Одним из важнейших показателей качества волы является водородный показатель (рН воды). Вода, являясь слабым электролитом, частично диссонирует в воде на ионы.

H₂O = 2 H⁺ + O^2-

Понятие рН воды было введено в 1909 году датским химиком Сёренсеном. Показатель называется pH, по первым буквам латинских слов potentia hydrogenii — сила водорода, или pondus hydrogenii — вес водорода. Присутствие ионов водорода и гидроксила даже в очень небольших концентрациях существенно влияет на свойства воды и водных растворов. Для оценки количества водородных ионов используют водородный показатель, или рН воды. Таким образом, рН – это мера активности ионов водорода в растворе, которая количественно выражает его кислотность. От величины pH зависит скорость протекания различных химических реакций, уровень коррозионной агрессивности воды, форма присутствия загрязняющих веществ в воде, что, в конечном счете, в ряде случаев, будет определять степень их токсичности.

 

рН воды рассчитывается как десятичный логарифм от концентрации ионов водорода в воде.

В зависимости от значения рН водный раствор можно разделить на нейтральный, кислотный и щелочной. На рисунке представлена шкала рН.

В нейтральной среде концентрация ионов водорода равна 1×10^-7 моль/л, таким образом рН дистиллированной равен 7. Наличие в воде растворенного электролита меняет рН среды в соответствии с концентрацией ионов водорода или гидроксил анионов. Проще говоря, избыток ионов H+ определяет кислотные свойства раствора, в то время как избыток ионов ОН- определяет основные свойства раствора. Регулируя концентрацию этих ионов, мы можем управлять химическими и биохимическими процессами. Например, в пищевой промышленности это: брожение капусты, скисание молока, формирование простокваши, изготовление вина или пива.

 

Таким образом, в соответствии с уровнем рН воду можно разделить на несколько типов:

Тип среды	Значение рН
Сильнокислотная	< 3
Кислая	3–5
Слабокислотная	5–6,5
Нейтральная	6,5–7,5
Слабощелочная	7,5–8,5
Щелочная	8,5–9,5
Сильнощелочная	> 9,5

Для определения значения pH растворов широко используют несколько методик. Водородный показатель можно приблизительно оценивать с помощью индикаторов, точно измерять pH-метром или определять аналитически путём, проведением кислотно-основного титрования.

1. Для грубой оценки концентрации водородных ионов широко используются кислотно-основные индикаторы — органические вещества-красители, цвет которых зависит от pH среды. К наиболее известным индикаторам принадлежат лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый (метилоранж) и другие. Индикаторы способны существовать в двух по-разному окрашенных формах — либо в кислотной, либо в основной.

2. Для расширения рабочего интервала измерения pH используют так называемый универсальный индикатор, представляющий собой смесь из нескольких индикаторов. Универсальный индикатор последовательно меняет цвет с красного через жёлтый, зелёный, синий до фиолетового при переходе из кислотной области в основную.

3. Использование специального прибора — pH-метра — позволяет измерять pH в более широком диапазоне и более точно.

4. Аналитический объёмный метод — кислотно-основное титрование — также даёт точные результаты определения кислотности растворов. Раствор известной концентрации (титрант) по каплям добавляется к исследуемому раствору.

Кислотность среды имеет важное значение для множества химических процессов, и возможность протекания или результат той или иной реакции часто зависит от pH среды. Для поддержания определённого значения pH в реакционной системе при проведении лабораторных исследований или на производстве применяют буферные растворы, которые позволяют сохранять практически постоянное значение pH при разбавлении или при добавлении в раствор небольших количеств кислоты или щёлочи.

Водородный показатель pH широко используется и для характеристики кислотно-основных свойств различных биологических сред. Кислотность реакционной среды особое значение имеет для биохимических реакций, протекающих в живых системах. Концентрация в растворе ионов водорода часто оказывает влияние на физико-химические свойства и биологическую активность белков и нуклеиновых кислот, поэтому для нормального функционирования организма поддержание необходимого рН является задачей исключительной важности.

 

В человеческом организме в различных органах водородный показатель различен. Нормальный уровень pH крови составляет 7,36,  т.е. кровь имеет слабоосновную реакцию. Нормальный водородный показатель желудочного сока равен 1,5-2 ед. Вода с рН 6,5–8,5 является наиболее приемлемой для употребления.