Иванова Елена Михайловна

Загадка рН

Материал опубликован 30 March

Автор публикации: Я. Кобцева, ученица 8Б класса

Научно-исследовательская работа по теме:

"Загадка рН"

Автор работы: Кобцева Яна

ученица 8 «Б» класса

МБОУ «СОШ № 29»г. Калуга

Научный руководитель: Иванова Е.М.,

учитель химии-биологии

МБОУ «СОШ № 29» г.Калуга

Калуга, 2025

Содержание

Введение………………………………………………………………...……………с 3-4

Основная часть…………………………………………………………………….с 5-20

Теоретический этап:

1. Водородный показатель……………………………………….............................с 5-11

1.1 Загадочные буквы рН……………………..………………………………..….…с 5-6

1.2 Использование значений рН человеком ……………………………………….с 6-9

1.3 Способы определения рН…………………………………………………...…..с 9-11

2. Индикаторы……………………………………………………………………...с 11-13

2.1 Виды индикаторов…………………………………………………………………с11

2.2 История открытия индикаторов………………………………………………с11-12

2.3 Индикаторы в природе…………………………………………………….......с 12-13

Практический этап:

1. Определение рН различными способами применяемыми в лаборатории……………………………………………………………………………......с 13-16

2.Изготовление индикаторов и их использование для определения среды раствора…………………………………………………………....с 16-19

Заключение…………………………………………………………………….. ..с 19-20

Список литературы..............………………………………………………………...с 21

Приложения……………………………………… ………………………………с 26-29

Введение

Актуальность темы

На уроках химии изучая тему «Кислоты», мы познакомились с Индикаторами. Я решила узнать по подробнее зачем они нужны. Что ими измеряют?

Чем можно заменить индикаторы? И самой приготовить индикаторы и сравнить их действия с другими способами. Оказалось, что использование индикаторов и других способов измерения рН довольно распространенно в современном мире и достаточно актуально. Сейчас уже слово рН у большинства на слуху, даже есть рекламы в которых делается акцент на рН. Вода с определенным рН, нейтральные шампуни. Буквы pH можно встретить на баночке с кремом для лица, в результатах медицинских анализов, отчете эколога или инженера-технолога. Давайте узнаем, что это за вездесущий показатель, как его рассчитать и применять. Что же это за загадочные буквы? Что они означают? Очень хотелось бы с этим разобраться, поэтому мной была выбрана данная тема.

Гипотеза: люди в большинстве своем не осведомлены в вопросах рН среды, хотя сталкиваются с этим ежедневно. Возможность самостоятельно определять этот показатель в домашних условиях помогла бы людям в решении ряда вопросов.

В соответствии выбранной темой была поставлена следующая цель и задачи.

Цель: изучить различные способы определения рН, выявить наиболее простые.

Задачи:

- разобрать в том, что такое рН и насколько важно человеку знать его значение;

- выяснить способы определения рН;

- приготовить индикаторы;

- провести измерение рН растворов как самодельными индикаторами , так широко используемыми в химии;

- провести измерение рН индикаторной бумагой;

- провести измерение рН растворов рН –метром;

- провести измерение рН растворов методом титрования;

- сравнить различные методы определения рН растворов.

Объект исследования: растворы с различными значениями рН.

Предмет исследования: индикаторы как химические так и собственного изготовления, рН-датчик.

История разработки данной темы: исследования, связанные с pH (водородным показателем), начались в 1909 году, когда датский физикохимик и биохимик С. Сёренсенсен ввёл это понятие. В 1915 году учёный McClendon впервые провёл внутрижелудочную рН-метрию. И если изначально все исследования были связаны с пищеварительной системой человека, то сегодня они затрагивают уже многие системы организма.

Степень изученности вопроса: конечно, на сегодняшний день достаточно много информации о рН и способах его измерения. Однако не так уж много людей знакомы со всеми этими исследованиями. Достаточно небольшое количество работ связанно с исследование ознакомленности людей с этим вопросом.

Новизна: заключается на мой взгляд в том, чтобы не только изучить рН и способы его определения, но и донести хотя бы до небольшой группы людей, что это важно. И даже используя подручные или сравнительно не дорогие способы мы можем самостоятельно , в домашних условиях провести такие исследования

Для того, чтобы достигнуть цели и выполнить поставленные задачи мною были использованы следующие методы:

- теоретические (анализ, синтез, абстрагирование)

- эмпирические (наблюдение, сравнение, эксперимент)

- матеметические (статистические и визуализации данных).

Теоретическая часть

Водородный показатель

Загадочные буквы рН

pH (водородный показатель) — это величина, характеризующая кислотность среды, выражающая концентрацию ионов водорода в растворе. Шкала pH имеет диапазон от 0 до 14, где: pH = 7 — нейтральная среда (например, чистая вода); pH < 7 — кислая среда (чем ниже значение, тем более кислая среда); pH > 7 — щелочная (основная) среда (чем выше значение, тем более щелочная среда). pH рассчитывается как отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода: pH = -log₁₀[H⁺]. pH среды играет важную роль в химических реакциях, биологических процессах и экологии.[1]

Буква «р» в обозначении pH — начальная буква датского слова potenz (математическая степень), буква «Н» — символ водорода.[3]

Водные растворы веществ могут быть кислыми, нейтральными или щелочными. Кислотность среды зависит от концентрации положительно заряженных ионов водорода (H+) и отрицательно заряженных гидроксид-ионов (OH−) относительно друг друга.

Если в растворе [H+] > [OH−], то его называют кислотным,

если [OH−] > [H+] — щелочным,

если [H+] = [OH−] — нейтральным.

В нейтральном растворе концентрация Н+ и ОН− ничтожно мала, поскольку эти ионы активно взаимодействуют друг с другом с образованием малодиссоциирующего соединения Н2О. Поэтому в нейтральном растворе присутствуют только те ионы водорода и гидроксид-ионы, которые образовались в результате обратимой диссоциации:

Н2О ⇆ Н+ + ОН–.

Концентрация ионов H+ и OH− при комнатной температуре всегда одинакова и равняется:

[H+] = [OH−] = 10−7 моль/л.

Для характеристики кислотности среды более удобно использовать водородный показатель pH (читается «пэ аш»), который равен десятичному логарифму величины [H+] с отрицательным знаком. Формула расчета pH:

Формула pH - это pH = -log[H+], где [H+] - концентрация ионов водорода (H+), выраженная в моль/л. Например, если концентрация ионов водорода [H+] = 0.01 моль/л, pH = -log(0.01) = 2.

Единица измерения концентрации - моль/л.

Название величины указывает на то, что кислотность или щелочность среды можно выразить через концентрацию только ионов водорода. [1]

1.2 Использование значений pH человеком.

Показатель pH (водородный показатель) используется человеком в разных областях.

Медицина

pH крови — один из важнейших параметров биохимических процессов в организме. В норме показатель колеблется в пределах 7,35–7,45. Даже незначительные нарушения этих границ могут иметь неприятные последствия, а рН менее 6,8 и выше 7,8 несовместимы с жизнью.

Питание

pH желудочного сока — критерий нормальной деятельности желудка. В норме натощак кислотность желудочного сока — 1,5–2,0 pH. В теле желудка кислотность постепенно снижается, так как пища начинает перемешиваться с желудочным соком — здесь pH колеблется от 3,0 до 6,0.

Экология

pH воды — важный параметр, который влияет на множество процессов: от химических реакций до биологических функций. Например: distel.ru

- Вода с низким pH может негативно повлиять на жизнь водных организмов, таких как рыбы и растения.

- Излишняя кислотность воды может привести к её окислению, что нарушит химический состав водоёма и уничтожит экосистему.

Техника

pH-метр — специализированное измерительное оборудование для определения активности ионов водорода в различных средах. Некоторые области применения:

Производство лакокрасочных материалов — контроль pH водно-дисперсионных красок, эмалей, грунтовок.[2]

Химический синтез — мониторинг кислотно-щелочных реакций в реакторах.

Фармацевтическое производство — обеспечение требуемых параметров лекарственных препаратов.

В организме

Сбалансированный pH обеспечивает нормальное протекание метаболических процессов в организме. Например:

В норме уровень pH крови — 7,35–7,45. Если он снижается меньше 7,35 — развивается закисление, при повышении больше 7,45 — защелачивание.

Слишком кислый или щелочной раствор повреждает белки крови и клеток, и они не могут выполнять свою работу: переносить гормоны, витамины и жиры в разные части организма, а также обеспечивать обмен веществ в клетках.

Для поддержания баланса в организме работают защитные системы: химические буферы, которые нейтрализуют поступающую кислоту или щелочь, лёгкие, которые выводят углекислый газ, почки, которые выводят или сохраняют в крови нужное количество веществ.

В питании

Организм способен правильно усваивать и накапливать минералы и питательные вещества только при надлежащем уровне кислотно-щелочного равновесия. Например:

Железо может усваиваться организмом при рН 6,0–7,0, а йод — при рН 6,3–6,6.

Для нормального пищеварения необходимо, чтобы желудочный сок имел низкие значения рН: в норме — 1,85.

В окружающей среде

pH воды играет важную роль не только для человека, но и для экосистемы в целом. Например:

Вода с низким pH может негативно повлиять на жизнь водных организмов, таких как рыбы и растения.

Излишняя кислотность воды может привести к её окислению, что нарушит химический состав водоёма и уничтожит экосистему. Для сохранения здоровья водоёмов и водных экосистем важно контролировать уровень pH и следить за его состоянием, особенно в условиях загрязнения окружающей среды..

Усвоение витаминов

Уровень pH в желудочном соке влияет на химическую стабильность и биодоступность ряда витаминов.

Некоторые примеры:

Витамин С (аскорбиновая кислота) подвержен разрушению при слишком высокой кислотности или, наоборот, при недостаточном выделении соляной кислоты. При pH ниже 2 аскорбиновая кислота быстро распадается, теряя эффективность.

Витамин B12 нарушается при сниженной кислотности. Это ведёт к утрате связывающей способности с внутренним фактором Касла — белком, необходимым для всасывания.

Желудочный сок с повышенной кислотностью создаёт агрессивную среду для лабильных соединений, таких как фолаты. Эта форма фолиевой кислоты нестойка в кислой среде и подвергается декарбоксилированию, что может уменьшить её усвоение на 30%.

Чтобы оптимизировать усвоение витаминов, рекомендуется распределять их приём с учётом состояния желудочной секреции и времени суток. Например, микроэлементы, чувствительные к кислоте, лучше принимать после еды, когда pH выше 3–4, так как пища нейтрализует сильную кислотность, снижая деструктивное воздействие.

Исключительно велика роль pH в самых различных явлениях и процессах: и в природе, и в технике, так как в зависимости от реакции среды эти процессы могут протекать с различными скоростями и в разных направлениях. Поэтому определение кислотности среды растворов очень важно в медицине, технике, сельском хозяйстве.

Значение pH или показатель кислотно-щелочного равновесия является одним из важнейших параметров биохимических процессов, которые постоянно происходят в биохимических жидкостях нашего организма: слюне, моче, крови.

Нормальная жизнедеятельность организма невозможна без поддержания постоянных характеристик (температура, давление, концентрация веществ) во внутриклеточных и тканевых жидкостях организма. Единственным растворителем для живых организмов является вода.

Значительные изменения pH любых биологических систем и особенно крови могут привести к гибели всего организма. Поэтому понятна огромная важность для организма поддержания pH в заданных природой пределах.

Концентрация водородных ионов играет большую, часто определяющую, роль в самых разнообразных явлениях и процессах – и природе и в технике.Многие производственные процессы в химической, пищевой, текстильной и других отраслях промышленности протекают лишь при определённой реакции среды. Особенно важна роль рН в жизнедеятельности растений и животных. Наш организм нормально функционирует только тогда, когда и в крови, и в тканевой жидкости различных органов поддерживается определённое соотношение ионов H+ и OH- (допустимы незначительные колебания). Лишь при этом условии в организме протекают сложнейшие процессы белкового, углеводного, жирового обмена.

Таким образом, Водородный показатель имеет важное значение во многих отраслях: в косметологии многие продукты проходят проверку на оптимальное значение pH для безопасности кожи;

в сельском хозяйстве кислотность среды определяют для выращивания сельскохозяйственных культур;

в экологии изменение кислотности дождевых вод, рек, озер свидетельствует об ухудшении экологических условий и т. д. [4]

1.3 Способы определения pH

Водородный показатель (pH) растворов определяют с помощью индикаторов, pH-метра или кислотно-основного титрования.

А) pH-датчики

pH-метр — прибор для точного измерения pH, основанный на потенциометрическом методе с использованием стеклянного электрода, потенциал которого зависит от концентрации ионов H+.

Принцип работы: электрод прибора погружают в раствор, и происходит замыкание электрической цепи. Величина электродвижущей силы (ЭДС) пропорциональна pH.

Важно: величина ЭДС зависит от температуры, поэтому измерительная функция прибора зависит от температуры раствора. Рекомендовано проводить измерения при 25 °С для достижения максимальной точности.

Использование специального прибора – pH-метра – позволяет измерять pH в более широком диапазоне и более точно (до 0,01 единицы pH), чем с помощью индикаторов. Ионометрический метод определения pH основывается на измерении милливольтметром-ионометром ЭДС гальванической цепи, включающей специальный стеклянный электрод, потенциал которого зависит от концентрации ионов H+ в окружающем растворе. Способ отличается удобством и высокой точностью, особенно после калибровки индикаторного электрода в избранном диапазоне рН, позволяет измерять pH непрозрачных и цветных растворов и потому широко используется.[6]

pH-датчики используются в различных областях, например:

Сельское хозяйство — контроль pH почвы для оптимального роста растений.

Пищевая промышленность — оценка качества продуктов, таких как вино, пиво, соки и молочные изделия.

Научные исследования — в лабораториях рН-метры играют ключевую роль в проведении экспериментов, где необходим строгий контроль pH.

Медицинские исследования — в клинических лабораториях рН-метры используются для анализа различных биологических жидкостей, таких как кровь и моча.

Б) Титрование

Кислотно-основное титрование — аналитический метод, при котором pH определяется путём постепенного добавления титранта известной концентрации и фиксирования точки эквивалентности с помощью индикатора или pH-метра.

Аналитический объёмный метод – кислотно-основное титрование – также даёт точные результаты определения кислотности растворов. Раствор известной концентрации (титрант) по каплям добавляется к исследуемому раствору. При их смешивании протекает химическая реакция. Точка эквивалентности – момент, когда титранта точно хватает, чтобы полностью завершить реакцию, – фиксируется с помощью индикатора. Далее, зная концентрацию и объём добавленного раствора титранта, вычисляется кислотность раствора. Метод кислотно-основного титрования используется в практике клинических, судебно-экспертных и санитарно-гигиенических исследований, а также при оценке качества лекарственных препаратов.[3]

Суть: раствор известной концентрации (титрант) по каплям добавляется к исследуемому раствору, при их смешивании протекает химическая реакция. Точка эквивалентности — момент, когда титранта точно хватает, чтобы полностью завершить реакцию, — фиксируется с помощью индикатора. Далее, зная концентрацию и объём добавленного раствора титранта, вычисляется кислотность раствора. [3]

В) Индикаторы

2. Индикаторы

2.1. Виды индикаторов

Индикаторы pH (кислотно-основные индикаторы) — органические соединения, которые изменяют цвет в растворе при изменении кислотности (pH) среды. pH — водородный показатель, характеризующий концентрацию ионов водорода в растворе. Растворы со значением pH: менее 7 — кислые, равно 7 — нейтральные, больше 7 — щелочные.

Некоторые виды индикаторов для определения pH (кислотности или щелочности) растворов:

- Лакмус — изменяет цвет с красного на синий при переходе из кислой среды в щелочную.

- Фенолфталеин — бесцветен в кислой среде и розовеет в щелочной.

- Метиловый оранжевый — меняет цвет с красного в кислой среде на жёлтый в щелочной.

- Бромтимоловый синий — жёлтый в кислой среде, зелёный в нейтральной и синий в щелочной.

Также используются универсальные индикаторы — смеси нескольких индивидуальных индикаторов, подобранных так, что их раствор поочерёдно меняет окраску при изменении кислотности раствора в широком диапазоне pH.

Принцип работы

Изменение цвета индикатора связано с обратимыми химическими реакциями, которые изменяют электронную структуру молекулы. Ионы H⁺ и OH⁻ «переключают» структуру молекулы-индикатора, изменяя её способность поглощать свет. Цвет — это сигнал о концентрации протонов в растворе.

Область значений pH, в которой происходит заметное изменение окраски индикатора, называется областью перехода. [5]

2.2 История открытия индикаторов

Первым ученым, описавшим индикаторные свойства растений, был английский ученый Роберт Боль(1627-1691г.г.). Он был сыном богатого лорда, с детства увлекался химией, физикой, биологией, медициной и философией. Он имел прекрасную лабораторию, в которой мог проводить самые разнообразные и порой дорогостоящие опыты. В 1664 году вышла его книга «Опыты и рассуждения о цветах», в которой он описал открытие неизвестных веществ – индикаторов. Открытие произошло случайно. Однажды, работая в лаборатории. Ученый использовал концентрированную соляную кислоту. Пары её попали на лепестки фиалок, букет который стоял на столе. Бойль увидел, что цветы дымятся. Чтобы спасти цветы, он погрузил букет в стакан с водой и с удивлением обнаружил, что фиолетовые цветы окрасились в красный цвет. Бойль понял, что виной тому является кислота, образовавшаяся в стакане при промывании цветов в воде. Именно кислота была причиной изменения цвета лепестков. Ученый продолжил эксперименты с другими растениями и выяснил, что многие из них реагируют на кислотно – основные свойства растворов изменением цвета. Особенно хорошо проявил себя раствор лакмусового лишайника. Это редкое растение было найдено в лесу. Однако работать с растворами, полученными из растений, было неудобно. Роберт Бойль нашел выход: он пропитал раствором бумажные полоски, высушил их и использовал для определения среды в растворах. Эти бумажки ученый назвал «ИНДИКАТОРЫ» ( от латинского «указатели»), т.к. они указывали, какой раствор находится в склянке. При этом работать с лакмусовыми бумажками было очень удобно. [3]

Первый индикатор был назван – лакмусом в честь лакмусового лишайника.

Интересно Интересно, что именно индикаторы помогли Бойлю в 1694 году открыть новое вещество – фосфорную кислоту. Природные индикаторы ,получаемые из растений, были дороги. Поэтому ученые занялись поиском искусственных индикаторов. В настоящее время группа индикаторов представлена очень широко, но я расскажу подробно про одну основную:
• кислотно-основные индикаторы (см. фото в приложении 1)
Их используют чаще всего для определения величины концентрации ионов водорода в растворах (водородный показатель рН)
если рН = 7 – среда нейтральная

если рН < 7 – среда кислая

если рН > 7 – среда щелочная[4]

2.3 Индикаторы в природе

Во многих растениях - их цветах, плодах, корнеплодах содержатся антоцианины.

Антоцианин - вещества, которые изменяют свой цвет зависимости от кислотности среды то есть они в принципе могут использоваться как природные индикаторы.

Сырьем для изготовления самодельных индикаторов могут служить свежие или засушенные части дикорастущих и домашних растений, их листья, цветы, плоды, корнеплоды. Можно в качестве индикаторов использовать вещества из домашней аптечки ( раствор бриллиантовой зелени) , пищевые продукты ( раствор обычного чая, чая каркаде ).

Некоторые примеры индикаторов в природе:

Лакмус - его добывают из некоторых лишайников. Под действием кислот лакмус окрашивается в красный цвет, а под действием щелочей - в синий (один из самых распространенных природных индикаторов)

Гортензии - этот вид растений служит естественным индикатором кислотности или щелочности почвы. Если почва кислая, цветки гортензий становятся синими, если нейтральная - фиолетовыми, а если щелочная -розовыми.

Китайская роза - экстракт этого растения используется для различения кислого и основного раствора. В кислом растворе экстракт китайской розы становится ярко-розовым или пурпурным, а в базовом растворе приобретает зелёный цвет. [6]

II.Практическая часть

Определение рН различными способами применяемыми в лаборатории

Опыт 1. Определение рН растворов с помощью универсальных индикаторов

Для опыта использовали :
1.Универсальный индикатор
2. Разные пробы воды (см. фото 2 в приложении):
1. дистиллированная вода
2. кипяченая вода
3. водопроводная вода Из-под крана
4. дождевая вода
5. газированная вода(бесцветная)
3.Для сравнения с рН воды использовались:
6. уксусная кислота 9%
7. раствор пищевой соды.
Ход работы

Разные пробы воды, а также кислоты и соды помещали в пластмассовые чашки под соответствующими номерами. Далее в них опускали индикаторные бумажки. Наблюдали, как они изменяли свой цвет индикаторные бумажки и сравнивали его с цветами шкалой универсальных индикаторов.
Универсальный индикатор имеет шкалу цветов, соответствующих рН растворов от 1 до 14.
При этом:
1рН; 2рН; 3рН - сильнокислотная среда
4рН; 5рН; 6рН; - слабокислотная среда
7рН - нейтральная среда
8рН; 9рН; 10рН - слабощелочная среда
11рН; 12рН; 13рН; 14рН; - сильно щелочная среда
В результате испытаний мы обнаружили (см. фото 3 в приложении):
1. Дистиллированная вода имеет 7рН - нейтральная среда
2. Кипяченная вода 6рН - слабо - кислотная среда
3. Водопроводная рН8 - слабощелочная среда
4. Дождевая вода рН6 - слабокислотная среда
5. Газированная вода рн4- слабокислотная среда
6. Уксусная кислота рН3 - сильнокислотная
7. Раствор соды рН11 - сильнощелочная среда

образец

Дистил.

вода

Кипяч.

Вода

Водопров

Вода

Дождевая

вода

Газиров

вода

Уксус

Нашатыр.

спирт

рН

(приложение фото1,2,3)

Вывод: исследования показали, что показатели рН воды сильно отличаются от кислоты и соды, К нейтральному показателю дистиллированной воды больше всего приближается кипяченная вода (6рН), что делает её возможной для использования для пищевых нужд, Слабощелочной характер водопроводной воды (8рН) ограничивает её использование в сыром виде. Дождевая вода (6рН) тоже ограничивает её использование, даже для полива растений она не очень полезна. А газированные напитки, оказывается, имеют довольно кислую среду, а точнее (4рН). Поэтому употребление газированных напитков вредно, особенно натощак, из-за того что они разъедают слизистую оболочку желудка. Таким образом, в пищу лучше употреблять только кипяченную воду.

Опыт 2. Титрование растворов

Для опыта использовали:

-раствор уксусной кислоты

-раствор аммиака

-газированная вода

-кипяченая вода

-водопроводная вода

-дождевая вода

- р-р NaOH

Ход работы

Собрать установку для титрования.

Отмерьте при помощи градуированной пипетки 10 мл раствора и вылейте его в коническую колбу.

Внесите 3 капли фенолфталеина.

Налейте в бюретку раствор NaOH.

Спускайте из бюретки небольшими порциями раствор NaOH (примерно по 0.5 мл) в исследуемый раствор, непрерывно помешивая легкими круговыми движениями колбочки.

Область, в которую попадает щелочь, окрашивается в розовый цвет, исчезающий при взбалтывании. Когда розовый цвет начинает медленно исчезать, спускайте раствор NaOH по одной капле и так продолжайте до тех пор, пока от одной капли не появится слабая, но устойчивая розовая окраска.

Отметьте по делениям бюретки с точностью до 0,05 мл объем раствора NaOH, израсходованного на нейтрализацию молочной кислоты.

Сравним израсходованные объемы

Водопров

Кипяч

Газиров

Уксус

Нашат.сп

V(NaOH) мл

Сразу малиновый

рН

Нейтральный

нейтральный

Слабо кислый

Самый кислый

Самый щелочной

Вывод: мы не проводили настоящее титрование, просто посмотрели суть этого метода. Количество затраченного гидроксида натрия обратно пропорционально кислотности раствора. Чем больше щелочи потребовалось, тем меньше рН и тем кислее раствор. Определяли рН приблизительно.Хотя этот метод при использовании соответствующих формул, может дать точные значения рН. Титрование возможно использовать для определения кислотности среды, но нужно подбирать вещества, в зависимости от титруемого раствора. Метод требует больших затрат времени, как на само проведение так и на последующую обработку результатов. Использовать такой метод в быту не получиться, нужны определенные приборы, вещества и опыт.

Опыт 3. Определение кислотности среды раствора с помощью рН датчика

Для это опыта мы использовали Цифровую лабораторию по химии (ученическая) Z.Labs. Она оснащена Беспроводной мультидатчик по химии с 3 встроенными датчиками:

Датчик рН с диапазоном измерения не уже чем: от 0 до 14 pH.

Для это опыта нами были подготовленны растворы:

-раствор уксусной кислоты

-раствор аммиака

-газированная вода

-кипяченая вода

-водопроводная вода

-дождевая вода

Ход работы

Приготовить растворы веществ и поочереди опускать датчик в раствор, фиксируя на компьютере полученные значения. После каждого определения датчик рекомендуется промыть в стакане с чистой водой.

образец

дистил.

Вода

кипяч.

Вода

водопров

вода

дождевая

вода

газиров

вода

уксус

нашатыр.

спирт

рН

Вывод: рН –датчик позволяет быстро и легко определять значения рН. 1. Мгновенное и точное измерение:

- Датчики pH почвы обеспечивают мгновенные и точные измерения, позволяя контролировать кислотность или щелочность в режиме реального времени и быстро принимать соответствующие корректирующие меры.

2. Мониторинг и отслеживание в реальном времени:

- Датчики можно устанавливать и подключать по беспроводной сети к регистраторам данных или интеллектуальным устройствам для постоянного мониторинга изменений pH почвы и оперативного решения проблем, связанных с pH.

Работа с рН-датчиком была интересной , оперативной и результативной.

Изготовление индикаторов и их использование для определения среды раствора

Опыт 1. Изготовление индикаторов своими руками

Для опыта использовали:
1) Природные индикаторы:
1.отвар свеклы
2.раствор куркумы
3.настой черного чая
2) Растворы веществ, обеспечивающих среду:
1. кислую - 70% уксусная кислота
2. щелочную - 10% раствор аммиака
Ход работы
Подготовили растворы природных индикаторов (см фото 4 в приложении):
1. 200 г красной свеклы измельчили и отварили в 200 мл вода и настаивали до остывания
2. 1 чайную ложку куркумы размешали в 100 мл тёплой и настаивали в течение 2 часов, периодически помешивая
3. 2 чайные ложки чёрного чая залили 200 мл кипятка и выдерживали ,помешивая, до остывания.( см.приложение фото4)

Опыт 2. Исследование рН растворов с помощью индикаторов сделанными своими руками

1) Измерили рН кислоты и раствора аммиака с помощью универсальной индикаторной бумаги:
1.рН раствора уксусной кислоты оказалась равна 3рН - сильнокислотная среда
2.рН раствора аммиака 13рН - сильнощелочной раствор
2) Налили образцы растворов индикаторов и растворы кислоты и щелочи в пластмассовые чашки.
Потом в растворы кислот и щелочей прилили соответствующие индикаторы и увидали изменения цветов индикаторов.
3) Анализ результатов опыта:
1.малиновый цвет свеклы стал ярко красным в кислоте и зеленым в щелочи.
2.оранжевый цвет куркумы стал оранжево-красным в кислоте и ярко-желтым в щелочи.
3.коричнивый цвет чая стал бледно-коричневым в кислоте и темно-коричневым в щелочи ( см приложение фото5).

Среда	Свекла	куркума	черный чай
Нейтральная Н2О рН = 7	Бордовый	ярко - оранжевый	коричневый
Кислотная Уксусная кислота рН < 7	Розовый	желтый	светло – коричневый
Щелочная Раствор аммиака рН > 7	светло – фиолетовый	оранжево – красным	темно – коричневый

Таким образом, использованные природные индикаторы дали хорошие и яркие результаты в кислой и щелочной средах.

Выводы : использование природных индикаторов для определения среды растворов вполне возможно и может иметь прекрасные результаты, НО:
1.водные растворы природных индикаторов очень быстро портятся, поэтому лучше в случае необходимости готовить их спиртовые растворы.
2. рН исследуемых растворов должен быть меньше 4 и больше 9, то есть растворы должны быть или сильнокислотными или высокощелочными. Иначе изменение цвета индикатора будет малозаметно. Таким образом, их практическое применение носит ограниченный характер и имеет скорее познавательный значение.

Заключение

рН-это один из важнейших показателей используемый в разных средах жизни человека. Индикаторы - очень важные вещества, которые широко используются человеком в настоящее время. Без индикаторов невозможно себе представить ни одну химическую лабораторию. Пищевая, фармацевтическая промышленность, производство продуктов бытовой химии, косметики, средств по уходу за кожей и волосами и ещё много чего не может обойтись без индикаторов.
Дело в том, что в организме человека рН нейтральна или близка к ней и этот кислотно - щелочной баланс должен постоянно соблюдаться.
Только на поверхность кожи и в желудке человека среда слабокислая. Это имеет большее защитное значение: микробы, попавшие сюда в большинстве своём погибают. Нарушение рН кожи и желудка очень опастно. Вот почему постоянное и частое использование щелочных растворов неблагоприятно не только для состояния кожи, но и для здоровья в целом. Косметические средства, мыла, шампуни, средства для ухода за кожей и мытья посуды и многое другое - все они должны иметь нейтральную или слабокислотную среду. Это же касается лекарств, пищевых продуктов - молока, кефира, творога и многого другого. Во всех перечисленных средах народного хозяйства широко используются кислотно - щелочные индикаторы.
Они же находят широкое применение в сельском хозяйстве для определения рН почв, так как большинство растений плохо растет на кислых почвах. Нужны они на водоочистных станциях для анализа качества питьевой воды. В экобиологии - для определения безопасности отходов производства и кислотности дождей. Даже в личных подсобных хозяйствах индикаторам находят применение. Кроме индикаторов, сегодня используют и другие способы определения кислотности среды,которые по ряду показателей: точности, надежности даже превосходят индикаторы. Это например рН-датчики. Однако индикаторы сохраняют свое значение в современном мире. От открытия первого индикатора до наших дней химия сделала множество шагов по созданию огромного числа разнообразных индикаторов. Все они успешно служат человеку, но поиск новых индикаторов продолжается и поныне.

Таким образом, подводя итог своей работе хочу отметить следующее:

-рН-это важный показатель, значение которого важны во многих областях жизни человека;

- из всех возможных способов измерения рН самым простым и точным является использование рН-датчиков, но самым интересным и наглядным –Индикаторы;

-можно приготовить Индикаторы самим, из вполне обычных продуктов, что может пригодится даже в обычной жизни;

-знания в области кислотности среды и способов её изучения важны для современного человека, так как помогают решать важные насущные проблемы.

Оказывается даже подбор фильтров для воды должен зависеть от ее значения рН. А интуитивно изменяя окраску борща-добавляя в него ложку уксуса или лимонную кислоту-это тоже работа с рН. Исследование для меня оказалась очень интересным и познавательным, разматывая клубок информации от Индикаторов я узнала о рН , научилась понимать значение этих букв, поняла важность их в жизни человека, попробовала почувствовать себя в роли химика.