זוהי יחידת מדידה של בסיסיות או חומציות של תמיסה, ליתר דיוק ה- pH מודד את כמות יוני המימן שתמיסה מסוימת מכילה, פירוש ה- pH בראשי התיבות שלה הוא פוטנציאל של יוני מימן, זה הפך להיות דרך מעשית להתמודד עם נתוני בסיסיות, במקום שיטות אחרות מעט יותר מסובכות. ניתן למדוד אותו בצורה מדויקת באמצעות כלי המכונה מד pH, מכשיר זה יכול למדוד את ההבדל הפוטנציאלי בין זוג אלקטרוליטים.
מה זה pH
תוכן עניינים
הקונספט של ה- pH הוא פרמטר זה משמש כדי למדוד את דרגת החומציות של חומר. באמצעות זה ניתן לקבוע את ריכוז יוני המימן (יון מימן חיובי) בתמיסה.
פוטנציאל יון מימן של תמיסה ניתן למדוד בקירוב, ולהשתמש עבורם באינדיקטורים של חומצות או בסיסים שיכולים להציג צבע שונה בהתאם לרמת הבסיסיות או החומציות, בדרך כלל השיטה מורכבת משימוש בנייר הספוג באינדיקטורים. אֵיכוּתִי. אינדיקטורים אחרים המשמשים הם כתום מתיל ופנולפטלין.
בכימיה קביעת החומציות או האלקליות של חומר היא אחד ההליכים החשובים ביותר, שכן באמצעות תוצאות זה ניתן להשיג הרבה מאוד נתונים לגבי מבנה ופעילות המולקולות ובתורם לדעת יותר עם יחסית לתאי הגוף.
ההגדרה של פוטנציאל יוני המימן היא בעצם החומצות והבסיסים בעלי ריכוזי יוני מימן שונים, החזקים ביותר הם אלה המכילים את כמות היונים הגדולה ביותר והחלשים ביותר הם כאלה שאין להם ריכוז כזה. זה אחראי על ביטוי הערך המספרי של ריכוזי יוני המימן.
במקרים מסוימים מטען היונים בדרך כלל נמוך למדי, אשר הופך להיות מייגע בעבודה עם נתונים אלה, ולכן הומצא טבלה ייחודית המכונה " סולם ה- pH ", הטבלה מורכבת מ -14. יחידות ממוספרות, מ -0 עד 14, כאשר 0 היא נקודת החומציות המקסימלית ו -14 הבסיס המרבי, 7 מייצג את נקודת האמצע של הטבלה והיא ניטרלית, כלומר פתרונות עם ערך מתחת 7 הם חומציים ואלה לעיל הם בסיסיים.
בשביל מה pH
ה- pH משמש לקביעת אלקליות או חומציות של חומר וקובע את מדד הריכוז של יוני מימן.
סולם ה- pH
סולם הפוטנציאל של יון המימן נוצר על ידי סורן פיטר לוריץ סורנסן (1868-1939), ביוכימאי דני יליד הורה ברג, בשנת 1901 הוא מונה כמנהל המחלקה הכימית במעבדות קרלסברג, מאז הפך לאחד מחוקרים מובילים בנושא חומצות אמינו, אנזימים וחלבונים.
ריכוז יוני המימן (פרוטונים) מילא תפקיד מפתח בתגובות אנזימטיות, ולכן בשנת 1909 הוא המציא דרך פשוטה לבטא אותו, והיא חישוב הלוגריתם השלילי של הריכוז האמור. באופן זה התקבלו ערכים פשוטים וניתנים לניהול בסולם נוח, אותו כינה pH.
סולם הפוטנציאל של יון מימן ממוספר בין 1 ל -14, בין 1 ל -6 פירושו שהחומר חומצי יותר, 7 הוא המקרה של מים מזוקקים ובעל ערך נייטרלי, ו- 8 עד 14 פירושו החומר בסיסי יותר.
הרצף שיש לסולם ה- pH הוא לוגריתמי, מה שאומר שההפרש בין יחידה מספרית אחת לאחרת יכול להיות פי 10 יותר בסיסי או חומצי בהתאם למקרה.
הערכים בסולם ה- pH מוכפלים ב- 10 בכל יחידה. כלומר, הערך הפוטנציאלי של מימן 6 הוא חומצי פי 10 מ- pH עם ערך 7, אך פוטנציאל מימן של 5 הוא חומצי פי פי יותר מאשר pH של 7.
מקרה נוסף הוא ערך הפוטנציאל של מימן 8 שהוא פי 10 יותר אלקליין מ- pH עם ערך 7, אך פוטנציאל מימן של 9 הוא פי 100 יותר אלקליין מאשר pH של 7.
חשיבות ה- pH בחיי היומיום
האיש בימיו משתמש במוצרים כימיים רבים שעלולים להיות מסוכנים, ומסיבה זו יש לבצע מדידת pH, כדי לבדוק את מידת החומציות שלהם ואת הסיכון שניתן להסתכן בעת השימוש בהם.
אכילת מזון משנה את ה- pH של הגוף. לקיבה של אדם יש pH של 1-4 מכיוון שחומצה זו נחוצה לפירוק המזון. יש מזונות שיכולים לגרום לקיבה ליצור יותר חומצה, זה מאוד שכיח וחומצה זו יכולה לנקב את דפנות הקיבה ולגרום לכיבים. עודף שלה יכול להגיע לוושט, להגיע לפה ולגרום למה שמכונה בצרבת, ולכן יש לדאוג לאיכות המזון הנצרך.
ישנם ירקות כמו דובדבן, תות, כרוב סגול, בצל וכרוב סגול, המכילים חומר הנקרא אנתוציאנין, זה רגיש מאוד לערכים של יוני מימן פוטנציאליים. במקרה הספציפי של כרוב סגול, יש בו ציאנידין, שיכול לשמש אינדיקטור שמשנה את צבעו כאשר הוא נחשף לחומר כימי.
במקרה של פוטנציאל ליוני מימן בפה לאחר צחצוח השיניים, ערכו הוא בדרך כלל סביב 7, כלומר, pH ניטרלי, שאינו גורם נזק לשיניים. אם ה- pH נמוך מ- 5.5, האמייל מתחיל לאבד ופוגע בשיניים. כדי להפחית זאת בחניכיים ובשיניים, יש לשמור על פה בריא; צחצוח הכרחי לאחר כל ארוחה.
pH של כמה חומרים שהם חלק מחיי היומיום של אנשים:
- חומר לדוגמא - רמת pH
- חומצה הידרוכלורית 1 M - 0
- מיץ קיבה - 1
- מיץ לימון - 2
- חומץ - בין 2.4 ל -3.4
- מיץ תפוזים - 4
- בירה - 5
- חלב - 6
- מים טהורים - 7
- דם - 8
- מי סבון - 9
- חלב מגנזיה - 10
- מי ליים - 11
- אמוניה - 12
- 0.1 M נתרן הידרוקסיד - 13
- 1M נתרן הידרוקסיד - 14
אינדיקטורים PH
מדדי ה- pH הם האמצעים השונים המשמשים לקביעת פוטנציאל יון המימן של חומר. ישנם שלושה סוגים שהם, אינדיקטורים נוזליים, ניירות חיווי ומדי pH.
אינדיקטורים נוזליים
הם בסיסים אורגניים בעלי צבעים שונים המשתנים בהתאם לצורת החומצה שלהם. הם עובדים בטווחים מוגבלים, מגוונים את צבעם ומפסיקים להשתנות כשהם מגיעים לרמה המקסימלית של טווח זה. יש להשתמש בו רק בתמיסות חסרות צבע, כדי להיות מסוגל להתבונן בשינוי הצבע.
יש מספר רב של אינדיקטורים נוזליים בטווחים שונים של פוטנציאל יונים מימן, וצבעים, כולל אדום קרסול (אדום לצהוב בטווח של 0.2 עד 1.8), אדום מתיל (אדום לצהוב בטווח של 0.2 עד 1.8). טווח 4.2 עד 6.2), ירוק ברומוקרוסול (ורוד לכחול / ירוק 4.2 עד 5.2) ופנולפטלין (חסר צבע לורוד בטווח 8.0 עד 10.0).
אינדיקטורים אלו נמצאים בשימוש נרחב בתארים בכימיה אנליטית, אך עליכם להיות בעלי רמת הכשרה בכדי להפוך פרקטיקה זו למדוייקת.
מטר pH
אלה נובעים מהצורך של מעבדות ואנליסטים שלהם להשיג ערכים מדויקים מהפרמטר הזה, דבר שלא מושג באמצעות מדדים נוזליים, או כאלה מנייר. הוא מבוסס על מדידת ההפרש הפוטנציאלי החשמלי בין ה- pH של האלקטרודה לאלקטרודה הייחודית.
ציוד זה מורכב משתי אלקטרודות, אחת מהן מתכתית ואינה רגישה ל- pH של התמיסה, בתוספת מגבר אלקטרוני פשוט. הכיול שלה מתבצע בתמיסות pH ידועות, המשמשות לקריאת חומרים.
ניירות חיווי
זהו נייר לקמוס (מיוצר באבקה מחזזיות) שחייב לבוא במגע עם התמיסה בצורה דיסקרטית, על מנת לנתח ולמדוד את דיוקו.
נייר זה משמש כדי לדעת אם תמיסה נוזלית או גזית היא בסיסית או חומצית, הצגתו בשני צבעים, אדום וכחול.
כשמדובר בתמיסה נוזלית, אין להכניס את הנייר לתוכה לחלוטין, התהליך הוא טיפת טיפות או נגיעה בנוזל בצורה קצרה מאוד.
כאשר התמיסה היא גזית, יש להעביר את הגז מעל פני הנייר, כך שבאופן זה הוא ישנה את צבעו.
pH בשתן
שתן מורכב מאלמנטים מוצקים ונוזליים. בתהליכים פתולוגיים בגוף, הכליות עשויות לסלק לא רק חומרים אופייניים (חומרים שהכליות מפרישות בדרך כלל בשתן), אלא גם מרכיבים אחרים של חילוף החומרים.
פוטנציאל יוני המימן של השתן מתקבל באמצעות ניתוחים שבוצעו על דגימות של חומר זה. ניתוח זה מתבצע באמצעות רצועת בדיקה העשויה רפידה עם סולם צבעים. הצבע שלוקח הרצועה הוא משמעות ה- pH או החומצה שמכיל השתן.
ערכים תקינים לשתן נעים בין 4.6 ל 8.0 ב- pH, כאשר רמות אלה משתנות, זה יכול לסמן הפרעה אמיתית או בדרכי השתן.
pH במים
כאמור, פוטנציאל יון המימן מציין מתי חומר הוא אלקליין או חומצי, זו אחת הבדיקות הנפוצות ביותר המופעלות על מים בכדי לדעת את איכותם. ישנם סוגים שונים של מים ולכל אחד מהם יש ערכי pH משלו, אלה:
- מים מזוקקים: ה- pH שלהם הוא 5.8
- שתיית מים, פוטנציאל יון המימן שלהם הוא בין 6.5 ל- 9.5
- מים מינרליים ה- pH הוא בין 4.5 לבין 9.5
- מי האוקיאנוס שומרים על פוטנציאל יון מימן אלקליין עם ערכים שבין 7.4 ל 8.5
- מים באקווריום יכולים לקבל חיים אם הם שומרים על פוטנציאל יון המימן שלהם בין 4.5 ל 9, אם כי רמות אלה נחשבות קיצוניות, אקווריום יכול לשמור על pH נייטרלי בין 6.8 ל 7.2.
- הפוטנציאל ליוני מימן במי הבריכה חייב לשמור על pH בין 7.2 ל -7.6, מעל לערכים אלה, כלור מאבד מיעילותו ומתחת לרמות אלה המים יהיו חומציים מאוד לגוף הרוחצים, מה שגורם גירוי בעור ובעיניים.
חלבון חלב
חלב נחשב לאחד המזונות המלאים ביותר בתזונה לבני אדם. בשל הרכבו המגוון (חלבונים, פחמימות, שומנים, ויטמינים ומלחים מינרליים), בשל עיכולו הגבוה ויכולתו לשימוש על ידי גוף האדם, טעמו ואפשרויות השימוש בו בהכנת מוצרי מזון אחרים, חלב נוזלי ו מוצרי חלב, בהיותם מזונות חיוניים בכדי לספק את צרכיו הביולוגיים של האדם.
כדי למדוד את החומציות האמיתית של החלב ולקבוע את ה- pH שלו, משתמשים במונה נייד מדגם HI 98162, המורכב מאלקטרודה למדידת רמת החומציות או החומציות של החלב.
ככלל, פוטנציאל יון המימן של חלב הוא בסביבות 6.7, כאשר ערך זה מתחיל לרדת, הוא הופך לחומצי וההשפלה של מוצר זה מתחילה, ויוצרים חיידקים המייצרים חומצות חלב, שוברים לקטוז ומורידים את ה- pH של החלב.
pH בדם
בבני אדם, מאזן ה- pH בדם הוא חיוני, וריאציה ברמות אלה עלולה לגרום לתרדמת ואף למוות. סוג זה של יוני מימן פוטנציאליים צריך להיות מעט בסיסי ברמה שבין 7.35 ל- 7.45, אך מחקרים מראים כי 90% מתושבי המדינות המפותחות סובלים מחמצת.
חומצה קשורה ישירות לתזונה, הרגלים, זיהום ובריאות רגשית של אנשים. החומציות משנה את הרמות האופטימליות של אלקטרוליטים בגוף ברמה כימית ואלמנטרית, פועלת על האלקטרוליטים של נתרן, ברזל, אשלגן, סידן ולכל אחד מהם תפקיד חיוני, בסיסי וספציפי בגוף.
רוק pH
הרוק הוא תרכובת נוזל גוף על ידי 99% והיתרה הם אורגניים ואורגניים מולקולריים, זה מגיע לבלוטות הרוק.
פוטנציאל יון המימן הרגיל של הרוק צריך להיות בין 5.6 ל -7 והוא מורכב מיונים כמו נתרן, אשלגן או כלור ואנזימים התורמים להתמוטטות ראשונית של המזון, להגנה מפני זיהומים חיידקיים, פונקציות ריפוי וטעם.
אדמת ה- pH
ה- pH של האדמה, מידת החומציות או הבסיס שלה, נמדד באמצעות הסולם הפוטנציאלי של יוני מימן, בדרך כלל קרקעות שומרות על pH בין 4 ל- 8, למרות זאת רוב היבולים משגשגים ביבשה. עם ערכים שבין 6 ל -7.
בקרקעות בעלות פוטנציאל ליוני מימן פחות מ -6.5, זמינות הזרחן והמוליבדן פוחתת משמעותית. בעלי pH גבוה מאותה נתון (הנוטה לאלקליין) מפחיתים את הזמינות של נחושת, מנגן, אבץ וברזל.
חומץ pH
חומץ הוא חומר נוזלי המשמש כתבלין למזון, אך מלבד זאת יש לו איכויות אחרות שעבורו ניתן להשתמש בו. ה- pH שלו נע בין 2.4 ל -3.4. חומציות החומץ נדיפה, וזאת בשל נוכחותה של חומצה אצטית.
pH בעור
כדי שהפוטנציאל של יוני מימן של הפנים והגוף יהיה בתנאים אופטימליים, הם חייבים להיות בין הרמות 4.7-5.755, זה אומר שה- pH בעור מעט חומצי. זה יכול להשתנות מעט בהתאם לאזור הגוף ולמין האדם, הם מתערבים גם בשלבי החיים השונים.
טבלת ה- pH
טבלת ה- pH מודדת את מידת החומציות של אובייקט. חפצים שאינם חומציים במיוחד נקראים בסיסיים. לטבלה זו ערכים הנעים בין אפס (הערך החומצי ביותר) ל -14 (הבסיסי ביותר). דוגמא לכך הם מים טהורים בעלי ערך ה- pH 7. ערך זה נחשב ניטרלי, לא חומצי ולא בסיסי.
לגשם נקי רגיל יש ערך pH בין 5.0 ל 5.5, רמה חומצית מעט. עם זאת, כאשר גשם משולב עם תחמוצות חנקן וגופרית דו-חמצנית, המיוצרים על ידי תחנות כוח ומכוניות, הגשם הופך לחומצי הרבה יותר. לגשם חומצי אופייני ערך pH של 4.0. ירידה בערכי ה- pH מ 5.0 ל 4.0 פירושה שהחומציות גבוהה פי עשרה.
מטר PH
מטרים פוטנציאליים של יון מימן הם מכשירים המשמשים למדידת בסיסיות וחומציות של חומרים. מדידות אלה מיוצגות על ידי סולם העובר בין 0 ל -14.
כיצד נמדד pH?
כדי למדוד את פוטנציאל יון המימן של חומר, ניתן לעשות זאת בשתי שיטות, הפוטנציומטרית או הקולורימטרית.
Colorimetric היא השיטה פשוט ביותר, חומרים המכונים האינדיקטורים של פוטנציאל של יוני המימן משמשים שקיימת מצגות שונות עם מאפיינים ספציפיים כדי למדוד את רמות ה- pH הנחושות.
