рН метр

Если он становится розовым, я думаю, что это кислота — вы, наверное, однажды выучили эту полезную фразу вместе со второй половиной того же стихотворения: «а если она станет синей, то это щелочь, правда». Измерение кислот и щелочей (щелочей) с помощью лакмусовой бумаги — это то, что каждый учится делать в школе. Относительно легко сравнить свою маленькую полоску мокрой бумаги с цветами на графике и выяснить, насколько кислым или щелочным является что-то на так называемой шкале pH.

Но иногда это слишком грубое измерение. Если вы держите, например, тропических рыб, или вы садовник с образцами, которым нравится почва с определенной кислотностью или щелочностью, неправильное использование лакмуса может привести к гибели ваших дорогих питомцев или растений. Вот почему многие люди инвестируют в измеритель, который может измерять pH напрямую. Что такое рН-метры и как они работают? Давайте внимательнее посмотрим!

Что такое кислотность?

Если вы заинтересованы в измерении кислотности, это поможет, если вы знаете, что это такое, прежде чем начать! У большинства из нас есть только слабое представление о том, что такое кислота или щелочь. Мы знаем, что это вещество может «сжечь» нашу кожу (хотя это химический, а не тепловой ожог), но это все. Еще более запутанным является то, что мы можем безопасно есть некоторые кислые продукты (например, лимоны содержат лимонную кислоту), но не другие (употребление химического вещества, такого как серная кислота, было бы чрезвычайно опасным).

Кислоты и щелочи — это просто химические вещества, которые растворяются в воде, образуя ионы (атомы, содержащие слишком много или слишком мало электронов). Кислота растворяется в воде с образованием положительно заряженных ионов водорода (Н +), причем сильная кислота образует больше ионов водорода, чем слабая. Щелочь (или основание) растворяется в воде с образованием отрицательно заряженных гидроксид-ионов (ОН-). Опять же, более сильные щелочи (которые могут сжечь вас столько же, сколько и сильные кислоты) образуют больше этих ионов, чем более слабые.

Что на самом деле означает рН?

pH (всегда пишется маленький p, большой H) вещества является показателем того, сколько ионов водорода образуется в определенном объеме воды. Нет абсолютного согласия относительно того, что на самом деле означает «рН», но большинство людей определяют его как нечто вроде «силы водорода» или «потенциала водорода». Это то, что сбивает с толку тех, кто не любит математику. Правильное определение рН заключается в том, что это минус логарифм активности ионов водорода в растворе (или, если вы предпочитаете, логарифм обратной величины активности ионов водорода в растворе). Глоток. Что это значит?

Это проще, чем кажется. Давайте откроем это немного за один раз. Предположим, у вас в аквариуме есть жидкость, и вы хотите знать, безопасно ли это для рыб-ангелов, которых вы хотите сохранить. Вы получаете свой рН-метр и втыкаете его в «воду» (которая на самом деле представляет собой смесь воды с другими веществами, растворенными в ней). Если вода очень кислая, будет много активных ионов водорода и почти нет ионов гидроксида. Если вода очень щелочная, все будет наоборот. Теперь, если у вас наперсток воды, и его pH равен 1 (невероятно, мгновенно, это невероятно кислая рыба), в миллион раз (от 10 до 6, написано 106) больше ионов водорода чем было бы, если бы вода была нейтральной (ни кислой, ни щелочной) с pH 7. Это потому, что pH 1 означает 101 (что составляет всего 10), а pH 7 означает 107 (10 миллионов), поэтому деление двух дает нам 106 (один миллион). Ионов водорода будет на 10 миллионов (1013) больше, чем если бы вода была чрезвычайно щелочной с pH 14. Может быть, вы можете начать видеть, откуда взялись эти загадочные значения pH?

Предположим, что мы решили изобрести шкалу кислотности и начать ее с очень кислой среды и назовем это 1. Тогда что-то нейтральное будет иметь гораздо меньшее количество (в миллионную или 10-6 раз больше ионов водорода), а что-то щелочное будет еще меньше (это один 10 триллионный, или один 10 миллионов, или в 10-13 раз больше). Работа со всеми этими миллионами, миллиардами и триллионами вводит в заблуждение и приводит в замешательство, поэтому мы просто берем логарифм числа ионов водорода и ссылаемся на степень десяти, которую мы получаем в каждом случае. Другими словами, pH означает просто смотреть на (вероятно, гигантское) число ионов водорода, брать степень 10 и удалять знак минус. Это дает нам pH 1 для чрезвычайно кислых, pH 7 для нейтральных и pH 14 для очень щелочных. «Чрезвычайно щелочной» — это еще один способ сказать невероятно слабокислый.