background image

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:

background image

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. 

background image

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

.

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 

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).