Уровень кислотности среды принято измерять по условной 
шкале от 0 (очень кислая среда) до 14 (очень щелочная среда). Нейтральным считается показатель, равный 7 — это рН чистой воды.
Величина рН показывает уровень кислотности среды. Введена эта характеристика была в самом начале XIX века для обозначения активности ионов водорода в растворе. Концентрация ионов измеряется в моль²/л² и выражается числами порядка 10-1… 10-14. Для удобства новую характеристику стали представлять через формулу
рН = - lg(H+), т.е. уровень кислотности среды — это степень (без знака) числа, выражающего концентрацию ионов водорода.
Знание уровня кислотности среды требуется во многих областях, в частности:
- рН воды проверяют в бассейнах, аквариумах, при водоподготовке, для приготовления растворов с заданными свойствами (например, красителей для бумаги или ткани, инъекционных препаратов).
- Многие пищевые продукты на предприятиях пищепрома тестируются на уровень кислотности.
- В сельском хозяйстве прежде, чем решить, какие культуры выращивать, проводится анализ кислотности почвы, так как для разных растений оптимально подходит почва с разной кислотностью. рН почвы необходимо регулировать в комнатном цветоводстве и тепличных хозяйствах.
- Уровень рН — важный показатель для косметических продуктов: кремов, лосьонов, шампуней, мыла и т.п. Мы обязательно расскажем об этом подробно в следующей статье.
- Кислотность среды проверяют в аналитической химии, фармацевтике, микробиологии, биохимии, химпроме, производстве удобрений, кормовых добавок, нефтепродуктов, топлив и др.
Методы определения
Для определения уровня кислотности среды существует три основных способа — с помощью:
- химических индикаторов;
- электронных рН-метров;
- аналитических методов.
Каждый из этих способов имеет свои достоинства и недостатки. Аналитический метод самый сложный в исполнении, но зато и самый точный. Для его проведения нужна лаборатория и соответствующее оборудование. Нужно выполнить титрование, а потом вычислить рН на основании известной концентрации исследуемого раствора и объема использованного титранта.
Электронные рН-метры очень точные, могут применяться в полевых условиях, но относительно дороги и требуют регулярной калибровки. Кроме того, они требуют бережного обращения и точного следования инструкции.
Использование химических индикаторов не требует серьезной профессиональной подготовки; может применяться как в лабораториях, так и на выезде. Однако точность этого способа самая низкая, к тому же зависит от субъективной оценки исследователя. Еще один недостаток: невозможность работы с сильными кислотами и щелочами. Но метод очень прост, дешев и, в большинстве случаев, его точности достаточно. Именно поэтому он — самый популярный как у химиков, так и у специалистов других областей.
На нашем сайте можно купить множество химических индикаторов, «работающих» в разных интервалах кислотности. Вот несколько из них:
 |
 |
 |
| Ксиленоловый оранжевый | Тимоловый синий | Бумага фенолфталеиновая белая |
Химические индикаторы
В качестве химических индикаторов уровня рН среды применяются органические вещества, меняющие окраску в зависимости от кислотности. Такие вещества называются кислотно-основными индикаторами. Это могут быть водные или спиртовые растворы; реактивы в виде порошка; полоски бумаги, пропитанные индикатором и высушенные; полоски полимерной пленки с нанесенным на нее индикатором. Проще всего пользоваться индикаторной бумагой. Она выпускается с таблицей (шкалой) эталонных цветов, соответствующих кислотности раствора или с напечатанными значениями уровня рН. Бумага может быть выполнена в виде полосок, рулонов, книжечек и т.п.
Большинство индикаторов имеют одну-две, иногда три точки перехода цвета и применяются в относительно узком диапазоне значений кислотности. Для измерений в широком интервале используются полоски, пропитанные смесью индикаторов. Например, выпускается «универсальный индикатор», определяющий рН от 0 до 10.
Самым известным индикатором является лакмус и лакмусовая бумага. Этому индикатору несколько сотен лет, в кислой среде он окрашивает раствор в разные оттенки красного; в щелочной — в оттенки синего разной интенсивности. В нейтральной среде раствор фиолетовый.
Пользоваться химическими индикаторами просто. В исследуемый раствор добавляется несколько капель индикатора или в растворе смачивается тест-полоска. Сравнивая полученный цвет с эталонной цветовой схемой, судят об уровне кислотности среды.