pH в воде

При лабораторном анализе проб воды, взятых из любых водоисточников, выявляют наиболее жизненно важные показатели концентраций присутствующих в ней примесей. От их вида и количества зависит здоровье, безопасность и даже жизнь людей, которые каждый день пользуются этой водой. От ее состава зависит безремонтный срок службы и длительность эксплуатации бытовой техники, промышленного оборудования и производственных линий, при работе которых применяется вода. Рассмотрим, что такое pH в воде, что означает этот параметр, для чего его измеряют, каким должен быть уровень pH у воды для питья.

pH воды - это что такое

Молекула воды содержит 1 атом кислорода и вдвое больше водорода: ее формула Н₂О. Сторонние примеси и загрязнения изменяют состав водного раствора: вещества вступают в химическое взаимодействие, распадаются и образуются новые связи. Изменяется соотношение водорода: его количество увеличивается или уменьшается. Эти изменения отражает водородный показатель pH воды - один из основных параметров ее качества. Это сила или вес водорода в водном растворе.

Что такое водородный pH-показатель воды (pondus Hydrogenii (пэ-аш)) с химической точки зрения? Это величина, отражающая характер химических реакций и био-процессов, протекающих в воде: показатель веса и активности ионов водорода в водном растворе. Измеряется количеством молей в 1 литре. Рассчитывается по формуле pH=-lg[H⁺]. По знаку показатель противоположен десятичному логарифму ионной H-активности. Формула применима к разбавленным водным растворам, где можно не учитывать взаимодействие иных компонентов. С учетом других компонентов реакцию описывают иной формулой: pH=-lg(А), где А - активность ионов H⁺ с учетом взаимодействия других веществ, присутствующих в воде.

Уровень pH воды влияет на:

кислотность или щелочность водного раствора;
скорость протекания химических реакций в водной среде;
коррозионную активность или пассивность воды;
уровень токсичности загрязняющих веществ.

Это измеряемый показатель, с помощью которого определяют концентрацию ионов H⁺ и OH^-.

Вещества, растворяющиеся в воде, делят на два главных класса:

основания - забирают H⁺ и выделяют гидроксил (гидроксид-анион) OH^-;
кислоты - выделяют в водный раствор ион H⁺.

При смешивании кислот и щелочей образуются соли и вода H₂O. Величина pH отражает кислотно-основные качества раствора (его кислотно-щелочное сбалансирование), показывает степень кислотности либо щелочности воды. Избыток H⁺ придает кислотность, большое количество OH^- ощелачивает раствор.

Значение pH в воде

Водородный показатель для воды, рассчитывающийся без учета других компонентов, может быть равен цифрам от 0 до 14. Так как шкала логарифмическая, то изменение pH-показателя даже на 1 единицу, означает десятикратное изменение кислотности или щелочности раствора.

Середина шкалы - цифра 7 - это pH чистой воды. Она относится к нейтральной (не щелочной и не кислотной) воде. Показатель ниже 7 указывает на изменение кислотности, выше 7 характеризует щелочность. Чем больше pH, тем вода мягче. Низкий показатель указывает на повышенную жесткость воды. Сильные кислоты и основания могут выходить за пределы шкалы.

Величина pH у питьевой воды

Нормированный показатель pH для воды, пригодной для питья, законодательно установлен в диапазоне 6–9 единиц. Таким должен быть pH в водопроводной воде при комнатной температуре и у питьевой бутилированной воды, которую продают в расфасованном виде. Это норматив нейтральной pH-воды, предназначенной для рекреационного водопользования, которому должен отвечать водный раствор из любого источника, откуда берут жидкость для питья.

Так как вода - это основание и кислота: H₂O=H⁺+OH^-, то, вступая в реакции, она отдает ионы и гидроксилы. При постоянной температуре произведение H⁺ x OH^- дает константу 10^-14, которую называют ионным произведением воды.

При высокой температуре скорость реакций возрастает, при низкой замедляется. Следовательно, pH воды зависит от температуры. Если жидкость нагреется под лучами солнца, ее водородный показатель снизится.

Изменения pH воды зависят от:

состава исходного водного раствора - от наличия веществ, которые способны вступать в реакции с водородом;
вида и концентрации загрязнений;
источника водозабора;
качества очистки воды перед подачей в дома и квартиры;
условий хранения воды, предназначенной для употребления.

Уровень pH в воде меняется при сезонных изменениях климата под действием ливней, таяния снегов, разлива рек, которые насыщают своими примесями грунтовые воды и водозаборные источники. Зимой уровень водорода ниже, летом возрастает. Показатель зависит от техногенной деятельности, при которой в водоемы саскают плохо очищенные стоки. Во время аварий и ремонта водопроводов в воду могут попасть загрязняющие вещества. Наибольшая зависимость pH связана с составом воды - с ее способностью вымывать породы, грунты, плодородные почвы.

Коррекция водородного показателя производится при очистке воды от природных и антропогенных загрязнений. При неправильно подобранной системе фильтрации pH может не соответствовать нормативам.

Как проверить воду на pH

Величину водородного показателя несложно определить в домашних условиях. Любители химических опытов могут косвенно проверить кислотный или щелочной pH-уровень воды, добавляя разные вещества и отслеживая химические реакции. Но есть более простые способы.

В аптеках и зоомагазинах продаются индикаторные тестовые полоски. При опускании в воду они меняют цвет, приобретают какую-либо окраску. Цветовая шкала, на которой проставлены цифры, поможет понять степень кислотности проверяемого водного раствора. Нужно найти тот цвет на шкале, которому соответствует оттенок окрасившейся полоски. В щелочной среде бумажка синеет, в кислой краснеет. Важно использовать тест-полоски с неистекшим сроком годности, иначе достоверность определения водородного показателя снижается. Тестовыми полосками можно проверять прозрачную бесцветную воду. Если она мутная и оттеночная, результат будет искаженным.

Измерения приборами - pH-метром или TDS-метром позволяет считать цифровые показания с экрана дисплея. Измерители изготовлены в виде авторучки. Их удобно держать в руке. Один конец опускают в воду и держат непродолжительное время, указанное в инструкции. На экране появятся цифры, которые позволяют более точно узнать величину водородного показателя, чем с помощью тест-полосок. Погрешность прибора не более 0,01–0,1 единиц. Перед измерениями нужно произвести его калибровку: как это сделать, указано в инструкции. Само-калибрующийся измеритель сам производит калибровку сразу после включения. На это уходят доли секунды.

Если показатели отличаются от нормативов 6,5–8,5, если они ниже 6 и выше 9 - это повод заказать лабораторный анализ воды. По результатам экспертизы будут известны основные загрязнители, от которых нужно очищать воду фильтрацией.

Желательно проверять показания периодически, так как при малейшем изменении состава воды водородный показатель изменится в ту или иную сторону.

Повышенный и пониженный pH воды: разница между ними

Одинаково вредна сильно щелочная и чрезмерно кислотная воды. Нарушается доставка питательных веществ к клеткам организма, меняется течение привычных процессов. Резко снижается иммунитет, начинаются проблемы со здоровьем.
Повышение pH приводит к ощелачиванию организма, к развитию алкалоза:

нарушается сердечный ритм;
снижается артериальное давление;
ухудшается внимание, слабеет память;
часто возникают головокружения;
замедляется циркуляция жидкостей в теле;
появляются мышечные спазмы, тремор, судороги.

Восполняют потерю кислотности препаратами натрия и калия, хлора, водорода.

Понижение pH приводит к закислению организма, к развитию ацидоза:

частая тошнота, рвота, диарея;
развиваются сердечные и легочные заболевания;
учащаются ОРЗ, пневмонии;
появляются отложения солей в разных частях тела;
разрастаются опухоли.

При закислении организма баланс сдвигают в сторону ощелачивания, пьют воду с большим pH=8–9 единиц при нарушении обмена веществ, при заболеваниях ЖКТ и суставов, при снижении иммунитета.

Отклонения pH крови от диапазона 6,8–7,8 (разжиженной или сгущенной) может быть смертельно опасно. На поверхности кожи pH=5,5 единиц, что создает защитную кислотную мантию. В такой среде гибнут патогенные микроорганизмы. Такой водородный показатель у шампуней для волос, поддерживающий в здоровом состоянии кожу головы. Подкисленной водой полезно мыть лицо и тело. При изменении рН кожи до 5 единиц развиваются грибковые заболевания, при 7 в избытке появляются угри.

От величины pH уровня в воде зависит течение биохимических процессов в водоемах, развитие жизни морских животных и растительности. При повышении кислотности возрастает токсичность воды, в ней нельзя купаться, нельзя применять для полива растений.

pH уровень воды важен для промышленных процессов, от него зависит длительность эксплуатации гидрооборудованя. От избыточного присутствия солей разрушаются трубопроводы, из-за образующейся накипи ломается нагревательное оборудование.

Как повысить или понизить pH воды

При любом отклонении от нормы показатель нужно скорректировать: при завышенных значениях уменьшают щелочи и повышают кислоты, при заниженных повышают щелочи и снижают кислоты. Промышленность выпускает pH-повысители и pH-понизители для цветочных, овощных, плодовых культур, для нормализации воды бассейнов.

Можно изменить баланс с помощью пищевой соды, лимонной кислоты, гидроксида, гипохлорита или бисульфата натрия. В промышленности воду подкисляют серной или соляной кислотой. Немного снижает кислотность обычное кипячение, при котором соли улетучиваются, исчезает временная жесткость.

В магазине проще выбирать воду, ее состав и pH-норма для бутилированной воды указаны на этикетке. Известно, что pH дистиллированной воды - это одинаковое число ионов водорода и гидроксильных групп: H⁺=OH^-. Оно равно 7. Такую воду получают, используя аква-дистилляторы.

Вместо того, чтобы подбирать реагенты и их точную дозировку, проще установить систему фильтрации, используя:

Аэраторы - насыщают воду кислородом при помощи компрессора, что повышает газообмен, способствует вытеснению летучих газов и повышению водородного показателя.
Домашние ионизаторы - выбрав нужный режим работы, с их помощью изменяют количество ионов, за счет чего повышается либо понижается pH.
Ионообменные фильтры с гранулированной засыпкой смеси смол Экотар/Экомикс - дают высокий эффект очистки от всевозможных загрязнений, что повышает водородный показатель.
Угольная сорбция - активированный косовый уголь эффективно фильтрует примеси, очищает и ощелачивает сильно загрязненную воду.
Обратный осмос - безреагентный способ получения безвредной дистиллированной воды с нейтральным pH за счет похождения водного потока сквозь микропористые мембраны.

Перечисленные способы повышения pH до нужных значений заложены в основу бытовых и промышленных фильтров. В компании «Диасел» вам предложат лучшую схему очистки воды от примесей и корректировку показателя до нормативных значений.

Заявка на подбор оборудования