биологических жидкостей человекаКислотность жидкостей внутри человеческого организма в норме совпадает с кислотностью крови и находится в пределах от 7,35 до 7,45 pH. Кислотность некоторых других биологических жидкостей человека в норме приведена в таблице:На фотографии справа: буферные растворы с рН=1,2 и рН=9,18 для калибровки |
Степень кислотно-щелочных показателей, определяющихся концентрацией водородных ионов, формирует параметры pH, которые в норме для питьевой воды, согласно правилам СанПинН, составляют 6-9 единиц. По этому показателю российские нормативы почти не отличаются от ЕС-директивы - 6,50-9,50 и от требований Агентства США по охране среды (USEPA) - 6,50-8,50.
При этом нормы рН воды, предназначенной для разных отраслевых нужд, отличаются от pH-нормы воды для питья. Например:
- в гидропонике используют растворы с уровнем 5,50-7,50 и разделением этого диапазона на более узкие сегменты в зависимости от конкретного вида растения,
- в общественных бассейнах этот норматив – 7,20-7,40; в частных шире – 7,20-7,60; по DIN 19643-1 – 6,50-7,60,
- при производстве пива используется водная основа с показателями 6,00-6,50,
- для безалкогольных напитков – 3,00-6,00,
- для экспортной водки показатель зависит от жёсткости технологической воды – и равен 7 при жёсткости от 0 до 0,60 мг-экв/л и 6,50 – при 0,61-1,2 мг-экв/л; в водках «внутреннего рынка» – pH <7,80,
- в химическо-волоконном производстве – 7,00-8,00,
- в красильно-отделочном – 6,50-8,50,
- в системах теплоснабжения параметр указывается при температуре +25ºС и находится в пределах 7,00-8,50 для открытых систем и в пределах 7,00-11,00 – для закрытых,
- в энерготехнических и паровых котлах – не меньше 8,50,
- в системах охлаждения: для оборотных и добавочных вод – 6,50-8,50, в циркуляционных холодного контура – 6,50-8,20, горячего контура – 6,80-8,00 и т. д.
Определение уровня и зависимостей pH
Шкала для определения характера кислотно-щелочной среды состоит из 14 единиц, где срединная величина pH=7 считается нейтральной. При смещении по этой шкале к началу (к нулю) растворы приобретают характер кислотных. При смещении к концу – характер щелочных. Чаще всего подобную зависимость отражают в таблицах с частой градацией:
Для сравнения – согласно ГОСТ 6709-96, дистиллят по рН может иметь значения в пределах 5,40-6,60.
Поскольку концентрация ионов водорода низкая (для нейтральной среды – это семь нулей после запятой), то показатель выражается в более привычном виде отрицательным десятичным логарифмом. В таблицах в качестве единиц измерения обычно записывают «pH, ед.» или мкг/л (микрограмм на литр).
Показатель рН отличается от показателя общей щелочности (water alkalinity), которая, выражаясь в мг-экв/л, определяется суммой гидроксильных ионов/ анионов слабых кислот в воде. Низкая щелочность провоцирует резкую смену рН под воздействием внешних факторов.
В природных водах pH, в большинстве случаев, находится в диапазоне 6,50-8,50,отражая зависимость от соотношений с одной стороны – свободного диоксида углерода, с другой – бикарбонат-иона. В болотных водах pH-значения ниже и смещаются в сторону кислотности. Часто именно этот параметр становится индикатором загрязнения на открытых водоемах, демонстрируя наличие стоков с повышенным содержанием кислоты или щёлочи.
При интенсивном фотосинтезе, который наблюдается летом, уровень показателя может повышаться до 8,50-9,00 ед. Также на значения параметра влияет концентрации карбонатов, подверженных гидролизу солей, гидроокисей, гуминовых веществ и др.
Значение уровня pH в повседневной жизни
Японские учёные провели сравнительные исследования потребителей в районах, где пользуются питьевой водой со значениями pH, смещёнными либо в сторону кислотности, либо в сторону щёлочности. Они пришли к выводу, что в районах, где этот показатель выше среднего, люди живут на 20-30% дольше по сравнению со средней продолжительностью жизни по стране. В качестве предположительной причины называется большая «комфортность» кислотных вод для развития патологический микрофлоры.
В связи с тем, что водопроводная вода действительно значительно влияет на состояние здоровья человека, некоторые технические аксессуары, которые контактируют с ней, начинают рекламироваться в качестве средств, способных изменить химические свойства воды. Например, экономители http://water-save.com/ описываются как устройства, которые «обогащают воду слабыми ионами, активизирующими обмен веществ». На самом деле достоверно подтверждается только экономический, но не «целебный» эффект установки экономителя.
Это, однако, не отрицает значения рН-параметра для организма. В каждой среде – в том числе, в различных средах человеческого организма – существуют свои «pH-ориентиры»:
- слюна – 6,8-7,4 (при высокой скорости слюноотделения – 7,8),
- слёзы – 7,3-7,5,
- кровь – 7,43,
- лимфа – 7,5,
- моча – 5,5 (диапазон 5,0-7,5) и т.д.
Для наглядной демонстрации кислотно-щелочного состояния различных сред существуют таблицы, в которых значения расположены в порядке возрастания: