Kvalita vody do značné míry závisí na indexu aktivity vodíkových iontů. Právě toto kritérium ovlivňuje acidobazickou rovnováhu a určuje biochemické reakce, které konzumovaná tekutina v těle vyvolává. Z tohoto článku se dozvíte, co je pH vody, jak ovlivňuje kvalitu tekutiny a také jak ho určit a upravit.
Jaká je hodnota pH vody
Nejprve je třeba pochopit, co je pH vody. Je to jednotka aktivity vodíkových iontů, která vyjadřuje úroveň kyselosti kapaliny. Indikátor pH se rovná inverznímu logaritmu aktivity vodíkových iontů. Například pokud je pH vody 6, kapalina obsahuje 10⁻⁶ mol vodíkových iontů na litr. Pokud je tedy pH 7,5, pak jeden litr vody obsahuje 10⁻⁷’⁵ mol vodíkových iontů.
Kyselost vody se měří na stupnici od 0 do 14. Pokud je pH nižší než 7, kapalina se považuje za kyselou, pokud je vyšší než 7, je zásaditá. Povrchové vody mohou mít pH 6,5–8,5, zatímco norma pro podzemní vodu je 6–8,5.
Při teplotě +25 °C je pH vody 7. Interakce kapaliny s oxidem uhličitým obsaženým v atmosféře však tuto hodnotu sníží na 5,2. Hladina pH je významně ovlivněna atmosférickým plynem a teplotou, a proto by měla být analýza vody provedena co nejdříve. Na základě hodnoty pH nelze podat úplné posouzení její kvality a zvýšená nebo snížená kyselost nebude důvodem k omezení používání a dodávky kapaliny.
Když se různé chemické prvky rozpustí ve vodě, mění se jejich složení, což mění i úroveň kyselosti. Když se do kapaliny přidá kyselina, množství vodíkových iontů v ní obsažených se zvyšuje, zatímco koncentrace hydroxidových iontů klesá. Přidání alkálie spouští opačný proces: obsah hydroxidových iontů se zvyšuje a koncentrace vodíkových iontů klesá.
Doporučené články na toto téma:
- Jak kontrolovat kvalitu vody: samostatně i v laboratoři
- Pitná voda doma: zdraví je na prvním místě
- Je možné pít vodu z kohoutku a na co si dát pozor?
Jaké je tedy pH vody? Tento ukazatel odráží úroveň kyselosti nebo zásaditosti prostředí, což udává kvantitativní obsah prvků v kapalině, které neutralizují zásady, respektive kyseliny.
Pokud budeme jako ukazatel pro srovnání brát teplotu kapaliny, budeme znát pouze stupeň ohřevu vody, nikoli však kvantitativní ukazatel tepla. To znamená, že dotykem vody pochopíme, zda je teplá nebo studená, ale nebudeme znát množství tepla v ní obsaženého. Nebudeme schopni určit, kolik času kapalina potřebuje k ohřátí nebo ochlazení.
Hodnota pH je jedním z hlavních ukazatelů kvality vody. Udává acidobazickou rovnováhu kapaliny a určuje průběh určitých biologických a chemických procesů v ní. Hodnota acidobazické rovnováhy vody ovlivňuje úroveň korozivní agresivity kapaliny, úroveň toxicity znečišťujících látek a další faktory. Kromě toho na acidobazické rovnováze našeho těla závisí zdravotní stav, nálada a celkový tonus těla.
Voda se dělí do skupin podle úrovně pH, která je kapalině vlastní:
Typ vody
hodnota PH
Sledování hladiny pH je důležité v každé fázi čištění vody, protože posun v acidobazické rovnováze negativně ovlivňuje chuť, vůni a barvu pitné tekutiny, čímž snižuje účinnost jejího čištění.
Norma pH vody
Hygienické normy platné v Rusku umožňují, aby se úroveň kyselosti pitné vody pohybovala v rozmezí 6–9 jednotek. Téměř identické požadavky jsou obsaženy ve směrnici EU – 6,5–9,5 a v požadavcích Agentury pro ochranu životního prostředí USA (USEPA) – 6,5–8,5.
Zároveň existují rozdíly v úrovni pH pitné vody, stejně jako tekutin určených k uspokojení potřeb různých oblastí života a výroby. Například:
- Hydroponie zahrnuje použití roztoků s hodnotou pH v rozmezí od 5,5 do 7,5. Stanovený rozsah acidobazické rovnováhy kapaliny je rozdělen na užší, určené pro specifické druhy rostlin.
- Veřejné bazény umožňují použití vody s pH 7,2 až 7,4; soukromé bazény – od 7,2 do 7,6 (DIN 19643-1 – od 6,5 do 7,6).
- Výroba piva vyžaduje vodu s pH v rozmezí 6 až 6,5, zatímco nealkoholické nápoje se vyrábějí z kapaliny s pH 3 až 6.
- Při výrobě exportní vodky je pH vody ovlivněno stupněm tvrdosti použité procesní kapaliny. Hodnota pH je 7, pokud je tvrdost od 0 do 0,6 mg-eq/l, a 6,5, pokud tvrdost kolísá mezi 0,61–1,2 mg-eq/l.
- Při výrobě vodky určené k prodeji na domácím trhu nepřesahuje acidobazická bilance vody 7,8.
- Výroba chemických vláken umožňuje hladinu pH v rozmezí 7-8.
- Barvicí a povrchová úprava používá vodu s hodnotou 6,5–8,5.
- U otevřených topných systémů se hodnota parametru kyselosti vody pohybuje od 7 do 8,5, u uzavřených systémů od 7 do 11. V obou případech se pH stanovuje při teplotě 25 °C.
- Energetické a parní kotle pracují s kapalinami, jejichž kyselost je nejméně 8,5; cirkulační a přídavné vody chladicích systémů mají pH 6,5 až 8,5.
- Studené okruhy cirkulace používají vodu s kyselostí od 6,5 do 8,2, teplé okruhy od 6,80 do 8,00 atd.
Hodnota pH pitné vody
Za zmínku stojí podrobněji o hodnotě pH pro pitnou tekutinu. Podle odborníků by tento ukazatel měl odpovídat normální úrovni acidobazické rovnováhy lidské krve, která se rovná 7,5. V tomto ohledu se za normu pH pro pitnou vodu považuje rozmezí od 7 do 7,5.
Čistá pitná voda s normální úrovní kyselosti pomáhá zlepšit metabolické procesy v lidském těle, zvyšuje celkovou délku života a optimalizuje procesy výměny kyslíku. Sladké, sycené a barviva obsahující nápoje zase snižují pH krve, což vede k okyselení těla.
Mnoho odborníků doporučuje kupovat balenou vodu s dobrým pH, protože žádný filtrační systém jí nedodá vlastnosti, které má skutečná přírodní tekutina s optimální úrovní kyselosti. Veškeré informace o úrovni pH a dalších ukazatelích vody naleznete na etiketě.
Kyselost a užitečné vlastnosti vody můžete snížit také přidáním citronové nebo okurkové šťávy. To však ne vždy pomůže dosáhnout požadované hodnoty pH. Nejúčinnějším způsobem úpravy pH je elektrolýza, která vede k tvorbě alkalických a kyselých kapalin. První (s vysokou hladinou pH) je považována za užitečnou a je vhodná pro léčebné účely. Kyselá voda se nazývá „mrtvá“ a je vhodnější pro mytí.
Je však poněkud obtížné provádět každodenní experimenty s vodou. Nejlepší možností by proto bylo koupit mírně mineralizovanou přírodní vodu, jejíž úroveň kyselosti je pro zdraví optimální.
Hodnota pH destilované vody
Pojďme si zjistit, co je destilovaná voda a jaké je její pH. Tato kapalina se získává destilací – procesem, který odděluje kapalné složky a směsi od sebe navzájem. Destilovaná voda obsahuje pouze molekuly kyslíku a vodíku bez jakýchkoli cizích nečistot. Fyzikálně-chemické vlastnosti destilované a běžné pitné vody se výrazně liší díky vysokému stupni čištění destilované vody.
Pokud pH vody přesáhne 7, jedná se o zásadité prostředí. Pokud pH nedosáhne 7, kapalina se považuje za kyselou. Běžná voda se vyznačuje mírně kyselým prostředím, zatímco kyselost destilované vody je 5,8.
Zvýšená kyselost je v tomto případě důsledkem velkého množství oxidu uhličitého rozpuštěného ve vodě. Při rozpouštění v destilované vodě CO2 se přemění na karboxylovou kyselinu (2H₂O + CO₂ -> H₂O + H₂CO₃). Roztok se vyznačuje přítomností amonného kationtu H₃O+ a hydrogenuhličitanového aniontu HCO₃-. Proces nasycení destilované vody oxidem uhličitým, který zvyšuje pH kapaliny na 7, trvá přibližně 60–120 minut.
S měřením úrovně kyselosti takové ultračisté vody existují určité obtíže, protože její elektrická vodivost je prakticky nulová. A to má významný vliv na výsledky měření prováděných pomocí speciálních zařízení – pH metrů.
Destilovaná kapalina se používá k následujícím účelům:
- Přímo jako pitná voda – destilovaná je vyčištěna od všech možných kontaminantů, a proto bezpečná pro konzumaci. Díky absenci nečistot kapalina zamrzne přesně při 0 °C. Její inherentní fyzikální a chemické vlastnosti zůstávají zachovány během zmrazování a následného rozmrazování.
- Chemické experimenty. Při práci s činidly v laboratorních podmínkách se používá destilovaná voda.
- V průmyslu a výrobě. Bez čisté vody není možná výroba nealkoholických nápojů, stejně jako provoz kotlů, ve kterých se díky použití destilované vody netvoří vodní kámen.
- Téměř žádný lékařský proces se neobejde bez destilované vody.
Úroveň pH bazénové vody
Pokud navštívíte bazén, je důležité vědět, jaké je pH vody, ve které plavete. Není žádným tajemstvím, že k čištění kapaliny se používá chlór – silný dezinfekční prostředek, který bojuje proti šíření různých infekčních onemocnění ve veřejných bazénech a aquaparcích. Reakce chloru s organickými látkami ve vodě však vede k tvorbě vedlejších produktů dezinfekce (DBP). Některé z nich jsou pro člověka nebezpečné, protože vyvolávají rozvoj astmatu, jsou také karcinogenní a obecně mají dráždivé účinky na oči a kůži.
Při nízké úrovni kyselosti je k čištění vody potřeba méně chloru, zatímco stupeň dezinfekce bude podobný. To znamená, že v tomto případě bude voda obsahovat také méně PPD, které jsou pro člověka nebezpečné.
Správná hodnota pH bazénové vody je tedy spolu s přítomností chloru velmi důležitá. Ideální hodnota kyselosti pro bazén je považována za 7,2, což odpovídá pH lidských slz.
Různé studie však naznačují, že optimální hodnota pH bazénové vody se pohybuje od 7,5 do 8. Když se hodnota pH sníží o 1–0,5 jednotky (na 7–6,5), dochází k významnému zvýšení hladiny toxických PPD, které jsou nebezpečné pro zdraví.
Chlor je nejúčinnější při dezinfekci vody s pH 7,2 (přibližně desetkrát vyšším než u vody s kyselostí 8,2).
Jak určit pH vody
Hodnotu pH vody si můžete změřit sami pomocí následujících metod:
Použití lakmusového papírku
K určení úrovně kyselosti se používá lakmusový papírek (jako indikátor), který při krátkodobém kontaktu se zkoumaným prostředím mění barvu. Voda se zvýšenou kyselostí se barví do červena, se zvýšenou zásaditostí do modra. Výsledný tón je pak nutné porovnat se speciální barevnou stupnicí, která pro každou barvu ukazuje určitou úroveň pH. Toto je nejjednodušší a nejlevnější způsob, jak stanovit kyselost vody.
Použití pH metru
Přesnějších výsledků lze dosáhnout použitím pH metru pro vodu. Navzdory vysoké ceně ve srovnání s lakmusovým papírkem je toto zařízení účinnější, protože umožňuje velmi přesně určit hladinu pH testované kapaliny.
Existují domácí (přenosné) a laboratorní pH metry pro vodu. Pojďme si trochu povědět o první jmenovaném, protože se používá nejčastěji. Lze je rozdělit podle:
- stupně ochrany proti vodě;
- přítomnost (absence) automatické kalibrace;
- přesnost získaných výsledků.
Poslední parametr je ovlivněn počtem kalibrovaných bodů (1 nebo 2), což jsou pufrovací roztoky, které měří pH metr. Nejlepší je použít zařízení s automatickou kalibrací.
Domácí testovací proužky
Hodnotu pH lze stanovit pomocí speciálních testovacích proužků, které se snadno používají. Koncentrace vodíkových iontů ve vodě se určuje porovnáním barvy proužku s číselnou hodnotou na speciální stupnici. Nevýhodou použití této metody je vysoká cena proužků a také jejich vzácná dostupnost v prodeji.
Pokud nejste připraveni utratit peníze za testovací proužky, ale chcete znát pH vody, kterou pijete, můžete použít jejich domácí analogy.
Množství vodíkových iontů obsažených ve vodě ovlivňuje změnu barvy různých látek. Například při přidání plátku citronu do čaje tekutina zežloutne místo hnědé.
Podobně se barva třešňových, rybízových a dalších šťáv mění v závislosti na koncentraci vodíkových iontů. Příroda nabízí velké množství takových organických indikátorů. Jsou základem pro domácí testovací proužky, které umožňují odpovědět na otázku, jaké je pH vody a jaká je jeho úroveň.
Pro stanovení kyselosti tekutiny doporučujeme použít látku obsaženou v červeném květáku. Tato zelenina obsahuje pigment antokyan, což je flavonoid. Je zodpovědný za barvu zelné šťávy a mění odstíny v závislosti na úrovni kyselosti. Kyselé prostředí dává antokyanům červený odstín, zásadité prostředí modrý a neutrální prostředí fialový odstín. Stejné vlastnosti jsou charakteristické i pro pigment přítomný v řepě.
PH vody a její úroveň kyselosti můžete zkontrolovat tak, že najemno nasekáte polovinu středně velké hlávky červeného květáku. Nakrájenou zeleninu dejte do nádoby a zalijte litrem vody. Tekutinu přiveďte k varu a vařte ji spolu se zelím asi 20–30 minut.
Tato doba stačí k tomu, aby se část tekutiny odpařila. Výsledný odvar bude mít sytě fialový odstín. Po vychladnutí můžete připravit základ pro testovací proužek.
Nejlepší je použít bílý papír do tiskárny, protože nezpůsobí chybu v barvě testované kapaliny. Navíc dokonale absorbuje roztok indikátoru. Papír musí být nastříhán na proužky široké 1 cm a dlouhé 5 cm.
Před použitím testovacích proužků k určení pH vody je nutné je namočit do indikátorového roztoku. Ochlazený roztok se přefiltruje přes gázu a poté se do něj ponoří papírové proužky. Postup trvá asi 10 minut a je důležité, aby byl papír rovnoměrně namočený v roztoku a získal světle fialový odstín.
Pak je třeba proužky vysušit a poté můžete určit pH vody. Nepoužité proužky je lepší umístit do krabice nebo sáčku, aby byly chráněny před vlhkostí.
Použití takových domácích testovacích proužků je velmi jednoduché. Stačí kápnout jednu nebo dvě kapky testované kapaliny na proužek (k tomu se vyplatí použít pipetu). Výsledek interakce indikátoru a papíru můžete pozorovat během několika minut. Testovací proužky získají určitou barvu v závislosti na úrovni kyselosti vody. Výsledek můžete vyhodnotit porovnáním výsledného odstínu se stupnicí, která vypadá takto:
Kalibrace váhy se provádí pomocí látek, které mají v původní formě konstantní hodnotu. pH prostředíTyto prvky jsou uvedeny v tabulce:
Některé hodnoty pH
Citronová šťáva (5% roztok kyseliny citronové)
