1

Iloczyn jonowy wody

Woda jest

bardzo słabym

elektrolitem.

W temp. 20

o

C stopień dysocjacji wody jest b. mały

α = 0,0000002 %

H

2

O ↔ H

+ +

OH

-

Wzór na stałą dysocjacji można podać:

Stała dysocjacji K = 1.8·10

-16

.

1.8·10

-16 x

55,55 = [H

+

] [OH

-

]

1·10

-14

= [H+] [OH-]

[ ] [ ]

[ ]

O

H

OH

H

K

2

−

+

⋅

=

[

]

O

H

2

⋅

Stężenie molowe wody = ~ 55,55

3

dm

mol

[

]

[ ] [ ]

−

+

⋅

=

OH

H

O

H

K

2

3

3

3

55

,

55

18

1000

18

1000

18

1

dm

mol

g

g

g

cm

g

dm

=

=

=

W 1909 roku Peter Lauritz Sorensen

wprowadził pojęcie

pH roztworu

jako miary kwasowości i zasadowości roztworów

.

1·10

-14

= [H

+

] [OH

-

]

l log

log

[H

+

] + log [OH

-

]

= -14 l(-1)

- log

[H

+

] - log [OH

-

]

= 14

pH = - log [H

+

]

pOH = - log [OH

-

]

pH + pOH = 14

Przyjęta skala jest czternastostopniowa (0-14).

pH

skrót od łacińskiego pojęcia

"potentia hydrogenii",

co znaczy

"

koncentracja jonów wodorowych

„

Pojęcie pH zadomowiło się w języku codziennym.

Celem podawania wartości pH na opakowaniach
kosmetyków, napoi jest zwrócenie uwagi

na odczyn roztworu.

Znajomość skali pH i reakcji środowiska na zmiany pH,
pozwala kontrolować i dobierać tak substancje,
aby przebiegające procesy były optymalne dla danego układu.

Szczególnie jest to ważne dla procesów biologicznych,
które są bardzo czułe na minimalne zmiany pH.

Wartości pH niektórych roztworów:

krew = 7,35 - 7,45

mleko = 6,5

sok żołądkowy = 1,0 - 2,0
ocet = 3,0
coca cola = 2,5 - 3,0

woda destylowana = 7,0

Metody pomiaru pH

1. Potencjometryczna – pHmetryczna

Dokładny pomiar, z precyzją i dokładnością nawet
do 0,001 jednostki. Wykorzystywane są przyrządy
pHmetry, składające się z czułego miliwoltomierza
i elementu pomiarowego – elektrody (szklanej).

2. Metoda wskaźnikowa

Mniej dokładna.

Wszystkie roztwory wodne
posiadają wartość pH, którą można wyznaczać metodami:

2

Wskaźniki pH

lakmus

- niebieski, w środowisku kwaśnym

przechodzi w czerwony

fenoloftaleina

- bezbarwna, malinowa w środowisku

silnie zasadowym (pH>8,3)

czerwień metylowa

- żółta, przechodzi w czerwoną

w środowisku kwaśnym

oranż metylowy

- pomarańczowy, przechodzi w

czerwony w kwaśnym środowisku

uniwersalny

- mieszanina różnych wskaźników,

zmienia kolory w całym zakresie pH,
od ciemnoczerwonego (silnie kwaśne środowisko),

przez żółty (obojętne, po zielony i fioletowy

w zasadowym)

Wskaźniki pH

są to

związki chemiczne

,

których barwa zmienia się zależnie od

pH

środowiska,

w którym się znajdują –

posiadają różną barwę w postaci

cząsteczkowej i zdysocjowanej.

Zmieniają barwę na skutek odłączania jonów wodorowych lub

hydroksylowych i przechodzenia w formę

jonową

Ponieważ w wierzchniej powłoce hydrolipidowej skóry
występuje woda, skóra także posiada własną wartość pH.

Nowoczesne metody pomiarowe wykazały przeciętną wartość
kwasowości w zakresie

4.2 - 5,6.

Kwaśny jest pot, tłuszcz produkowany przez gruczoły łojowe,
a nawet łuszczący się naskórek.

Tę kwaśną powłokę nazywa się "

płaszczem ochronnym".

Jego zadaniem jest powstrzymywanie mikroorganizmów
przed przeniknięciem do organizmu i ochrona przed wysuszeniem,
alergiami i wpływami zanieczyszczeń środowiska.

3

Płaszcz lipidowy, podobnie jak cała powierzchnia skóry,

ma odczyn kwaśny.

pH zdrowej skóry wynosi 4.2 - 5.6

Zalkalizowanie skóry prowadzi do zniszczenia kwasów i

uszkodzenia ochronnego płaszcza lipidowego.

W konsekwencji skóra staje się przepuszczalna

dla czynników drażniących i alergenów.

Zwiększenie pH skóry najczęściej zachodzi pod działaniem

mydeł toaletowych, które mają alkaliczny odczyn pH

(od 8.5 - 10.5)

Normalnie, już w kilkanaście minut po usunięciu
czynnika alkalizującego

wartość pH skóry

wraca do normy

, a uszkodzenia płaszcza

kwasowo - lipidowego zostają usunięte.

Tak dzieje się u większości ludzi.
Niestety u wielu osób mechanizm ten nie działa
wystarczająco sprawnie. Bariera ochronna łatwo
ulega u nich uszkodzeniom, trudno natomiast się
regeneruje – alergie.

pH roztworów elektrolitów

Obliczyć pH roztworu kwasu solnego o stężeniu

a) 0,1 mol/dm

3

b) 0,01 mol/dm

3

c) 0,001 mol/dm

3

HCl → H

+

+ Cl

-

Kwas solny jest mocnym kwasem, stężenie jonów H

+

jest

równe stężeniu kwasu,

a) [H

+

]=0,01mol/dm

3

pH = - log [H

+

]= -log 0,1 = 1

b) [H

+

]=0,01mol/dm

3

pH = - log [H

+

]= -log 0,01= 2

c) H

+

]=0,001mol/dm

3

pH = - log [H

+

]= -log 0,001=3

Wartość pH zależy od stężenia roztworu

.

W życiu codziennym, również w

dziedzinie kosmetyki

,

pojawiają się określenia "współczynnik pH"

w odniesieniu do układów niejednorodnych,
nie zdefiniowanych, takich jak:

skóra, jama ustna,

szampon, krem itp

.

Współczynnik pH odnosi się do stężenia - a więc wyłącznie
do roztworów,
tak więc pojęcie pH skóry czy kremu

jest określeniem nieprecyzyjnym,

pewnym „skrótem myślowym”.

W tych przypadkach należy dokładnie określić co rozumiemy
i

jak należy mierzyć pH

skóry, szamponu czy kremu.

np. Dla kremu:

może to być

pomiar bezpośredni

(oznaczać będzie wówczas pH wodnej fazy emulsji )

może oznaczać

pH wodnego ekstraktu

(

wówczas trzeba dokładnie podać przepis jego przygotowania).

W przypadku skóry:

może oznaczać pH warstewki potu na skórze

(też ważne w jakich warunkach mierzone i w jakim stanie fizjologii)

pH roztworu powstałego przez zwilżenie skóry wodą lub

roztworu powstałego przez spłukanie skóry wodą

(ważna wielkość powierzchni i ilość wody).