Iloczyn jonowy wody
W 1909 roku Peter Lauritz Sorensen
wprowadził pojęcie
Woda jest bardzo słabym elektrolitem.
W temp. 20oC stopień dysocjacji wody jest b. mały pH roztworu jako miary kwasowości i zasadowości roztworów
.
Ä… = 0,0000002 %
1·10-14=[H+] [OH-] l log
H2O "! H+ + OH-
Wzór na stałą dysocjacji można podać:
log [H+] + log [OH-] = -14 l(-1)
[H+]Å"[OH-]
K = Å"[H O ]
2
- log [H+] - log [OH-] = 14
[H2O]
+ -
K[H2O]= [H ]Å"[OH ] pH = - log [H+]
3 3
mol
1dm 1000cm 1000 g mol
pOH = - log [OH-]
Stężenie molowe wody = ~ 55,55 3 = = = 55,55
dm 3
18g 18g 18g dm
pH + pOH = 14
StaÅ‚a dysocjacji K = 1.8·10-16.
Przyjęta skala jest czternastostopniowa (0-14).
1.8·10-16 x 55,55 = [H+] [OH-]
pH skrót od łacińskiego pojęcia "potentia hydrogenii", co znaczy
1·10-14= [H+] [OH-]
"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
Wszystkie roztwory wodne
posiadają wartość pH, którą można wyznaczać metodami:
1. Potencjometryczna  pHmetryczna
Dokładny pomiar, z precyzją i dokładnością nawet
do 0,001 jednostki. Wykorzystywane sÄ… przyrzÄ…dy
pHmetry, składające się z czułego miliwoltomierza
i elementu pomiarowego  elektrody (szklanej).
2. Metoda wskaz
nikowa
Mniej dokładna.
1
Wskaz
niki 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 wskaz
ników,
zmienia kolory w całym zakresie pH,
od ciemnoczerwonego (silnie kwaśne środowisko),
przez żółty (obojętne, po zielony i fioletowy
w zasadowym)
Wskaz
niki pH sÄ… to zwiÄ…zki chemiczne,
których barwa zmienia się zależnie od pH środowiska,
w którym się znajdują  posiadają różną barwę w postaci
czÄ…steczkowej i zdysocjowanej.
Zmieniają barwę na skutek odłączania jonów wodorowych lub
hydroksylowych i przechodzenia w formÄ™ jonowÄ…
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 zanieczyszczeńśrodowiska.
2
Płaszcz lipidowy, podobnie jak cała powierzchnia skóry,
ma odczyn kwaśny. Normalnie, już w kilkanaście minut po usunięciu
czynnika alkalizującego wartość pH skóry
pH zdrowej skóry wynosi 4.2 - 5.6
wraca do normy, a uszkodzenia płaszcza
Zalkalizowanie skóry prowadzi do zniszczenia kwasów i
kwasowo - lipidowego zostają usunięte.
uszkodzenia ochronnego płaszcza lipidowego.
W konsekwencji skóra staje się przepuszczalna
Tak dzieje się u większości ludzi.
dla czynników drażniących i alergenów.
Niestety u wielu osób mechanizm ten nie działa
Zwiększenie pH skóry najczęściej zachodzi pod działaniem
mydeł toaletowych, które mają alkaliczny odczyn pH wystarczająco sprawnie. Bariera ochronna łatwo
(od 8.5 - 10.5)
ulega u nich uszkodzeniom, trudno natomiast siÄ™
regeneruje  alergie.
W życiu codziennym, również w dziedzinie kosmetyki,
pH roztworów elektrolitów
pojawiają się określenia "współczynnik pH"
w odniesieniu do układów niejednorodnych,
Obliczyć pH roztworu kwasu solnego o stężeniu a) 0,1 mol/dm3
b) 0,01 mol/dm3 nie zdefiniowanych, takich jak: skóra, jama ustna,
c) 0,001 mol/dm3
szampon, krem itp.
HCl H+ + Cl-
Współczynnik pH odnosi się do stężenia - a więcwyłącznie
Kwas solny jest mocnym kwasem, stężenie jonów H+ jest do roztworów,
równe stężeniu kwasu,
tak więc pojęcie pH skóry czy kremu
a) [H+]=0,01mol/dm3 pH = - log [H+]= -log 0,1 = 1
jest określeniem nieprecyzyjnym,
b) [H+]=0,01mol/dm3 pH = - log [H+]= -log 0,01= 2
pewnym  skrótem myślowym .
c) H+]=0,001mol/dm3 pH = - log [H+]= -log 0,001=3
W tych przypadkach należy dokładnie określić co rozumiemy
Wartość pH zależy od stężenia roztworu.
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).
3