Vety-indikaattori aktiivisen happamuuden kvantitatiivisena mittana. Happo-alkalinen tasapaino - pH-saldo - happo ja alkalisuhde
Vety-indikaattori, pH (voimakas PE Ash, englanninkielinen ääntäminen englanniksi. PH - Piː "EɪTʃ" PI EICH ") - Toiminta (erittäin laimennetuissa liuoksissa se vastaa pitoisuuksia) vety-ionit liuoksessa ja kvantitatiivisesti ilmaisulla Happamuus lasketaan negatiiviseksi (otettu vastakkaiseen merkin kanssa), vety-ionien aktiivisuuden desimaalimerkki, ilmaistuna solmissa litrassa: Historia Tanskan kemisti Sierensenin käyttöön otettiin käyttöön tämä käsite vuonna 1909. Indikaattoria kutsutaan pH: n mukaan potentia-vedyn latinalaisten sanojen ensimmäisten kirjainten mukaan - vedyn tai pondus-vedyn paino. Yleensä kemiassa PX: n yhdistelmä otetaan merkitsemään -LG X: n arvon, ja tässä tapauksessa kirjain H tarkoittaa vety-ionien (H +) pitoisuutta tai tarkemmin hydroksiumin termodynaamista aktiivisuutta ionit. PH ja POH yhtälöt Lähtö pH Puhdasessa vedessä 25 ° C: ssa vety-ionien () ja hydroksidi-ionien () pitoisuus on sama ja määrä 10 -7 mol / l, tämä seuraa suoraan veden ionisen tuotteen määrittämisestä, joka on yhtä suuri kuin 10 -14 mol 2 / L² (25 ° C). Kun molempien ionien pitoisuudet liuoksessa ovat samat, sanotaan, että liuoksella on neutraali reaktio. Kun happoa lisätään veteen, vety-ionien konsentraatio kasvaa ja hydroksidi-ionien pitoisuus pienenee vastaavasti, kun emästä lisätään, hydroksidi-ionien pitoisuus kasvaa ja vety-ionien pitoisuus laskee. Kun\u003e sano, että liuos on hapan ja kun\u003e alkalinen. Esityksen mukavuuden päästä eroon negatiivisesta indikaattorista vedyn ionien pitoisuuksien sijasta, niiden desimaalimerkki otetaan käänteisosoitteella, joka on itse asiassa vety-indikaattori - pH. pOH. Hieman pienempi eteneminen sai syöttö pH-arvon - liuoksen emäksisyys, POH, joka yhtä suuri kuin konsentraation negatiivinen desimaalimerkkipitoisuus -: kuten missä tahansa vesipitoisessa liuoksessa 25 ° C: ssa, on selvää, että tässä lämpötilassa: PH-arvot eri happamuuden ratkaisuissa
- Toisin kuin suosittu usko, pH voi vaihdella paitsi välillä 0 - 14, ja ehkä ylittää nämä rajat. Esimerkiksi vety-ionien konsentraationa \u003d 10-15 mol / l, pH \u003d 15, hydroksidi-ionien konsentraatiossa 10 mol / l POH \u003d -1.
|
- Karkea arvio vedyn ionien pitoisuudesta, happamat ja tärkeimmät indikaattorit ovat laajalti käytettyjä - orgaanisia aine-väriaineita, joiden väri riippuu väliaineen pH: sta. Kuuluisimmat indikaattorit kuuluvat lacmus, fenolftaleiini, metyylioppaleen (metyylivo) ja muut. Indikaattorit kykenevät olemaan olemassa kahdessa eri värillisessä muodossa - joko happossa tai pääosassa. Kunkin indikaattorin värin vaihtaminen tapahtuu happamuutoksessaan, tavallisesti 1-2 yksikön komponentilla.
- Laajentaa pH-mittauksen käyttöväliä käyttämällä ns. Universal-indikaattoria, joka on useiden indikaattorien seos. Universal indikaattori muuttaa väkevästi punaista keltaista, vihreää, sinistä violettia siirtyessään happamasta alueesta alkaliseen. PH-määritelmien indikaattorimenetelmä on vaikeaa mutaisia \u200b\u200btai maalattuja ratkaisuja.
- Erityisen instrumentin avulla - PH-mittari - Voit mitata pH: n laajemmalla alueella ja tarkemmin (jopa 0,01 pH) kuin indikaattoreiden käyttäminen. Iionometrinen menetelmä pH: n määrittämiseksi perustuu elektrolilävyn piirin mittaukseen Milvololtmeter-ionimittarin kanssa, joka sisältää erityisen lasielektrodin, jonka potentiaali riippuu H + -ionien konsentraatiosta ympäröivässä liuoksessa. Menetelmälle on tunnusomaista mukavuus ja korkea tarkkuus, erityisesti indikaattorin elektrodin kalibroinnissa Suosikit RN -alueella, voit mitata läpinäkymättömien ja väriratkaisujen pH: n mittaamisen ja sen vuoksi sitä käytetään laajalti.
- Analyyttinen volumetrinen menetelmä - Happopohjainen titraus - antaa myös tarkkoja tuloksia ratkaisujen happamuuden määrittämiseksi. Tunnetun pitoisuuden (Titrantin) liuos lisätään tipoittain tutkimuksen liukoiseen liukoiseen. Kun niitä sekoitetaan, kemialliset reaktiot etenevät. Vastaavuuspiste on hetki, jolloin titraus on ehdottomasti tarpeeksi reaktio täysin täydellisesti täydellisesti, on kiinnitetty indikaattorin avulla. Seuraavaksi, tuntemalla titrauksen lisätyn liuoksen pitoisuus ja tilavuus, liuoksen happamuus lasketaan.
- Lämpötilan vaikutus pH-arvoihin
pH (englanninkielisestä Hidrogen - "Aktiivisuus / vety") on indikaattori, jota käytetään määrittämään happasuhde (emäs) missä tahansa liuoksessa. Termi sidoksissa liitetään erottamattomasti happo-alkalisen tasapainon (KSR) käsitteeseen.
Vaikka tieteellisessä terminologiassa pH-ympäristöön sovelletaan kirjaimellisesti mille tahansa ratkaisulle, nykyaikaisessa suosituimmassa tieteellisessä, tätä termiä käytetään pääasiassa hapon ja alkalin suhdetta ihmiskehossa.
Mikä on pH-indikaattori voi puhua normaalista normaalista ympäristöstä? On tunnustettu, että pH-arvona on 7,0, väliainetta voidaan kutsua "neutraaliksi" - positiivisesti varautuneiden ionien aktiivisuus ja haitallisesti varautuneita ioneja tällaisessa ympäristössä on sama. Kuitenkin ihmiskehoa ei koskaan ole koskaan muodostettu happo-alkalisella tasapainolla - tarpeeksi kolme lemoneja kääntää indikaattori kohti lisääntynyttä happamuutta.
Ihmiskehot taistelevat jatkuvasti hapon alkalimetallien tasapainossa, yrittäen palauttaa tämän tasapainon sisäisten mekanismien kustannuksella, jos se on rikki, koska kg: n puuttuminen voi johtaa immuunijärjestelmän työn heikentämiseen .
Hapon alkalisen tasapainon rooli kehon työssä
Kehossa on kolme tilaa kehossa: väliaineen tasapainotettu tila, lisääntynyt happamuus (acidoosi) ja lisääntynyt alkalin pitoisuus kehossa (alkaloosi).
Lisääntynyt happamuus johtaa mineraalien kehon huonoon assimilaatioon :, magnesium, kalium - kaikki niistä ovat yksinkertaisesti johdettu kehosta, ei niin paljon huolta. Lisääntynyt happamuus vaikuttaa huonosti monien elimien, erityisesti ruoansulatuskanavan, munuaisten ja sydän- ja verisuonijärjestelmän työhön. Peruskomplikaatioita, jotka voivat johtua happamasta:
Luu hauraus (kalsiumvirheen seurauksena);
- palkkaluokka paino;
- munuaisten toimintahäiriö;
- allergiset reaktiot;
- koskemattomuuden vähentäminen;
- Yleinen paino.
Useimmiten väliaineen happamuus. Henkilö tuntee suoliston ja vatsan - sitten hieman polttava tunne tai jopa närästys syntyy suuren määrän juomista alkoholijuomia tai syödä sitruunaa, he puhuvat happamuuden lisääntyneestä happamuudesta.
Kasvavan happamuuden vastakohta kutsutaan alkaloosiksi - lisääntynyt alkalin pitoisuus kehossa. Itse asiassa aiheuttaa todella kohotetun alkalipitoisuuden kehossa ei ole aivan yksinkertainen - useimmiten tämä tila ilmenee, kun käytetään alkalipitoisia lääkkeitä. Lisäksi tämä edellytys ei edistä tällaisten vakavien ongelmien kehittämistä kuin asidoosi. Mahdolliset komplikaatiot alkalalosin seurauksena:
Ihon ongelmat;
- haju suusta;
- suoliston ongelmat;
- Joidenkin tuotteiden allergisten reaktioiden mahdollinen esiintyminen.
Happo-alkalisen median tasapainon talletus on harmoninen ravitsemus ja alkoholin hylkääminen (amatöörien "juomaa perjantaisin" happo-alkalipitoisuus noin 1,5% -2,0% korkeampi kuin ne, jotka eivät juo). Kshr: n palauttamiseksi entsyymit, vitamiinikompleksit ja mineraalikompleksit, erityisesti kalsiumia suurissa annoksissa, käytetään useimmiten.
Muistaa:
Neutralointireaktio on hapon ja alkalin välinen reaktio, jonka seurauksena suola ja vesi muodostetaan;
Puhdas vesi, kemistit ymmärtävät kemiallisesti puhtaan vettä, joka ei sisällä epäpuhtauksia ja liuennut suolat, ts. Tislattu vesi.
Happamuusympäristö
Erilaisille kemiallisille, teollisille ja biologisille prosesseille erittäin tärkeä ominaisuus on happojen happamuus happojen tai alkalipitoisten liuoksissa. Koska hapot ja alkaliset ovat elektrolyyttejä, H +: n tai OH-ionien pitoisuus käytetään väliaineen happamuuden karakterisoimiseksi.
Puhtaalla vedellä ja missä tahansa liuoksessa H + ja OH-ionit esitetään myös yhdessä liitososien hiukkasten kanssa. Tämä johtuu itse veden dissosiaatiosta. Ja vaikka pidämme vettä ei-elektrolyymillä, se voi kuitenkin erottaa: H 2 O ^ H + + OH. Mutta tämä prosessi tapahtuu hyvin pienessä määrin: vain 1 hajoaa 1 litralla vettä ioneihin. 10 -7 mol molekyylit.
Happo-liuoksissa niiden dissosiaation seurauksena ylimääräiset H +-ionit näkyvät. Tällaisissa H +-ionien liuoksissa on huomattavasti suurempi kuin OH-ionit, jotka on muodostettu pienellä vedellä, joten näitä liuoksia kutsutaan happoa (kuvio 11.1, vasen). On tavallista sanoa, että tällaisissa ratkaisuissa happoympäristössä. Mitä enemmän H +-ioneja sisältyy liuokseen, sitä suurempi on väliaineen happamuus.
Alkaliliuoksissa dissosiaation seurauksena päinvastoin, OH-ionit vallitsevat, ja H + kationit, jotka johtuvat vähäisen dissosiaatiosta, ovat lähes poissa. Tällaisten alkalisten liuosten väline (kuvio 11.1, oikea). Mitä suurempi OH-ionien pitoisuus -, sitä enemmän alkalista on liuosväliaine.
Keittotason liuoksessa H +: n ja OH-ionien määrä on yhtä suuri kuin 1. 10 -7 mol 1 litraan liuosta. Tätä väliainetta kutsutaan neutraaliksi (kuva 11.1, keskitetty). Itse asiassa tämä tarkoittaa, että liuos ei sisällä happoa tai alkalia. Neutraali väline on ominaista joidenkin suolojen (alkali- ja vakavien happojen muodostamien liuosten ominaispiirteet ja monia orgaanisia aineita. Puhdas vesi on myös neutraali ympäristö.
Vety-indikaattori
Jos vertaat Kefirin ja sitruunamehun makua, se voidaan turvallisesti väittää, että sitruunamehu on paljon happoa, ts. Näiden ratkaisujen happamuus on erilainen. Tiedät jo, että puhtaassa vedessä on myös H +-ioneja, mutta veden hapan maku ei tunne. Tämä selitetään H +-ionien liian alhaisella pitoisuudella. Usein ei riitä sanomaan, että väline on hapan tai emäksinen, ja on tarpeen määrätä se karakterisoimaan sitä.
Väliaineen happamuus on kvantitatiivisesti tunnusomaista pitoisuuteen liittyvä pH-vety-indikaattori (voimakas PE-tuhka)
vety-ionit. PH-arvo vastaa tiettyä vedyn muodon sisältöä 1 litraan liuoksessa. Puhtaalla vedellä ja neutraaleissa ratkaisuissa 1 litrassa sisältää 1. 10 7 mol H + ionit ja pH-arvo on 7. Hapon liuoksissa H + kationien konsentraatio on suurempi kuin puhtaassa vedessä ja alkalisissa liuoksissa vähemmän. Tämän mukaisesti pH-vety-indikaattorin arvo muuttuu: hapan ympäristössä se on välillä 0 - 7 ja emäksisessä - 7 - 14. Ensimmäistä kertaa vety-indikaattori ehdotetaan tanskalaisen kemistipeder sörensenin avulla .
Voit havaita, että pH-arvo liittyy H + -ionien pitoisuuteen. PH-määritelmä liittyy suoraan numeron logaritmin laskemiseen, jota sinusta tutkitaan matematiikan oppitunnissa 11. luokassa. Mutta liuoksen ionien sisällön ja pH-arvon välinen suhde voidaan jäljittää seuraavan kaavion mukaisesti:
Useimpien aineiden ja luonnollisten liuosten vesipitoisten liuosten pH-arvo on välillä 1 - 13 (kuvio 11.2).
Kuva. 11.2. Erilaisten luonnollisten ja keinotekoisten ratkaisujen arvoa
Sieren peder Laurits Sierensen
Tanskan fysikaalis-kemisti ja biokemisti, Tanskan kuninkaallisen yhteiskunnan puheenjohtaja. Hän valmistui Kööpenhaminan yliopistosta. 31 ° C: ssa hänestä tuli Danish ammattikorkeakoulun instituutin professori. Hän ohjasi Kööpenhaminan Karlsbergin panimokasvelle arvostetun fysikaalis-kemiallisen laboratorion, jossa hän teki tärkeimmät tieteelliset löydöt. Tärkein tieteellinen toiminta on omistettu ratkaisujen teoriaan: se esitteli vety-indikaattorin (pH) käsitteen, joka tutkittiin entsyymien aktiivisuuden riippuvuudesta liuosten happamuudesta. Sierensenin tieteellisten saavutusten osalta listattiin luettelo "100 erinomaisesta kemisteistä 1900-luvulla", mutta tieteen historiassa hän pysyi ensisijaisesti tutkijana, joka esitteli RN: n ja pH-metrin käsitteitä.
Happamuusympäristön määrittäminen
Laboratorioiden liuoksen happamuuden määrittämiseksi yleisimpiä indikaattoria käytetään useimmiten (kuva 11.3). Värien mukaan on mahdollista määrittää paitsi hapon tai alkalin läsnäolon lisäksi myös liuoksen pH-arvo, jonka tarkkuus on 0,5. PH: n tarkempia mittauksia varten on erityisiä laitteita - pH-mittareita (kuva 11.4). Niiden avulla voit määrittää liuoksen pH tarkkuudella 0,001-0,01.
Indikaattoreiden tai pH-mittausten käyttäminen voi seurata, miten kemialliset reaktiot tapahtuvat. Esimerkiksi, jos kloridihappoa kiristetään natriumhydroksidin liuokseen, neutralointireaktio tapahtuu:
Kuva. 11.3. Universal-merkkivalo määrittää pH: n likimääräisen arvon
Kuva. 11.4. Ratkaisujen pH: n mittaamiseksi käytetään erikoislaitteita - PH-mittarit: a - laboratorio (kiinteä); B - kannettava
Tällöin reaktanttien ja reaktiotuotteiden liuokset ovat väritöntä. Jos alkuperäisessä alkaliliuoksessa aseta pH-mittarin elektrodi, sitten alkalin neutralointi hapon kanssa voidaan arvioida muodostun liuoksen pH: n arvolla.
Vedyn indikaattorin käyttö
Ratkaisujen happamuuden määrittäminen on erittäin tärkeä monilla tieteen, teollisuuden ja muiden ihmiselämän aloilla.
Ympäristönpitäjät mitataan säännöllisesti sadeveden, vesijoiden ja järvien pH. Luonnon vesien happamuuden voimakas nousu voi olla seurausta ilmakehän pilaantumisesta tai teollisuusyritysten vesistöön (kuva 11.5). Tällaiset muutokset aiheuttavat kasvien, kalan ja muiden vesistöjen asukkaat.
Vetyindikaattori on erittäin tärkeää tutkia ja tarkkailla elävien organismien prosesseja, koska lukuisat kemialliset reaktiot virtaus soluissa. Kliinisessä diagnoosissa määritetään veren plasman, virtsan, mahalaukun jne. (Kuva 11.6). Veren normaali pH on 7,35 - 7,45. Jopa pieni ihmisen veren pH: n muutos aiheuttaa vakavia sairauksia ja pH \u003d 7,1 ja peruuttamattomia muutoksia, jotka voivat johtaa kuolemaan.
Useimmille kasveille maaperän happamuus on tärkeä, joten agrononomit analysoivat maaperän analyysiä etukäteen määrittämällä pH: ta (kuvio 11.7). Jos happamuus on liian suuri tiettyyn kulttuuriin, maaperä on kalkki - Lisää liitu tai kalkki.
Elintarviketeollisuudessa happo-pohja-indikaattoreiden avulla valvotaan elintarvikkeiden laatua (kuva 11.8). Esimerkiksi normaalisti maitoa pH \u003d 6,8. Poikkeama tästä arvosta ilmaisee joko vieraiden epäpuhtauksien läsnäolon tai sen hiihto.
Kuva. 11.5. Veden veden vaikutus vesistöihin kasvien elintärkeän toiminnan kannalta
On tärkeää pH kannattaa kosmetiikkaa, jota käytämme jokapäiväisessä elämässä. Keskimäärin ihmisen ihon pH \u003d 5,5. Jos iho on kosketuksissa työkalujen kanssa, jonka happamuus eroaa merkittävästi tästä arvosta, niin tämä edellyttää ihon ennenaikaista ikääntymistä, sen vaurioita tai tulehdusta. Todettiin, että käynnissä, jota pitkään käytettiin tavallisen taloudellisen saippuan pesemiseen (PH \u003d 8-10) tai pesu sooda (Na 2C03, pH \u003d 12-13), kädet tulivat Erittäin kuiva ja peitetty halkeamilla. Siksi on erittäin tärkeää käyttää erilaisia \u200b\u200bkosmetiikkaa (geelit, voiteet, shampoot jne.) PH: llä, lähellä ihon luonnollista pH.
Laboratoriokokeet № 1-3
Laitteet: jalusta, jossa testiputket, pipetti.
Reagenssit: vesi, kloridihappo, NaOH-liuokset, NaOH, taulukko etikka, universaali indikaattori (liuos tai indikaattoripaperi), elintarvikkeet ja kosmeettiset tuotteet (esimerkiksi sitruuna, shampoo, hammastahna, pesujauhe, hiilihapotetut juomat, mehut jne. ).
Turvallisuussäännöt:
Kokeiden osalta käytä pieniä määriä reagensseja;
Varo reagensseja iholla, silmät; Juomalla kaustista ainetta, huuhtele se runsaalla vedellä.
Vety-ionien ja hydroksidi-ionien määrittäminen liuoksissa. Veden, alkali- ja happoliuosten likimääräisen pH: n asettaminen
1. Viidessä putkessa kaadetaan 1-2 ml: testiputkessa nro 1 - vesi, nro 2 - kloridihappo, nro 3 - natriumkloridiliuos, nro 4 - natriumhydroksidiliuos ja nro 5 - Pöydän etikka .
2. Lisää 2-3 tippaa universaalista indikaattoriliuosta jokaiseen koeputkeen tai laske indikaattoripaperi. Määritä liuosten pH, vertaamalla indikaattorin väri vertailuasteikossa. Tee johtopäätöksiä vedyn tai hydroksidi-ioni-kationien läsnäolosta kussakin koeputkessa. Tee näiden yhdisteiden dissosiaatioyhtälöt.
Tutkimus elintarvikkeiden ja kosmeettisten valmisteiden pH: sta
Testaa elintarvikkeiden ja kosmeettisten valmisteiden yleismaailmalliset indikaattorinäytteet. Kuivien aineiden tutkimiseksi esimerkiksi pesujauhetta, ne on liuotettava pieneen määrään vettä (1 kuiva-ainetta 0,5-1 ml: lla vettä). Määrittää liuosten pH. Tee johtopäätöksiä väliaineen happamuudesta kussakin tutkituista tuotteista.
Keskeinen ajatus
Ohjauskysymykset
130. Joiden ionien läsnäolo liuoksessa johtuu sen happamuudesta?
131. Mitä ioneja liikaa happamissa liuoksissa? alkaliseen?
132. Mikä on indikaattori kvantitatiivisesti kuvaa liuosten happamuutta?
133. Mikä on H + -ionien pH-arvo ja sisältö liuoksissa: a) neutraali; b) heikosti happo; c) heikosti emäksinen; d) vakavat hapot; e) Kulunut voimakkaasti?
Tehtävät materiaalin hallitsemiseksi
134. Jotkin aineen vesiliuoksella on alkalinen ympäristö. Mitä ionit ovat enemmän tässä ratkaisussa: H + tai OH -?
135. Kahdessa koeputkessa on nitraatihapon ja kaliumnitraatin liuoksia. Mitkä indikaattorit voidaan käyttää määrittämään, mikä putki sisältää suolaliuoksen?
136. Kolmessa testiputkessa on hydroksidihapon, nitraatihapon ja kalsiumnitraatin liuoksia. Kuinka tunnistaa nämä ratkaisut yhdellä reagenssilla?
137. Edellä olevasta luettelosta kirjoita erikseen aineet, joiden liuokset ovat väliaine: a) happo; b) alkalinen; c) neutraali. NaCl, HCl, NaOH, HNO3, H3P04, H2S04, BA (OH) 2, H2S, KNO 3.
138. Sadevedellä on pH \u003d 5,6. Mitä tämä tarkoittaa? Mitä ilmaa sisältämä aine, kun vesi liuotetaan, määrittää väliaineen happamuuden?
139. Mikä väliaine (happo tai emäksinen): a) shampoo-liuoksessa (pH \u003d 5,5);
b) Terveellisen henkilön veressä (pH \u003d 7,4); c) ihmisen mahalaukun (pH \u003d 1,5); d) sylki (pH \u003d 7,0)?
140. Sillä on osana lämpövoimalaitoksissa käytettyä hiilestä typpi- ja rikkiyhdisteitä. Hiilen polttotuotteiden päästöt ilmakehään johtavat ns. Happosateiden muodostumiseen, jotka sisältävät pieniä määriä nitraatti- tai sulfiitihapot. Mitä pH-arvoja on ominaista tällaiselle sadevettä: yli 7 tai alle 7?
141. Onko voimakkaan hapon liuoksen pH riippuu sen pitoisuudesta? Perustella vastaus.
142. Fenolftaleiinin liuos kaadettiin liuokseen, joka sisälsi 1 moolia kaliumhydroksidia. Onko tämän ratkaisun maalaus muuttuu, jos kloridihappoa lisätään siihen aineen määrä: a) 0,5 mol; b) 1 mooli;
c) 1,5 mol?
143. Kolmessa koeputkessa ilman kirjoituksia on värittömiä natriumsulfaattiliuoksia, natriumhydroksidia ja sulfaatihappoa. Kaikille liuoksille pH mitataan: ensimmäisessä putkessa - 2.3, toisessa 12.6: ssa kolmannessa - 6.9. Mikä testiputki sisältää mitä ainetta?
144. Opiskelija osti tislattua vettä apteekissa. PH-mittari osoitti, että tämän veden pH-arvo on 6,0. Sitten opiskelija kiehuu tämän veden pitkään, täytetty säiliö kuuman veden yläosaan ja peitetty kannella. Kun vesi jäähdytetään huoneenlämpötilaan, pH-mittari määritettiin arvon 7,0. Sen jälkeen opiskelija läpäisi ilman veden läpi veden läpi ja pH-mittari osoitti jälleen 6,0. Miten voin selittää näiden pH-mittausten tulokset?
145. Mitä mieltä olette, miksi kaksi valmistajalta peräisin olevia keinoja voi sisältää ratkaisuja useilla eri pH-arvoilla?
Tämä on oppikirjan materiaali
Elintarvikekonsentraattien tuotantoa valvottaessa happamuus on yksi tärkeimmistä indikaattoreista raaka-aineiden ja valmiiden tuotteiden hyväntekeväisyyteen. HAPPYNESS koskee myös tärkeimpiä tekijöitä, joiden elintarvikepohjaisen ja kasviperäisen tuotannon biokemiallisten ja fysikaalis-kemiallisten prosessien suunta tuomitaan.
Hallinnollisuuden käytännössä happamuus määräytyy yleinen tai titraatti ja aktiivinen, ts. Vety-ionien pitoisuus - pH (PSH).
Yleisen happamuuden määrittäminen
Kokonaisessa happamuudessa tarkoitetaan tuotteessa kaikkien alkali kanssa reagoivien happojen ja aineiden tuotteessa. Koko happamuus ilmaistaan \u200b\u200bseuraavissa arvoissa:
prosentteina minkä tahansa tuotteen (maito, sitruuna, omena jne.)
"asteina", ts. Milliliterissä 1 n. Alkali, joka tuli happamien yhdisteiden neutralointiin 100 g: aan tuotetta.
Ilmaista happamuutta tietyn hapon painoprosentteina, millilitrojen määrä 0,1 n. Alkali, käytetty happamien yhdisteiden neutralointiin 100 g: n tuotteesta, kerrotaan milliquivalentilla sopivaan hapolla. Yleinen happamuus voidaan määrittää titraamalla tuotteen alkaliliitännän liuosta indikaattorin läsnä ollessa sen värin tai potentiometrisesti sähkömetrisen titrauksen avulla.
Happamuuden titrauksen määrittäminen
Tuotteen happamuus Tämä menetelmä määritetään tutkimuksessa olevien tuotteiden vesipitoisissa uutteissa joko "Boltushka" mukaan.
Vesipitoisissa hupuissa happamuus määräytyy seuraavasti. Riippuen tutkimuksen kohteena olevan tuotteen luonteesta ja suunnitellusta happamuudesta, ne ottavat näytteen murskatusta tuotteesta noin 10 g: n (punnitus tarkkuus 0,01 g). Mieliala siirretään pulloon, jonka kapasiteetti on 250 ml, 200 ml tislattua vettä kaadetaan ja vaaditaan 30 minuutin ajan usein niukasti. Pullon sisältö tuodaan tislatulla vedellä etikettiin, sekoitetaan hyvin ja suodatetaan paperisuodattimen läpi kuivaan pulloon. Mittaa pipetti 20-25 ml suodos, siirretään kartiomaiseen pulloon ja titraattiin 0,1 n. Alkaliliuos 3-5 tippaa fenolftaleiiniä vaaleanpunaiseen värjäyson. Jos uutteet on maalattu, ne laimennetaan 2-3 kertaa ilmaisulla vedellä.
Happamuus lasketaan kaavalla
jossa v on tarkalleen 0,1 n. Alkali, joka tuli titraukseen, ml; K on uudelleenlaskennan kerroin sopivaan happoon. Maitohappo K - 0,0090, sitruuna - 0,0064, omena - 0,0067, viini 0,0075, etikka - 0,0060; G on tutkimuksen kohteena oleva tuote, R; V1 - titraukseen otettu suodos, ml.
Kun määrität "pultin" happamuuden, murskatun tuotteen 5 g näyte, joka on 0,01 g, siirretään kartiomaiseen pulloon, jonka kapasiteetti on 150-250 ml, johon 30-40 ml tislattua vettä on esiasennettu. Pullojen sisältö ravistelee 2-3 minuuttia, kunnes tuotteen kauppa katoaa. Hieno hiukkaset, jotka tarttuvat pullojen seinille, pestiin pois tislatulla vedellä, lisätään viisi pisaraa 1% fenolftaleeniliuosta ja titraattiin 0,1 n. Alkaliliuos. Titraus johtaa hitaasti (varsinkin reaktion lopussa), jossa on vakio perusteellisen sironnan kulhon sisällön, ennen kuin kirkkaan vaaleanpunaisen värjäyksen ulkonäkö ei katoa 1 min.
Hakotus ilmaistuna 100 g: n tuotteista (X) lasketaan kaavalla
jossa v on määrä 0,1 n. Alkaliliuos, joka meni titraukseen, ml; 20 - Laskentakerroin 100 g: n tuotteista; 10 - Laskentakerroin 1N. Alkaliliuos.
Rinnakkaisten määritelmien tulosten välinen ristiriita ei saa ylittää 0,5 °. Selfometrinen titrausmenetelmää käytetään määritettäessä intensiivisesti maalattujen tai mutaisten liuosten happamuuden määrittämisessä.
Sähkömetrinen titraus happamuus
Se perustuu tutkimuksen mukaisen liuoksen sähkönjohtavuuden määrittämiseen, kun se titraattiin alkaliliuoksella. Kahdesta kinehydronelektrodista koostuvan elektrolyllyelementin ketjussa potentiaalien ero tapahtuu, kun yksi elektrodista upotetaan vakioliuokseen neutraalilla reaktiolla ja toinen tutkimuksen mukaisessa liuoksessa. Kun testataan testiliuosta alkalin liuoksella, potentiaalinen ero pienenee. Kun neutraali pisteen saavuttamiseksi potentiaalinen ero on nolla, ketjun virta katoaa, indikaattorin elektrodin potentiaali osoittautuu yhtä suuri kuin vertailuelektrodin potentiaali. Virran puute asetetaan ketjuun sisältyvän galvaanisen elementin galvanometriin.
Sähkömetrisen titrauksen osalta käytetään erityistä asennusta tai välineitä pH: n (PSH) mittaamiseen: IM-2M, LP-58 (kuvio 16, A), LPU-01 (kuvio 16, b) ja muut. Erityinen asennusjärjestelmä on Kuvassa. 17. Tämä laite koostuu kartiomaisesta pullosta, jonka kapasiteetti on 250-300 ml, joka asetettiin pistokkeen kolmeen reikään. Yhdessä reiässä asetettiin lasiputki nosturilla 1 (putken halkaisija 0,8-1 cm, 15-20 cm pituus).
5-8 ml kyllästettyä kaliumkloridin liuosta neutraloituu 0,01 N: llä kaadetaan putkeen. Alkaliliuos fenolftaleiinin läsnä ollessa heikosti vaaleanpunainen väri. TAP: n alapuolella olevan putken pää on täytettävä myös KCL-liuoksella niin, että putkessa ei ole ilmakuplia. Putkessa 1 asetettu platina-elektrodin 2 kumirenkaan avulla platinan elektrodi 3 viedään pullon toiseen reikään; Kolmannella reiässä - Burettin pää, joka on täytetty alkaliliuoksella. Yksi elektrodi, jossa on soittoviira, kiinnitetään suoraan johonkin elektroploivasta koskettimesta 4, toinen elektrodi kiinnittyy telegraph-näppäimeen 5 ja sitten siitä toiseen galvanometrin kosketukseen.
Kartiomaisessa pullossa määritettäessä 25-50 ml tutkimuksen mukaista nestettä siirretään tarvittaessa, että nesteen tilavuus pullossa säädetään 50-60 ml: aan juuri vapautettua tislattua vettä. Pullolla nesteellä veitsi tehdään kärjessä (10-20 mg) liinihydrikaa ja sekoitetaan varovasti. Putkeen tuodaan myös hieman kinvihydrikaattia, jossa on kaliumkloridin liuos ja sekoitetaan siihen upotettu platinan elektrodi. Pullo suljetaan pistokkeella, jossa elektrodien päät on upotettava nesteeseen. Sitten kolmannessa reiässä aseta burette suutin, jossa on 0,1 n. Alkali. Painamalla näppäintä 5 tarkista laitteen toiminta virran läsnä ollessa ketjussa ja galvanometrin nuolen poikkeama.
Sen jälkeen pullossa oleva neste titrataan 0,1 n. Alkaliliuos, pieniä määriä alkaliliuosta ja hajottaa pullon sisällön joka kerta. Sitten näppäintä painetaan lyhyillä ja nopeilla liikkeillä ja galvanometri-nuolien liikkeellä. Titrauksen loppuun mennessä alkaliliuos lisätään yhteen pudotukseen. Titraus katsotaan täydelliseksi, jos lopussa viimeisen alkalin pudotuspiirissä ei havaita virtaa. Millilitereiden määrä 0,1 n. Alkaliliuos, joka meni titraukseen, laskevat yleisesti hyväksytty kaavan happamuus.
Pullon määrittämisen jälkeen elektrodit ja putki huuhdeltaan perusteellisesti tislatulla vedellä. Ajanjaksolla, jolloin happamuutta ei suoriteta, elektrodit on upotettava tislattua vettä.
Aktiivisen happamuuden määrittäminen (pH)
Liuoksen aktiivinen happamuus ilmaistaan \u200b\u200baktiivisten vetyionien (pH) konsentraatiolla. Hapot, alkalit ja suolat vesipitoisissa liuoksissa erotetaan vety-ionit H: llä ja hydroksyylillä, siksi happamuus johtuu vedyn tai hydroksyyli-ionien läsnäolosta.
Neutraalin liuoksen yksikön tilavuus sisältää yhtä monta vetyionia ja hydroksyyliä. Puhdas veden vetyionien pitoisuus ilmaistaan \u200b\u200bdesimaalimerkin muodossa, joka on otettu negatiivisella merkillä ja on merkitty pH-symbolilla (pH). Kemiallisesti puhtaalla vedellä on neutraali reaktio ja sen pH - LG10-7 \u003d 7.
Hapidissa väliaineessa vety-ionien määrä on suurempi kuin hydroksyyli-ionien lukumäärä ja pH (pH) arvo on pienempi kuin 7 emäksisessä väliaineessa, hydroksyyli-ioneja hallitsee vety-ioneja, pH-arvo on yli 7.
Aktiivinen happamuus määritetään pääasiassa elektrometriselle menetelmällä käyttäen erityisiä instrumentteja - potentiometrejä. PH: n ohjeellisessa määritelmässä voit käyttää vertailuasteellä varustettuja erityisiä indikaattoreita. Tätä varten testiliuosta levitetään indikaattoripaperille ja pH-arvo määritetään tuloksena olevan värin avulla, vertaamalla tuloksena olevan värin vertailun mittakaavasta.
Sähkömetrinen () pH-määritysmenetelmä. Electometrinen menetelmä pH: n määrittämiseksi perustuu galvaanisen elementin sähkömoottorin (ED) mittaamiseen, joka on kerätty tutkimuksen mukaisessa liuoksessa upotettu pääelektrodin puoliksi elektrodista ja vertailun puolielementin (vakioelektrodi) . Potentiometrisen menetelmän ydin on se, että kun metallielektrodi upotetaan liuokseen, joka sisältää saman metallin ioneja ioninvaihdon vuoksi, elektrodi ladataan ja sähköpotentiaali ilmenee, jolloin suuruus riippuu Metalli-ionien pitoisuus liuoksessa.
Sähkömootterivoima voidaan mitata kahdella menetelmällä: herkällä volttimittarilla ja kompensointimenetelmällä. Ensimmäinen menetelmä koostuu molempien elektrodien liittämiseen volttimittarin kautta, mikä osoittaa ED: n arvon. elementti. Tämä menetelmä on vähemmän tarkka, koska mittauksen aikana virta kulutetaan jatkuvasti ja nykyisen voiman erittäin alhaisilla arvoilla pitoisuuselementissä on virhe EDS: n mittaustuloksissa. Korvausmenetelmä EDS: n mittaamiseksi Tarkka, koska e.D.S. Tutkittu elementti, joka aiheutti ketjun virran, vastustaa muita EDS: n arvosta, mikä myös aiheuttaa saman ketjun, mutta vastakkaiseen suuntaan.
PH-arvon määrittämiseksi käytännössä ne käyttävät erikoislaitteita - potentiometrejä, joiden sähköpiirin perustana on E.D: n mittausmenetelmä. Näissä laitteissa juurtajan jakautumisen hinta kalibroidaan millivolteina tai pH-yksiköissä. Millivolti e.d. Käännetään pH-arvoiksi erikoispöydillä.
Yleisimmät potentiometrit saatiin: P-4, LP-5, PTTV-1, LP-58 ja LPU-01. PH-määritystekniikka ja potentiometrin laitteet järjestelmä kuvataan tavallisesti instrumenttien liitteenä olevissa ohjeissa.
Kun määrität pH: n liuoksissa, jotka eivät sisällä voimakkaita hapettavia aineita ja pelkistäviä aineita, voit käyttää laitetta yksinkertaisempaan muotoiluun - ioner IM-2M (kuva 18). Iionomeerin vaikutus perustuu millivoltmeter E.D.S.: n mittaukseen Galvanointielementti elektrodien upotuksessa tutkimuksen mukaisessa liuoksessa.
Galvaanisen elementin käyttöelektrodi edustaa antimonielektrodi 1, joka on valmistettu metallia antimonia. Vertailuelektrodi on kyllästetty kloorattu puolielementti 2. Mittausmagneelektrisen laitteen asteikko 3 luokitella millivolteina 0 - 600 ja pH-yksiköissä 0 - 12.
Iionomeerin tarkkuus on pieni ja on ± 0,3ph. Se sallii sen yksinkertaisesti ja nopeasti määrittää pH: n laajalla alueella (1 - 12) ja lämpötila-alueella 10 - 35 ° C. Lisäksi sähkövirtaa ei tarvita ionomeerille.
Vetyindikaattori on pH on aktiivisuus (laimeat liuosten tapauksessa heijastaa vetyionien pitoisuutta) liuoksessa, kvantitatiivisesti ilmentää sen happamuutta, lasketaan negatiiviseksi (otettu vastakkaiseen) desimaalimerkin desimaalimerkin kanssa, ilmaistaan \u200b\u200blitran mooleissa.
pN \u003d - LG
Tanskan kemisti Sierensenin käyttöön otettiin käyttöön tämä käsite vuonna 1909. Indikaattoria kutsutaan pH: n mukaan potentia-vedyn latinalaisten sanojen ensimmäisten kirjainten mukaan - vedyn teho tai Pondus-vedyn paino.
Hieman pienempi eteneminen sai syötteen pH-arvon - huomattavan emäksen nopeuden, POH, joka vastaa konsentraation negatiivista desimaalimerkin logaritmia:
ron \u003d - LG
Selkeässä vedessä 25 ° C: ssa vetyionien () ja hydroksidi-ionit () pitoisuudet ovat samat ja määrä 10 -7 mol / l, tämä seuraa suoraan veden vakiosta W: lle, joka muuten kutsutaan Ioninen vesi:
W \u003d · \u003d 10 -14 [mooli 2 / l 2] (25 ° C: ssa)
pH + RON \u003d 14
Kun molempien ionien pitoisuudet liuoksessa ovat samat, sanotaan, että liuoksella on neutraali reaktio. Kun happoa lisätään veteen, vety-ionien konsentraatio kasvaa ja hydroksidi-ionien pitoisuus pienenee vastaavasti, kun emästä lisätään, hydroksidi-ionien pitoisuus kasvaa ja vety-ionien pitoisuus laskee. Kun\u003e sano, että liuos on hapan ja kun\u003e alkalinen.
Rn.
Ratkaisujen pH-arvon määrittämiseksi käytetään laajalti useita menetelmiä.
1) Vetyindikaattori voidaan suunnitella suunnilleen indikaattoreilla, mitata tarkasti pH-mittari tai määrittää analyyttisesti happo-pohjaisen titrauksen järjestelmällä.
Karkea arvio vedyn ionien pitoisuudesta, happamat ja tärkeimmät indikaattorit ovat laajalti käytettyjä - orgaanisia aine-väriaineita, joiden väri riippuu väliaineen pH: sta. Kuuluisimmat indikaattorit kuuluvat lacmus, fenolftaleiini, metyylioppaleen (metyylivo) ja muut. Indikaattorit kykenevät olemaan olemassa kahdessa eri värillisessä muodossa - joko happossa tai pääosassa. Kunkin indikaattorin värin muutos tapahtuu happamuutoksessaan, yleensä komponentilla 1-2 yksikköä (ks. Taulukko 1, oppitunti 2).
Laajentaa pH-mittauksen käyttöväliä käyttämällä ns. Universal-indikaattoria, joka on useiden indikaattorien seos. Universal indikaattori muuttaa väkevästi punaista keltaista, vihreää, sinistä violettia siirtyessään happamasta alueesta alkaliseen. PH-määritelmien indikaattorimenetelmä on vaikeaa mutaisia \u200b\u200btai maalattuja ratkaisuja.
2) Analyyttinen volumetrinen menetelmä - haponpohjainen titraus - antaa myös tarkkoja tuloksia ratkaisujen kokonaishappamuuden määrittämiseksi. Tunnetun pitoisuuden (Titrantin) liuos lisätään tipoittain tutkimuksen liukoiseen liukoiseen. Kun niitä sekoitetaan, kemialliset reaktiot etenevät. Vastaavuuspiste on hetki, jolloin titraus on ehdottomasti tarpeeksi reaktio täysin täydellisesti täydellisesti, on kiinnitetty indikaattorin avulla. Seuraavaksi, tuntemalla titrauksen lisätyn liuoksen pitoisuus ja tilavuus, liuoksen yleinen happamuus lasketaan.
Väliaineen happamuus on tärkeä useille kemiallisille prosesseille ja kyky virrata tai yhden tai muun reaktion tulos riippuu usein väliaineen pH: sta. Säilyttää tietty pH-arvo reaktiojärjestelmässä laboratoriotutkimuksen tai tuotannon aikana, käytetään puskuriliuoksia, joiden avulla voit ylläpitää käytännöllisesti vakiona pH-arvoa laimennettaessa tai kun sitä lisätään pienten määrien tai karjojen liuokseen.
PH-vety-indikaattoria käytetään laajalti erilaisten biologisten väliaineiden happoperusteisten ominaisuuksien karakterisoimiseksi (taulukko 2).
Reaktioväliaineen happamuus on erityisen tärkeä elävien järjestelmien biokemiallisissa reaktioissa. Vety-ioniliuoksen pitoisuus vaikuttaa usein proteiinien ja nukleiinihappojen fysikaalis-kemiallisiin ominaisuuksiin ja biologiseen aktiivisuuteen kehon normaalille toiminnalle, happo-pohjaisen homeostaasin ylläpito on poikkeuksellisen tärkeä tehtävä. Optimaalisten pH-biologisten nesteiden dynaaminen ylläpito saavutetaan puskurijärjestelmien toiminnan vuoksi.
3) Erityisen instrumentin käyttäminen - PH-mittari - voit mitata pH: n laajemmalla alueella ja tarkemmin (enintään 0,01 pH) kuin indikaattoreiden avulla, se on kätevä ja korkea tarkkuus, jonka avulla voit mitata läpinäkymätön pH ja väriliuokset ja siksi leveä käyttö.
PH-mittarin avulla vety-ioneja (pH) pitoisuus mitataan ratkaisuissa, juomavedessä, elintarvikkeissa ja raaka-aineissa, ympäristötilat ja tuotantojärjestelmät teknisten prosessien jatkuva hallinta, mukaan lukien aggressiiviset ympäristöt.
pH-mittari on välttämätön laitteistolle, joka valvoo uraanin ja plutoniumin erottamisen liuosten pH, kun instrumentin lukemien oikeellisuuden vaatimukset ilman sen kalibrointia on erittäin korkea.
Laitetta voidaan käyttää paikallaan ja mobiililaboratorioissa, mukaan lukien kenttä sekä kliininen ja diagnostinen, rikostekniikka, tutkimus, teollisuus, mukaan lukien liha-maito- ja leipomoteollisuus.
Viime aikoina pH-metriä käytetään laajalti laajalti akvaariotiloissa, veden laadunvalvonnassa elinolosuhteissa, maatalous (erityisesti hydroponikissa) sekä hallita terveydentilan diagnoosia.
Taulukko 2. PH-arvot joidenkin biologisten järjestelmien ja muiden ratkaisujen osalta
|
Järjestelmä (ratkaisu) | |
|
Pohjukaissuolen | |
|
Mahalaukun mehu | |
|
Veri mies | |
|
Lihas | |
|
Haiman mehu | |
|
Protoplasm-solut | |
|
Ohutsuoli | |
|
Merivesi | |
|
Kananmunaproteiini | |
|
appelsiinimehu | |
|
Tomaattimehu | |
