ELEARNING.SK | PR SPRÁVY | GSGROUP | NAJDES.SK | BRIGÁDY, PRÁCA | GLOBALOFFICE.SK | REGISTRAČNÉ VIRTUÁlNE SÍDLO FIRMY | MINCE | CMS | ESHOP | TESTIVA
Prihlásenie:
>Staňte sa redaktorom eQuark.sk

eQuark.sk

Anketa

Ak by ste o tom mohli rozhodnúť práve vy, zaradili by ste Pluto opäť medzi planéty?

Quark

Aké sú minimálne a maximálne hodnoty pH?

14.8.2008 10:13:06 | * q
| Počet zobrazení: 3124x

Odpovedá Karol JESENÁK
Prírodovedecká fakulta UK

 

Odpoveď na túto otázku je jednoduchá. Minimálna hodnota pH je 0 a maximálna hodnota je 14. Ak vám však niekto položí takúto otázku, je jasné, že nevie, čo vlastne pH hodnota je a aký význam táto informácia poskytuje.
Hodnota pH hovorí v prvom rade o koncentrácii tzv. hydroxóniových iónov (H3O+). Sú to vlastne hydratované protóny a ich obsah v roztokoch a suspenziách rôznych látok je ich veľmi dôležitou charakteristikou. Dôležitou preto, že priebeh mnohých reakcií – bez ohľadu na to, či k ním dochádza v kadičke, v neživej prírode alebo v živých organizmoch – je veľmi závislý práve od ich koncentrácie. Zavedenie termínu pH súvisí s tým, že koncentrácie H3O+ iónov sa v týchto prostrediach môžu pohybovať vo veľkom rozsahu. Hodnota pH je definovaná ako záporný dekadický logaritmus koncentrácie týchto iónov. Táto „nezrozumiteľná“ definícia hovorí to, že je lepšie vyjadrovať koncentráciu týchto iónov v podobe jednoduchých čísiel od 0 až po 14. Ak by táto definícia neexistovala, museli by sme vyjadriť túto koncentráciu napríklad v podobe čísla c = 3,2 ·10 –4 mol·dm-3. Záporný logaritmus tohto čísla (teda pH) je 3,49, čo je pochopiteľne prijateľnejšie číslo.
Najmenšia a najväčšia hodnota pH súvisí s tzv. iónovým súčinom vody, ktorého hodnota je pri teplote 25 oC Kv = 10-14 mol2·dm-6. (Podivná jednotka za číslom je druhou mocninou jednotky koncentrácie – mol·dm-3). Je to konštanta, ktorá vyjadruje rovnováhu disociácie vody podľa reakcie: 2 H2O ↔ H3O+ + OH-. Rôzne látky ovplyvňujú túto rovnováhu tak, že menia koncentráciu oboch iónov v prospech jedného alebo druhého iónu. V neutrálnom vodnom roztoku je koncentrácia oboch vznikajúcich iónov rovnaká – c = 1.10-7 mol·dm-3. Záporný logaritmus tohto čísla sa rovná 7, a preto neutrálne roztoky majú pH = 7. Roztoky s vyššou koncentráciou H3O+ iónov ako c = 1.10-7 mol·dm-3 sa nazývajú kyslé a ich pH je nižšie ako 7 a roztoky s nižšou koncentráciou ako c = 1.10-7 mol·dm-3 sa nazývajú zásadité (majú teda vyššiu koncentráciu OH- iónov). Teda čím je roztok kyslejší, tým je pH hodnota nižšia a čím je zásaditejší, tým je hodnota pH vyššia. Ak teda počujeme o pH hodnote nejakej látky, spravidla sa to vzťahuje na pH hodnotu jej vodného roztoku (napr. roztoku kyseliny octovej, cukru, slín a pod.)
Treba si však uvedomiť, že rozdiel medzi dvoma hodnotami pH líšiacimi sa o jednotku (napríklad pH = 6 a pH = 5) znamená desaťnásobné zvýšenie koncentrácie H3O+ iónov a rozdiel koncentrácie H3O+ medzi neutrálnym roztokom s pH = 7 a silne kyslým roztokom napr. s pH = 1 je šesť poriadkov, teda miliónkrát vyšší. Rôzne látky ovplyvňujú disociáciu vody rôznym spôsobom, čo znamená, že rovnaký počet molekúl rôznych látok vo vode spôsobuje rôzne zmeny pH. Podľa tohto efektu môžeme napríklad kyseliny rozdeliť do kategórie silných kyselín, ktoré majú vo vodných roztokoch nízke pH a slabých kyselín, ktoré pri tej istej koncentrácii majú pH vyššie. Táto kategorizácia súvisí so stupňom ich disociácie – čím je vyšší, tým je kyselina silnejšia a čím je nižší, tým je slabšia. K silným kyselinám patrí kyselina chlorovodíková (HCl), ktorá je vo vode úplne disociovaná podľa rovnice:
HCl + H2O ↔ H3O+ + Cl-. Silnou kyselinou sú aj kyselina dusičná (HNO3) a kyselina sírová (H2SO4). K slabým kyselinám, ktoré sú vo vode disociované iba čiastočne, patrí kyselina fluorovodíková (HF), kyselina octová (CH3COOH) alebo kyselina kyanovodíková (HCN). Podobne ako u kyselín, existuje podobná kategorizácia zásad, ktorá je založená na tom istom princípe ako u kyselín. Silnou zásadou je napríklad hydroxid sodný NaOH a hydroxid draselný KOH; slabou zásadou je amoniak NH3.
Označenia „silný“ a „slabý“ súvisia síce so stupňom disociácie týchto látok vo vodných roztokoch, ale zároveň existuje aj súvislosť medzi zdravotnými rizikami, ktoré tieto látky vyvolávajú a týmto označením. Ak by ste si mali vybrať medzi tým, či si namočíte prst do koncentrovanej kyseliny sírovej alebo kyseliny boritej (H3BO3 je slabá kyselina), bude rozhodne lepšou voľbou tá druhá. Je samozrejmé, že kyseliny s vysokou koncentráciou sú nebezpečnejšie ako kyseliny zriedené, pretože pH je funkciou ich koncentrácie. Na druhej strane zdravotné riziká nie sú závislé iba od sily kyseliny alebo zásady. Dobrým príkladom je veľmi nebezpečná kyselina fluorovodíková (slabá kyselina), ktorá si hravo poradí aj s povrchom skla; kontakt s pokožkou je nezabudnuteľným zážitkom na mnoho rokov v podobe ťažko liečiteľných rán. S niektorými silnými kyselinami sa ľudský organizmus vysporiada pomerne dobre. Napríklad každý deň vyprodukujeme v žalúdku asi 2 až 3 litre silnej kyseliny chlorovodíkovej, ktorej pH je asi 1,5. Touto kyselinou by sme ľahko zvládli leptanie mnohých kovov, prípadne výrobu vodíka podľa reakcie Zn + 2 HCl → ZnCl2 + H2. Jedna vec je však mať túto kyselinu v žalúdku, kde sa podieľa na trávení potravy, druhá vec je mať ju na pokožke. Pokus nášho organizmu o takéto „premiestnenie“ pozná každý z nás ako veľmi negatívny zážitok, napríklad pri pálení záhy alebo zvracaní. Naša pokožka je schopná krátkodobo odolávať relatívne silným kyselinám a zásadám, avšak dobré je, ak ju takýmto vplyvom nevystavujeme. Sliznice a oči sú samozrejme citlivejšie. Je zaujímavé pozrieť sa na pH hodnoty rôznych látok:
šťava z citróna: 2,4
potravinársky ocot: 3,0
šťava z pomarančov: 3,5
mlieko: 6,5
voda: 6,5 – 7,0
sliny: 6,4 – 6,9
krv: 7,35 – 7,45
moč: 4,8 – 7,5
slzy: 7,4
V prírodnom prostredí sa v dôsledku neutralizačných reakcií obvykle nestretávame s extrémnymi hodnotami pH. Samozrejme z tohto pravidla je mnoho výnimiek, medzi ktoré patria rôzne rastlinné a živočíšne tekutiny alebo vývery tokov – napr. v blízkosti vulkanickej činnosti. K látkam s extrémnymi hodnotami pH patria už spomenuté žalúdočné šťavy. I keď ľudský organizmus sa s takýmto veľmi kyslým prostredím vie vysporiadať obvykle dobre, keďže steny žalúdka chráni vrstva hlienu, nadprodukcia kyseliny chlorovodíkovej predstavuje nepríjemný zdravotný problém. Ten sa rieši neutralizáciou, napríklad uhličitanom vápenatým, uhličitanom alebo hydroxidom horečnatým, prípadne hydrogénuhličitanom sodným.

Zdieľaj článok
 
Hodnotenie: 4,72
Príspevok na titulke

Vyberte článok na titulku kliknutím na linku

 

www.brigada.sk - brigády, brigáda, práca, zamestnanie www.najdes.sk - katalóg, portál, vyhľadávač www.equark.sk - veda, výskum, technika www.uvery.sk - úvery, pôžičky, hypotéky www.elearning.sk - elearning, LMS, vzdelávanie, kurzy, elektronické vzdelávanie www.globaloffice.sk - registračné sídlo, virtuálna adresa a kancelária www.globalhosting.sk - domény, doména, webhosting, hosting www.globalweb.sk - CMS, WCMS, redakčný systém, publikačný systém www.globalshop.sk - internetový obchod, eshop, e-commerce Global Services Slovakia s.r.o. - www.gsgroup.sk, informačné systémy, portálové riešenia, intranety, web dizajn

Generuje redakčný CMS systém GlobalWeb spoločnosti Global Services Slovakia s.r.o.