Водородный показатель , pH (лат. p ondus Hydrogenii — «вес водорода», произносится «пэ аш» ) — мера активности (в сильно разбавленных растворах эквивалентна концентрации) ионов водорода в растворе, которая количественно выражает его кислотность. Равен по модулю и противоположен по знаку десятичному логарифму активности водородных ионов, которая выражена в молях на один литр:

История водородного показателя pH .

Понятие водородного показателя введено датским химиком Сёренсеном в 1909 году. Показатель называется pH (по первым буквам латинских слов potentia hydrogeni — сила водорода, либо pondus hydrogeni — вес водорода). В химии сочетанием pX обычно обозначают величину, которая равна lg X , а буквой H в этом случае обозначают концентрацию ионов водорода (H + ), либо, вернее, термодинамическую активность гидроксоний-ионов.

Уравнения, связывающие pH и pOH .

Вывод значения pH .

В чистой воде при 25 °C концентрации ионов водорода ([H + ]) и гидроксид-ионов ([OH − ]) оказываются одинаковыми и равняются 10 −7 моль/л, это четко следует из определения ионного произведения воды, равное [H + ] · [OH − ] и равно 10 −14 моль²/л² (при 25 °C).

Если концентрации двух видов ионов в растворе окажутся одинаковыми, в таком случае говорится, что у раствора нейтральная реакция. При добавлении кислоты к воде, концентрация ионов водорода возрастает, а концентрация гидроксид-ионов понижается, при добавлении основания — напротив, увеличивается содержание гидроксид-ионов, а концентрация ионов водорода уменьшается. Когда [H + ] > [OH − ] говорится, что раствор оказывается кислым, а при [OH − ] > [H + ] — щелочным.

Чтоб было удобнее представлять, для избавления от отрицательного показателя степени, вместо концентраций ионов водорода используют их десятичный логарифм, который берется с противоположным знаком, являющийся водородным показателем — pH .

Показатель основности раствора pOH .

Немного меньшую популяризацию имеет обратная pH величина — показатель основности раствора , pOH , которая равняется десятичному логарифму (отрицательному) концентрации в растворе ионов OH − :

как во всяком водном растворе при 25 °C , значит, при этой температуре:

Значения pH в растворах различной кислотности.

• Вразрез с распространённым мнением, pH может изменяться кроме интервала 0 - 14, также может и выходить за эти пределы. Например, при концентрации ионов водорода [H + ] = 10 −15 моль/л, pH = 15, при концентрации ионов гидроксида 10 моль /л pOH = −1 .

Т.к. при 25 °C (стандартных условиях) [H + ] [OH − ] = 10 −14 , то ясно, что при такой температуре pH + pOH = 14 .

Т.к. в кислых растворах [H + ] > 10 −7 , значит, у кислых растворов pH < 7, соответственно, у щелочных растворов pH > 7 , pH нейтральных растворов равняется 7. При более высоких температурах константа электролитической диссоциации воды увеличивается, значит, увеличивается ионное произведение воды, тогда нейтральной будет pH = 7 (что соответствует одновременно возросшим концентрациям как H + , так и OH −); с понижением температуры, наоборот, нейтральная pH увеличивается.

Методы определения значения pH .

Существует несколько методов определения значения pH растворов. Водородный показатель приблизительно оценивают при помощи индикаторов, точно измерять при помощи pH -метра либо определять аналитическим путём, проводя кислотно-основное титрование.

1. Для грубой оценки концентрации водородных ионов часто используют кислотно-основные индикаторы — органические вещества-красители, цвет которых зависит от pH среды. Самые популярные индикаторы: лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый (метилоранж) и др. Индикаторы могут быть в 2х по-разному окрашенных формах — или в кислотной, или в основной. Изменение цвета всех индикаторов происходит в своём интервале кислотности, зачастую составляющем 1-2 единицы.
2. Для увеличения рабочего интервала измерения pH применяют универсальный индикатор , который является смесью из нескольких индикаторов. Универсальный индикатор последовательно изменяет цвет с красного через жёлтый, зелёный, синий до фиолетового при переходе из кислой области в щелочную. Определения pH индикаторным способом затруднено для мутных либо окрашенных растворов.
3. Применение специального прибора — pH -метра — дает возможность измерять pH в более широком диапазоне и более точно (до 0,01 единицы pH ), чем при помощи индикаторов. Ионометрический метод определения pH основывается на измерении милливольтметром-ионометром ЭДС гальванической цепи, которая включает стеклянный электрод, потенциал которого зависим от концентрации ионов H + в окружающем растворе. Способ обладает высокой точностью и удобством, особенно после калибровки индикаторного электрода в избранном диапазоне рН , что дает измерять pH непрозрачных и цветных растворов и поэтому часто применяется.
4. Аналитический объёмный метод — кислотно-основное титрование — тоже даёт точные результаты определения кислотности растворов. Раствор известной концентрации (титрант) каплями добавляют к раствору, который исследуется. При их смешивании происходит химическая реакция. Точка эквивалентности — момент, когда титранта точно хватает, для полного завершения реакции, — фиксируется при помощи индикатора. После этого, если известна концентрация и объём добавленного раствора титранта, определяется кислотность раствора.
5. pH :

0,001 моль/Л HCl при 20 °C имеет pH=3 , при 30 °C pH=3,

0,001 моль/Л NaOH при 20 °C имеет pH=11,73 , при 30 °C pH=10,83,

Влияние температуры на значения pH объясняют разчной диссоциацией ионов водорода (H +) и не есть ошибкой эксперимента. Температурный эффект нельзя компенсировать за счет электроники pH -метра.

Роль pH в химии и биологии.

Кислотность среды имеет важное значение для большинства химических процессов, и возможность протекания либо результат той или иной реакции зачастую зависит от pH среды. Для поддержания определённого значения pH в реакционной системе при проведении лабораторных исследований либо на производстве применяют буферные растворы, позволяющие сохранять почти постоянное значение pH при разбавлении либо при добавлении в раствор маленьких количеств кислоты либо щёлочи.

Водородный показатель pH часто применяют для характеристики кислотно-основных свойств разных биологических сред.

Для биохимических реакций сильное значение имеет кислотность реакционной среды, протекающих в живых системах. Концентрация в растворе ионов водорода зачастую оказывает влияние на физико-химические свойства и биологическую активность белков и нуклеиновых кислот, поэтому для нормального функционирования организма поддержание кислотно-основного гомеостаза является задачей исключительной важности. Динамическое поддержание оптимального pH биологических жидкостей достигается под действием буферных систем организма.

В человеческом организме в разных органах водородный показатель оказывается разным.

Водородный показатель – рН – это мера активности (в случае разбавленных растворов отражает концентрацию) ионов водорода в растворе, количественно выражающая его кислотность, вычисляется как отрицательный (взятый с обратным знаком) десятичный логарифм активности водородных ионов, выраженной в молях на литр.

pН = – lg

Это понятие было введено в 1909 году датским химиком Сёренсеном. Показатель называется pH, по первым буквам латинских слов potentia hydrogeni – сила водорода, или pondus hydrogenii – вес водорода.

Несколько меньшее распространение получила обратная pH величина – показатель основности раствора, pOH, равная отрицательному десятичному логарифму концентрации в растворе ионов OH:

рОН = – lg

В чистой воде при 25°C концентрации ионов водорода () и гидроксид-ионов () одинаковы и составляют 10 -7 моль/л, это напрямую следует из константы автопротолиза воды К w , которую иначе называют ионным произведением воды:

К w = · =10 –14 [моль 2 /л 2 ] (при 25°C)

рН + рОН = 14

Когда концентрации обоих видов ионов в растворе одинаковы, говорят, что раствор имеет нейтральную реакцию. При добавлении к воде кислоты концентрация ионов водорода увеличивается, а концентрация гидроксид-ионов соответственно уменьшается, при добавлении основания – наоборот, повышается содержание гидроксид-ионов, а концентрация ионов водорода падает. Когда > говорят, что раствор является кислым, а при > – щелочным.

Определение рН

Для определения значения pH растворов широко используют несколько способов.

1) Водородный показатель можно приблизительно оценивать с помощью индикаторов, точно измерять pH-метром или определять аналитически путём, проведением кислотно-основного титрования.

Для грубой оценки концентрации водородных ионов широко используются кислотно-основные индикаторы – органические вещества-красители, цвет которых зависит от pH среды. К наиболее известным индикаторам принадлежат лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый (метилоранж) и другие. Индикаторы способны существовать в двух по-разному окрашенных формах – либо в кислотной, либо в основной. Изменение цвета каждого индикатора происходит в своём интервале кислотности, обычно составляющем 1-2 единицы (см. Таблица 1, занятие 2).

Для расширения рабочего интервала измерения pH используют так называемый универсальный индикатор, представляющий собой смесь из нескольких индикаторов. Универсальный индикатор последовательно меняет цвет с красного через жёлтый, зелёный, синий до фиолетового при переходе из кислой области в щелочную. Определения pH индикаторным методом затруднено для мутных или окрашенных растворов.

2) Аналитический объёмный метод – кислотно-основное титрование – также даёт точные результаты определения общей кислотности растворов. Раствор известной концентрации (титрант) по каплям добавляется к исследуемому раствору. При их смешивании протекает химическая реакции. Точка эквивалентности – момент, когда титранта точно хватает, чтобы полностью завершить реакцию, – фиксируется с помощью индикатора. Далее, зная концентрацию и объём добавленного раствора титранта, вычисляется общая кислотность раствора.

Кислотность среды имеет важное значение для множества химических процессов, и возможность протекания или результат той или иной реакции часто зависит от pH среды. Для поддержания определённого значения pH в реакционной системе при проведении лабораторных исследований или на производстве применяют буферные растворы, которые позволяют сохранять практически постоянное значение pH при разбавлении или при добавлении в раствор небольших количеств кислоты или щёлочи.

Водородный показатель pH широко используется для характеристики кислотно-основных свойств различных биологических сред (Табл. 2).

Кислотность реакционной среды особое значение имеет для биохимических реакций, протекающих в живых системах. Концентрация в растворе ионов водорода часто оказывает влияние на физико-химические свойства и биологическую активность белков и нуклеиновых кислот, поэтому для нормального функционирования организма поддержание кислотно-основного гомеостаза является задачей исключительной важности. Динамическое поддержание оптимального pH биологических жидкостей достигается благодаря действию буферных систем.

3) Использование специального прибора – pH-метра – позволяет измерять pH в более широком диапазоне и более точно (до 0,01 единицы pH), чем с помощью индикаторов, отличается удобством и высокой точностью, позволяет измерять pH непрозрачных и цветных растворов и потому широко используется.

С помощью рН-метра измеряют концентрацию ионов водорода (pH) в растворах, питьевой воде, пищевой продукции и сырье, объектах окружающей среды и производственных систем непрерывного контроля технологических процессов, в т. ч. в агрессивных средах.

рН-метр незаменим для аппаратного мониторинга pH растворов разделения урана и плутония, когда требования к корректности показаний аппаратуры без её калибровки чрезвычайно высоки.

Прибор может использоваться в лабораториях стационарных и передвижных, в том числе полевых, а также клинико-диагностических, судебно-медицинских, научно-исследовательских, производственных, в том числе мясо-молочной и хлебопекарной промышленности.

Последнее время pH-метры также широко используются в аквариумных хозяйствах, контроля качества воды в бытовых условиях, земледелия (особенно в гидропонике), а также – для контроля диагностики состояния здоровья.

Таблица 2. Значения рН для некоторых биологических систем и других растворов

Можете ли вы себе представить, что развитие многих болезней зависит от одной причины? Многие специалисты диетологи и фитотерапевты эту скрытую опасность теперь обозначают двумя словами: кислота и щелочь.
Высокая кислотность разрушает наиважнейшие системы в организме, и он становится беззащитен перед болезнями. Сбалансированная pH-среда обеспечивает нормальное протекание метаболических процессов в организме, помогая ему бороться с заболеваниями. Здоровый организм имеет запас щелочных веществ, которые он использует в случае необходимости.

Что такое pH?

Соотношение кислоты и щелочи в каком-либо растворе называется кислотно-щелочным равновесием (КЩР), хотя физиологи считают, что более правильно называть это соотношение кислотно-щелочным состоянием. КЩР характеризуется водородным показателем pH (от лат. p ondus H ydrogenii - «вес водорода», произносится «пэ аш» ), который показывает число водородных атомов в данном растворе.

Значение показателя pH зависит от соотношения между положительно заряженными ионами (формирующими кислую среду) и отрицательно заряженными ионами (формирующими щелочную среду).

PH — это мера относительной концентрации водородных (Н+) и гидроксильных (ОН-) ионов в жидкой системе и выражается в масштабе от 0 (полное насыщение ионами водорода Н+) до 14 (полное насыщение гидроксильными ионами ОН-), дистиллированная вода считается нейтральной с рН 7,0.
0 - сильнейшая кислота, 14 - сильнейшая щелочь, 7 – нейтральное вещество.

Зачем нам знать о pH?

Тело человека на 80% состоит из воды, поэтому вода – это одна из наиболее важных его составляющих. Поэтому от того, какой водородный показатель (pH) будет у этой воды, зависит, насколько здоровы мы будем.

При pH равном 7,0 говорят о нейтральной среде. Чем ниже уровень pH – тем среда более кислая (от 6,9 до 0). Щелочная среда имеет высокий уровень pH (от 7,1 до 14,0).

Организм человека постоянно стремится уравновесить это соотношение, поддерживая строго определенный уровень pH. При нарушенном балансе могут возникать множество серьезных заболеваний.

Если в любой из жидкостных сред организма происходит повышение концентрации (Н+) ионов, то возникает смещение pH в кислую сторону, то есть, происходит закисление среды. Это называется ещё кислотным сдвигом.
И наоборот - повышение концентрации (ОН-) ионов вызывает смещение значения pH в щелочную сторону, или щелочной сдвиг.
Наш организм имеет слабощелочную среду. Кислотно-щелочной баланс в нашем организме постоянно поддерживается на одном стабильном уровне и в очень узком диапазоне: от 7,26 до 7,45. И даже незначительное изменение рН крови, выходящее за эти границы, может привести к болезням.

Повышенная кислотность в организме.

Из-за неправильного питания и употребления в пищу кислых продуктов, а также недостатка воды происходит закисление организма . Люди употребляют много жиров, мяса, молочных продуктов, зерновых культур, сахара, мучных и кондитерских изделий, всевозможных полуфабрикатов и других переработанных, рафинированных продуктов, практически не содержащих клетчатки, минералов и витаминов, не говоря уже о ферментах и ненасыщенных жирных кислотах.

Для того, чтобы противостоять этому – снизить концентрацию кислоты и удалить ее от жизненно важных органов – организм задерживает воду, что отрицательно влияет на обмен веществ: организм быстрее изнашивается, кожа становится сухой, морщинистой.

К тому же при закисленности организма ухудшается перенос кислорода к органам и тканям, организм плохо усваивает минералы, а некоторые минералы, такие как Ca, Na, K, Mg выводятся из организма.

Организму приходится тратить колоссальное количество ресурсов и энергии на нейтрализацию лишних кислот, вызывая тем самым определённый дисбаланс в биохимических реакциях.

Так как щелочных резервов, поступающих извне, явно не хватает, то организм вынужден задействовать свои внутренние ресурсы - кальций, магний, железо, калий . В результате снижается гемоглобин, развивается остеопороз.

Когда железо гемоглобина крови используется для нейтрализации кислоты, человек ощущает усталость.

Если на эти нужды расходуется кальций, появляется бессонница, раздражительность.

Вследствие снижения щелочного резерва нервной ткани нарушается умственная деятельность.

От недостатка минералов страдают жизненно важные органы, повышается риск сердечно сосудистых заболеваний, снижается иммунитет, появляется хрупкость костей и многое другое.

Если в организме находится большое количество кислоты и нарушены механизмы ее вывода (с мочой и калом, с дыханием, с потом и т.д.), организм подвергается сильнейшей интоксикации.

К чему приводит повышенный уровень кислотности в организме?

В глобальном масштабе, закисление организма приводит к возникновению более чем 200(!) заболеваний , например: катаракты, дальнозоркости, артрозов, хондрозов, желче- и мочекаменной болезней, и даже онкологии.
Зная это, перестаешь удивляться, почему у человечества столько болезней, почему люди рано стареют и умирают.
Вдумайтесь: более 90% пищи, которую мы едим - это «кислые» продукты, и всё, что мы пьем (кроме чистой воды, свежевыжатых соков и травяного чая без сахара) - имеет pH от 4,5 до 2,5 - то есть ещё больше закисляет наш организм.
Состояние повышенной кислотности называется - Ацидоз. Не выявленный вовремя ацидоз может вредить организму незаметно, но постоянно в течение нескольких месяцев и даже лет. Злоупотребление алкоголем часто приводит к ацидозу. Ацидоз может возникать, как осложнение диабета.

При Ацидозе могут появиться следующие проблемы:

• Заболевания сердечно-сосудистой системы, включая стойкий спазм сосудов и уменьшение концентрации кислорода в крови, сердечная недостаточность, ослабление сердечной мышцы.
• Прибавление в весе и диабет.
• Заболевания почек и мочевого пузыря, образование камней.
• Проблемы с пищеварением, ослабление гладких мышц кишечника и так далее.
• Снижение иммунитета.
• Общая слабость.
• Увеличение вредного воздействия свободных радикалов, которые могут способствовать онкогенезу.
• Хрупкость костей вплоть, до перелома шейки бедра, а также других нарушениях опорно-двигательного аппарата, как например, образование остеофитов (шпор).
• Появление суставных болей и болевых ощущений в мышцах, связанных с накоплением молочной кислоты.
• Постепенное ослабление работы глазных мышц, развитие дальнозоркости, которая очень распространена среди пожилых людей.
• Снижение выносливости и способности восстанавливаться после физической нагрузки.

В течение 7 лет, проводилось исследование в Калифорнийском Университете (штат Сан-Франциско), где были обследованы 9 тыс. женщин. Результаты показали, что при постоянном повышенном уровне кислотности кости становятся ломкими.

Специалисты, проводившие этот эксперимент, уверены, что большинство проблем женщин среднего возраста связано с излишним употреблением мяса и молочных продуктов и недостатком употребления в пищу овощей, фруктов и зелени. Поэтому организму ничего не остается, как забирать кальций из собственных костей, и с его помощью регулировать уровень рН.

Как организм управляет уровнем кислотности?

• Выделяет кислоты - через желудочно-кишечный тракт, почки, легкие, кожу;
• Нейтрализует кислоты - с помощью минералов: кальций, магний, калий, натрий;
• Накапливает кислоты - в тканях, прежде всего в мышцах.

Что делать, если pH-баланс в норме?

Ответ простой – способствовать сохранению этого баланса в здоровой зоне.

Как это сделать?

Постоянно контролировать, что мы едим, что мы пьем, насколько мы чистые изнутри и как мы защищаем свой организм от вредных воздействий.

Вода.
Необходимо пить достаточное количество , а конкретно - 30 мл на килограмм веса в день (в жаркие летние месяцы можно в 2-3 раза больше).
Еда.
Если кислотно щелочное равновесие уже нарушено, то стоит задуматься о своем питании, и уменьшить потребление кислой еды (мясных и молочных продуктов, хлеба, сладостей, газированных напитков, любых искусственно созданных продуктов) и увеличить потребление ощелачивающих продуктов. Если нет возможности изменить состав питания, то стоит задуматься об употреблении «умной еды» (smart food) — нутрицевтиков, восполняющих недостаток поступающих с пищей витаминов, минералов, аминокислот, полиненасыщенных жирных кислот и растительных ферментов.

Также нельзя забывать о регулярном очищении организма, двигательной активности и психологии позитивного отношения к жизни. Все это — части , просто и доступно объясняющей причины большинства заболеваний и показывающей возможности восстановления и поддержания здоровья.

Молодеть и становиться более здоровым с годами — это реально!

Почему важно поддерживать правильный рН-баланс?

Слабокислая среда нужна для запуска разнообразных химических процессов (например, пищеварение - в желудке среда немного смещена в сторону кислотности), а вот кровь слабокислой быть не должна — если баланс pH в крови изменить, то процессы пойдут не так, как задумано.

Ведь в крови находится весь наш строительный материал (передаваемый из печени), белки, антитела, тучные гены, лейкоциты, питательные вещества и куча всего другого. Они настроены на работу именно в таком диапазоне (7.35-7.45) и малейший сдвиг работу всей системы нарушает (кровь же повсюду, у нас 85000 км вен и артерий но при этом всего 5 литров крови).

Все регулирующие механизмы организма (включая дыхание, обмен веществ, производство гормонов) направлены на уравновешивания уровня pH, путем удаления едких кислотных остатков из тканей организма, не повреждая живые клетки. Если уровень pH становится слишком низким (кислым) или слишком высоким (щелочным), то клетки организма отравляют сами себя своими токсичными выбросами и погибают.

Важность баланса всей этой системы подчёркивает ещё и такой факт: чтобы сохранить баланс между кислотой и щелочью, организм берёт кальций из костей (наш банк кальция) и магний (они с кальцием неразрывно связаны), чтобы ощелачивать кислоту .

Что делать хроникам?

Даже «самая правильная» программа питания, либо программа лечения каких либо болезней не будет эффективно работать, если ваш рН-баланс организма нарушен.

Постоянная нагрузка на компенсаторные системы организма в течение многих лет и десятилетий сильно вредит организму, изнашивает его. Постепенно и неуклонно происходит перекос в работе всех систем и обменных процессов.

Это не может продолжаться бесконечно и без последствий. Возникающие на этом фоне хронические заболевания просто невозможно вылечить с помощью медикаментов.

Здесь единственным и самым лучшим «лекарством» может быть только одно: полностью перестроить режим питания, ликвидировать кислотную нагрузку, питаться преимущественно сырой растительной пищей в течение многих лет - до тех пор, пока все функции, все процессы в организме не вернутся к нормальным параметрам и исчезнет дисбаланс.

Если человек понимает важность пересмотра питания, но по каким-то причинам у нег не получается строго следовать подобной диете, то в этом случае можно использовать ощелачивающие добавки к пище (smart food).

Чтобы жить полноценной, здоровой жизнью, единственный выход – это ощелачивание организма.

То, как мы будем это делать, зависит полностью от нашего выбора. Кто-то сможет полностью следовать советам по изменению пищевого рациона и станет веганом или сыроедом. А кто-то (как я, например) столкнется с тем, что для него это сложно.

И тогда возникнет вопрос:

А ЧТО ЖЕ ДЕЛАТЬ МНЕ, ОБЫЧНОМУ ЧЕЛОВЕКУ?

Я выбрала для себя систему восстановления кислотно-щелочного равновесия от Кораллового Клуба (Coral Club) и достаточно долгий срок с успехом применяю ее в своей жизни. За это время мой организм изменился и внешне, и внутренне.

Подробнее самой простой и безопасной программе ощелачивания здесь.

Если Вас заинтересовала эта система и Вы хотите узнать о ней больше или начать применять ее как можно скорее — , чтобы получить подробную консультацию.

Источник части текста — ecology.md

В этой статье мы отвечаем на вопросы что такое кислотность вина и как ее определяют. Что такое pH и зачем его знать потребителю. Что такое градус алкоголя.

Градус алкоголя

Одно из этих сокращенией очень простое — ABV означает английское «alcohol by volume», те. содержание алкоголя (в нашем случае — этанола) в объёме жидкости. Обычно измеряется в процентах. А в разговорной речи называется градусом. Например, выражение сорокаградусная водка означает, что в предложенном растворе содержится 40% — сорок объёмных процентов алкоголя.

Объемный процент или градус измеряется в количестве милилитров «чистого» этанола в объеме 100 мл при температуре 20 градусов Цельсия.

В двух словах понятно, что если на бутылке указано ABV 5.5%, как, например, на некоторых винах Москато д’Асти, то это слабогазированное и слабоалкогольное вино можно легонько потягивать весь вечер не опасаясь заполучить назавтра похмельный синдром. Как говорится, в кефире алкоголя больше(с)!

Кстати, именно поэтому Москато д’Асти и другое итальянское игристое, Проссеко, так популярны на голливудских вечеринках. Все весь вечер ходят с бокалом в руке, а пьяных нет. И домой можно самому за рулем уехать. Хотя судя по новостям, участников этих вечеринок последнее соображение не очень волнует.

Немного теории — что такое pH

На интуитивном уровне мы все примерно понимаем, что такое кислотность. Степень «кислости», если так можно сказать. В химии же этот термин — кислотность, лат. aciditas, англ. acidity — обозначает характеристику активности ионов водорода в растворах и жидкостях.

Различают истинную (активную) и общую (титруемую) кислотность. В водных растворах неорганические вещества, т.е. соли, кислоты и щелочи (растворенные), разделяются на составляющие их ионы.

При этом положительнозаряженные ионы водорода H+ являются носителями кислотных свойств, а отрицательно заряженные ионы OH− (их еще называют гидроксилами) – носителями щелочных свойств.

Сто лет назад химиками был введен специальный водородный показатель, который принято обозначать символами рН .

Немного математики

Не-нудники(c) и не-математики(c) могут пропустить этот абзац. А для оставшихся сообщим, что для водных растворов действует уравнение равновесия — произведение активности ионов H+ и OH- постоянно. В так называемых нормальных условиях, т.е. при температуре воды 22°C и нормальном давлении, оно равно 10 в минус 14-ой степени.

Датский биохимик Серенсен в 1909 году ввел в обращение водородный показатель рН, по определению равный десятичному логарифму активности водородных ионов, взятому с минусом:

рН = - lg (активность Н+)

В нейтральной среде, как мы только что сказали, активности ионов равны, т.е. произведение активности H+ на активность OH- равна квадрату активности H+. И равна 10 в минус 14-ой степени.

Значит, после деления 14 на 2, отрицательный десятичный логарифм будет равен 7. Это означает, что (при температуре 22 °C) кислотность чистой воды, то есть нейтральная кислотность, равна семи единицам: pH = 7.

Растворы и жидкости считаются кислыми, если их pH меньше 7 , и щелочными, если больше.

Обычно изделия пищевой промышленности, включая вино, имеют, как правило, кислую реакцию. Щелочную реакцию имеют химические разрыхлители теста (сода, карбонат аммония) и изделия, приготовленные с их применением, например печенье и пряники.

Три вида кислотности

Вернемся к вину. Термин»кислотность» — один из самых употребимых при анализе, описании и производстве вин. Практически кислотность — одна из самых главных характеристик и химии вина, и вкуса. В виноделии различают три вида кислотности:

• общую или титруемую
• активную или истинную — это и есть [водородный] показатель активности pH
• летучую кислотность

Титруемая кислотность

Титруемая или общая кислотность определяет содержание в соке или вине всех свободных кислот и их кислых солей в совокупности.

Величина её определяется количеством щелочи (например, едкого натра или калия), необходимой для нейтрализации этих кислот. То есть такое количество щелочи, которое надо добавить в вино, чтобы получить из него абсолютно нейтральный раствор (pH=7.0).

Измеряется общая кислотность в граммах на литр.

Активная кислотность

Активная или истинная кислотность pH . Математически — это отрицательный логарифм концентрации водородных ионов, как было сказано выше. Технически, это наиболее точная характеристика кислотности вина.

Она зависит от количества наиболее сильных кислот содержащихся в вине. Сильными называются кислоты, имеющие наибольшую константу (Кд) диссоциации [кислоты].

Пример типичных кислот упорядоченных по «силе», то есть по убыванию константы диссоциации (степени кислоты):

• Лимонная Кд = 8.4 10-4
• Янтарная Кд = 7.4 10-4
• Яблочная Кд = 3.95 10-4
• Молочная Кd = 1.4 10-4

От величины рН зависит количественное соотношение первичных и вторичных продуктов брожения, склонность вина к окислению, кристаллическим и биологическим помутнениям, подверженность дефектам и сопротивляемость болезням вина.

Примеры

Простое объяснение логарифмической зависимости. Раствор с рН = 3 в десять раз более кислый, чем раствор с рН = 4. Или, более практический пример, вино с pH = 3.2 на 25% кислее вина с pH = 3.3.

При необходимости исправить кислотность вина, виноделы добавляют смесь 1.9 г/л молочной кислоты и 2.27 г/л винной (диоксиянтарной или тартаровой) кислоты. Это позволяет уменьшить pH приблизительного на 0.1 (в диапазоне от 3 до 4).

А если, например, вино получилось с pH=3.7 и винодел хочет его довести до pH=3.5, он увеличит эту «дозу» в два раза.

Величина рН для некоторых продуктов

В таблице ниже указаны величины кислотности некоторых распространенных продуктов и чистой воды при разной температуре:

Летучая кислотность

Летучая кислотность (volatile acidity или, сокращенно, VA) – это та часть кислот в вине, которую можно уловить носом.

В отличие от тех кислот, которые ощутимы на вкус (о чем мы говорили выше).

Летучая кислотность, или иными словами, скисание вина — один из распространенных дефектов. Основные виновники его — уксусная кислота (пахнет уксусом) и её эфир – этилацетат (пахнет лаком для ногтей).

Бактерии, ответственные за летучую кислотность, активно развиваются в условиях низкой кислотности и высокого содержания сахаров. В малых концентрациях летучая кислотность придает вину пикантность. А при превышении порога уксусно-лаковая составляющая забивает полезные ароматы и портит вкус вина.