Опасно ли резкое повышение pH или резкое понижение pH для человека? В некоторых случаях отклонения от нормы представляют опасность для здоровья или даже жизни. Давайте рассмотрим возможные негативные последствия:
Ph питьевой воды — норма для человека, СанПиН 2.1.4.1074-01
Аббревиатура, состоящая из двух букв, происходит из латыни. Она расшифровывается как водородная сила и является мерой активности заряженных частиц в данном элементе. Чтобы рассчитать значение pH, измеряется концентрация ионов водорода. Затем из полученного результата выводится десятичный логарифм и умножается на (-1). Математическая формула выглядит так: pH = -lgH+.
Водородный показатель — это соотношение ионов H+ и OH- в жидкости, которые образуются при распаде молекул воды. Идеальное соотношение составляет 1:1, то есть pH = 7. Именно такое значение имеет дистиллированная вода.
Его значение напрямую зависит от температуры воды и ее взаимодействия с воздухом. Если рН в закрытой емкости равен 7, то при попадании в жидкость углекислого газа он снижается до 5,2.
На значение pH также влияют водорастворимые вещества. Добавление одних веществ повышает кислотность, а других — понижает. Это явление позволяет оценить чистоту жидкости, даже если визуально она не содержит примесей.
Измерение рН воды
Для измерения кислотно-основного баланса растворов широко используются различные методы. Грубую оценку можно сделать с помощью индикаторов, точно измерить рН-метром или определить аналитически путем кислотно-основного титрования.
- Для приблизительной оценки концентрации ионов водорода чаще всего применяют красители органического происхождения, цвет которых зависит от кислотности среды. Самыми распространёнными индикаторами являются: лакмус, метилоранж, фенолфталеин и др. Они способны находиться в двух формах различной окраски: в основной или в кислотной. При контакте с водой цвет каждого из красителей изменяется в своём интервале кислотности, составляющем обычно 1 — 2 единицы. Существуют индикаторные полоски как на основе одного из веществ-красителей, так и «универсальные» — со смесью из нескольких индикаторов. Преимущество — дешевизна, быстрота и наглядность исследования. Для того, чтобы узнать значение рН жидкости, необходимо опустить в неё индикаторную полоску и получившийся цвет сравнить со шкалой на упаковке. Но этот метод обладает достаточно большой погрешностью.
- При помощи специального прибора, рН-метра, можно измерять «водородный показатель» с большей точностью (до 0,01 единицы рН) и в более широком диапазоне. Пробу воды объёмом 20 — 30 мл отбирают в стакан или колбу. Затем датчик прибора, предварительно обмытый дистиллированной водой, погружают в раствор. Точность измерений зависит от регулярной калибровки прибора с помощью стандартных растворов с заданной величиной рН. Данный метод точен и прост, но более затратен материально и требует наличия некоторых навыков работы с лабораторной техникой и химическими растворами.
- Точные результаты получают методом кислотно-основного титрования. Но его можно реализовать только в лаборатории.
В зависимости от значения pH вода классифицируется на следующие типы:
| Тип воды | Величина рН |
| Сильнокислые воды | менее 3 |
| Кислые воды | от 3 до 5 |
| Слабокислые воды | от 5 до 6,5 |
| Нейтральные воды | от 6,5 до 7,5 |
| Слабощелочные воды | от 7,5 до 8,5 |
| Щелочные воды | от 8,5 до 9,5 |
| Сильнощелочные воды | более 9,5 |
Градация кислотности различных жидкостей.
Использование индикаторов
Метод основан на способности некоторых органических веществ изменять цвет в зависимости от кислотности среды. Распространенными индикаторами являются литмоза, метиловый оранжевый и фенолфталеин. Каждый из этих индикаторов проявляет свои свойства в ограниченном диапазоне значений pH.
| Индикатор | Интервал шкалы pH | Характер изменения цветапо мере уменьшения кислотности |
| Лакмус | 5,0–8,0 |  красный → фиолетовый → синий |
| Метилоранж | 3,1–4,4 |  красный → оранжевый → желтый |
| Фенолфталеин | 8,2–10,0 |  бесцветный → малиновый |
Нормы pH для питьевой воды
Пределы допустимых значений рН определены в СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода». Согласно этому документу, значение рН питьевой воды не должно выходить за пределы диапазона 6-9.
Однако ученые установили более строгие пределы: от 6,5 до 8,5. Это связано с нейтральностью человеческой крови: Вода с аналогичным значением pH считается более благоприятной для человека. В идеале напиток должен иметь значение pH 7,5. Такая вода благоприятно влияет на обменные процессы в организме человека. Даже после употребления сладкого безалкогольного напитка рН во рту остается неприятно сухим, потому что химические примеси в напитке понижают рН организма.
Вода с низким pH, то есть кислая, может использоваться для очищения организма (она эффективно удаляет загрязнения с поверхности тела). Щелочная вода, имеющая рН выше 7-9, улучшает состояние организма (если ею не злоупотреблять).
Рекомендуется использовать систему фильтрации питьевой воды (например, обратный осмос под кухонной мойкой), чтобы всегда пить воду со здоровым уровнем водорода.
Такие устройства можно приобрести в интернет-магазине Quanta+.
Содержание водорода в бутилированной воде обычно указывается на этикетке. Это облегчает поиск нужной бутылки в магазине.
Методы определения pH
Чтобы узнать, каково содержание водорода в воде в чайнике, не обязательно идти в платную лабораторию. Достаточно воспользоваться одним из распространенных индикаторов, и вы сразу узнаете, нуждается ли вода в дополнительной обработке.
Лакмусовая бумага
Лакмусовая бумага — самый дешевый и простой способ определения pH среды. Этот индикатор меняет цвет при реакции с водой, водородный показатель которой отличается от нейтрального значения. Она пропитана пигментами, которые реагируют с водой. Бумага содержит более полудюжины различных пигментов. Большинство из них имеют природное происхождение, т.е. происходят из растений и лишайников.
Если бумага находится в щелочной среде, она становится синей. В кислой среде она становится красной. Для более точного определения pH воды используется специальная цветовая шкала.
pН-метр
Для точного измерения pH жидкости используется прибор под названием «pH-метр». Он стоит гораздо дороже бумаги или измерительных лент. Однако с его помощью можно измерить кислотность воды с точностью до сотых долей единицы.
Эти приборы делятся на лабораторные и бытовые. В домашней квартире или офисе более практично использование второго типа. Бытовые рН-метры делятся на группы в зависимости от:
- наличия автоматической калибровки;
- наличия защиты от влаги;
- точности получаемых значений.
Прибор калибруется с помощью буферных растворов.
Совет: чтобы избавить себя от лишних хлопот, купите для домашнего использования измеритель с автоматической калибровкой.
Определение pH с помощью тест-полосок
Чтобы быстро и легко измерить pH воды, можно использовать индикаторные полоски. Их можно приобрести в зоомагазинах, где они продаются для определения уровня pH в аквариумах.
Для получения результата достаточно ненадолго окунуть полоску в водопроводную воду — влажная часть бумажки почти сразу меняет цвет.
Вы также можете сделать тест-полоски самостоятельно в домашних условиях. Для этого прокипятите краснокочанную капусту в течение получаса, а затем замочите обычную бумагу для принтера в холодном растворе примерно на десять минут. Если на текстовую ленту после высыхания налить кислоту, она покраснеет. Если налить на нее щелочь, она пожелтеет.
Норма pH воды
Согласно действующим в России санитарным нормам, кислотность питьевой воды может составлять от 6 до 9 пунктов. Практически такие же требования установлены в директиве ЕС — 6,5-9,5 — и в требованиях Агентства по охране окружающей среды США (USEPA) — 6,5-8,5.
В то же время существуют различия в значениях рН питьевой воды, а также жидкостей, предназначенных для нужд различных жилых и производственных помещений. Например, вода, используемая для водоподготовки, имеет очень высокий показатель:
- Гидропоника предполагает применение растворов, уровень pH которых колеблется от 5,5 до 7,5. При этом указанный диапазон кислотно-щелочного равновесия жидкости делится на более узкие, предназначенные для конкретных видов растений.
- Общественные бассейны допускают использование воды с уровнем pH от 7,2 до 7,4; частные – от 7,2 до 7,6 (DIN 19643-1 – от 6,5 до 7,6).
- Для производства пива требуется вода, уровень pH которой варьируется от 6 до 6,5, безалкогольные напитки изготавливаются на основе жидкости с показателями от 3 до 6.
- При производстве экспортной водки на pH воды влияет степень жесткости используемой технологической жидкости. Уровень рН равняется 7, если жесткость составляет от 0 до 0,6 мг-экв/л и 6,5 – если жесткость колеблется от 0,61–1,2 мг-экв/л.
- На производстве водки, предназначенной для реализации на внутреннем рынке, – кислотно-щелочной баланс воды не превышает 7,8.
- Химическо-волоконное производство допускает уровень pH в границах 7-8.
- Красильно-отделочная отрасль промышленности использует воду с показателем 6,5–8,5.
- Для открытых систем теплоснабжения значение параметра кислотности воды варьируется от 7 до 8,5, для закрытых – от 7 до 11. В обоих случаях рН определяется при температуре 25 °С.
- Энерготехнические и паровые котлы работают с жидкостью, уровень кислотности которой составляет не менее 8,5, оборотные и добавочные воды систем охлаждения имеют pH от 6,5 до 8,5.
- Циркуляционные холодного контура используют воду с кислотностью от 6,5 до 8,2, горячего контура – от 6,80 до 8,00 и т. п.
Уровень pH питьевой воды
На значении pH для питьевых жидкостей стоит остановиться подробнее. По мнению экспертов, оно должно соответствовать нормальному значению pH крови человека, которое составляет 7,5. По этой причине для питьевой воды нормальным считается pH от 7 до 7,5.
Чистая питьевая вода с нормальной кислотностью улучшает обменные процессы в организме человека, увеличивает общую продолжительность жизни и оптимизирует процессы кислородного обмена. Напротив, сладкие, газированные и цветные напитки понижают рН крови, что приводит к повышенной кислотности организма.
Многие эксперты рекомендуют покупать бутилированную воду с хорошим уровнем pH, поскольку никакая система фильтрации не может придать ей тех свойств, которыми обладает настоящая природная жидкость с оптимальной кислотностью. Всю информацию о pH и других показателях воды можно найти на этикетке.
Вы также можете снизить кислотность и сделать воду полезной, добавив в нее лимонный или огуречный сок. Однако это не всегда помогает довести pH до желаемого уровня. Наиболее эффективным методом коррекции рН считается электролиз, в результате которого образуется щелочная и кислая жидкость. Первая (с высоким уровнем pH) считается полезной и подходит для терапевтических целей. Кислая вода называется «мертвой водой» и больше подходит для мытья.
Однако трудно проверять воду каждый день. Поэтому лучше всего покупать слабоминерализованную природную воду, рН которой оптимален для вашего здоровья.
Как нормализовать кислотность
Нормализовать pH можно, добавив в аквариум небольшое количество пищевой соды для повышения уровня. Другой способ — прокипятить аквариумную воду. Для понижения pH используется ортофосфорная кислота или кислый торф, также подходит лимонная кислота. Однако важно правильно рассчитать ее количество.
Для плавательных бассейнов подходят специальные химикаты: при pH+ — каустическая сода, а при pH- — бисульфит натрия. Сточные воды обрабатываются щелочными химикатами, например, добавлением гидроксида натрия.
Для получения чистой питьевой воды с оптимальным значением pH необходима хорошо продуманная система очистки. Далее мы рассмотрим эффективные методы фильтрации.
Системы очистки для нормализации pH
Для удаления из воды загрязняющих веществ и других примесей, а также для нормализации значения pH можно использовать такие очистные сооружения:
- Фильтры обратного осмоса. При повышенном водородном показателе такие системы, оснащённые полупроницаемыми мембранами, уменьшают рН, увеличивают кислотность. Также они удаляют из состава до 99% посторонних веществ. Если водородный показатель в норме или низкий, то следует выбрать фильтр обратного осмоса с минерализатором, который будет насыщать воду полезными минералами, увеличивать щелочность.
- Системы ионного обмена. Их принцип работы – ионный обмен, происходящий в специальной смоле – ионите. Тут ионы солей жёсткости или металлов заменяются ионами водорода или натрия. Если в смоле содержатся катионы H+, это уменьшает pH, что актуально при его высоком значении. А если используются ионы натрия, они, наоборот, увеличивают водородный показатель.
- Картриджные фильтры. Особенно эффективны многоступенчатые установки, которые включают картриджи-минерализаторы. Они содержат минералы, увеличивающие показатель рН при значительной кислотности.
- Аэрация. Фильтры-аэраторы работают по принципу насыщения воды кислородом, подаваемым компрессором. Такое воздействие запускает газообмен, удаляет избыток углекислого газа, провоцируя увеличение рН.
- Ионизация. Ионизаторы воды могут иметь разные режимы. Выбрав подходящий, можно или повысить рН, или уменьшить его. Таким образом, этими приборами можно просто, удобно и эффективно контролировать водородный показатель в домашних условиях.
Значение pH питьевой или любой другой воды является важнейшим показателем, определяющим качество жидкости и ее влияние на здоровье и организм человека. Если вы знаете основы определения и регулирования pH, вы можете добиться хороших результатов и в домашних условиях. Если вы будете следовать правилам, вода станет лучше, чище и полезнее.
