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pH值的应用

日期:2019-02-22 20:50
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摘要:

pH值的应用pH的测定和控制在工农业生产、科学实验和医疗等方面都很重要。在工业上.例如,氯碱工业生产中所用食盐水的pH要控制在l 2左右.以除去其中的Ca2+和Mg2+等杂质。在无机盐的生产中,为了分离所含的杂质Fe3+.常把无机盐溶液的pH调到5左右,此时Fe3+形成  Fe(OH)3沉淀而分离析出,其他阳离子却留在溶液中。在农业上,土壤的pH关系到农作物的生长.有的作物如芝麻、油菜、萝卜等可以生长在较大的pH范围内,有的却对土壤的pH反应非常敏感,如,茶树适宜在pH约为4.0~5.5的土壤中生长。在医疗上.测定血液等的pH可以帮助诊断**。例如,人体内血液的pH一般在7.35~7.45范围内,如果超过这个范围,一便属于病理现象。在科学实验中pH是影响某些反应过程的重要因素.因此测定时控制溶液pH,就如控制温度和浓度等同样重要。工业pH计推荐使用上海沃懋仪表科技有限公司生产的PHG8006型工业pH计和PHG8106A型工业pH计。

 pH值的应用比较广泛,如:pH值与健康

生命活动只能在非常有限的pH值范围内进行,一旦超出了这个范围,那么不管是*简单的微生物,还是人类,他们的生命都将瘫痪掉。
  医学研究表明,人体内,pH值在细胞内是6.98左右,在脑脊液中接近7.9,人体体液的pH值应该是在7.35到7.45之间。正常情况下,我们的体液呈弱碱性,在这样的弱碱性环境里,体内器官才能保持正常的生理功能。人体在运行正常时,会产生一些酸,如果酸在体内多了,会使体液的pH值偏向于7.35,长期如此,将变成酸性体质。体液的pH值偏向于低端,就会产生**,例如:女性的皮肤就会过早地黯淡和衰老,少年儿童会造成发育不佳、食欲不振、注意力难以集中等症状,中老年人则会因此而引发糖尿病、神经系统**和心脑血管**。如果pH值下降到6.9时就会变成植物人;如果只有6.8到6.7时人就会死亡。
  如何判断自己体液的pH值是不是在正常范围内呢?可以直接去药店购买pH精密试纸进行自我检查,尿液中的pH值一般为5.5到6,如果早晨检查发现pH值经常低于5.5就要去找医生了,到医院进行体液pH值准确检查。
  日常生活中哪些因素会影响人体内体液的pH值, 怎样才能保持体液的pH值在正常范围内呢?
  俗话说,病从口入。要保持体液的pH值在正常范围内,应该合理饮食。现在,人们对于吃,大多讲究精、细,多**米白面、鸡鸭鱼肉,很少吃粗粮。富含糖类、蛋白质和脂肪的糖、酒、米、面、肉、蛋、鱼等食物,由于在体内氧化分解的*终产物是二氧化碳和水,二者结合就会形成酸性的代谢物,所以这些食品被称为酸性食品;而水果、蔬菜以及豆制品、乳制品、菌类和海藻类等食物,含有较多的金属元素,代谢后会生成碱性氧化物,这些食物被称为碱性食品。日常生活中以酸性食物为主食,容易形成酸性体质,酸性体质是健康的大敌。
  为了健康,千万不要忽略自己的pH值!
  为了健康,改变我们的饮食结构,酸性食品、碱性食品合理搭配。专家告诉我们,每天摄入食物的酸碱比例应该为20%和80%。

人体的pH缓冲体系

多数细胞仅能在很窄的pH范围内进行活动,而且需要有缓冲体系来抵抗在代谢过程中出现的pH变化。在生物体中的三种主要缓冲体系是蛋白质、碳酸氢盐和磷酸盐(见下表),每种缓冲体系所占的分量在各类细胞和器官中是不同的。

表:人体的主要缓冲体系

系统
 解离反应
 pKa
 
蛋白质
 HPr=H+ + Pr﹣
 7.4
 
碳酸氢盐
 H2CO3= H+ + HCO3﹣
 6.1
 
磷酸盐
 H2PO4﹣= H+ + HPO42﹣
 7.2
 


人体血浆里*重要的缓冲体系是碳酸氢盐缓冲体系。

H2CO3= H+ + HCO3﹣

有Henderson—Hasselbach方程可知:

pH= pKa + lg〔HCO3﹣〕/〔H2CO3〕

血浆的pH决定于碳酸氢盐与碳酸的比例,而不是决定于它们的优良浓度。任何使pH改变的趋势都可以被缓冲,并通过调节这个比例而得到校正。如在正常代谢反应中形成的大量的酸与碳酸氢盐形成难解离的碳酸,有效地除掉了游离的氢离子。碳酸中的CO2又能通过肺部排除,从而稳定了血浆的pH。肾脏通过调节尿中酸或碱的排泄,也在保持体液的酸碱平衡中起重要作用,所以人尿的pH的正常变化范围是从4.8~7.5。

细胞外液通常是弱碱性的,pH为7.4,而许多动物胞浆的平均pH约为6.8,在37℃时是中性的。几乎可以肯定,细胞器的pH不是6.8,而且大多数细胞膜表面的pH要低于6.8,这是由于带负电荷的细胞表面吸收H+的缘故。

人的血液能清楚地说明pH调控的重要性。血液的pH必须保持在一个很窄的范围内,人才能存活,健康人血浆pH的变化范围就更窄了,正常人的血液pH在7.35~7.45的范围内,当pH低于7.35时会发生酸中毒,pH低于7.0会发生严重酸中毒昏迷致死;血液的pH高于7.45会发生碱中毒,pH高于7.8就会发生严重碱中毒导致的手足抽搐致死的严重后果。

血液的pH之所以能保持相对稳定,是由于体内有良好的调节作用,其中一个重要因素就是血液中存在着多种缓冲对:

血浆中:NaHCO3/ H2CO3,Na ~ 蛋白质/H ~蛋白质,Na2HPO4/ NaH2PO4其中HCO3﹣/H2CO3缓冲对在血液中浓度*高,缓冲能力*强,对维持血液正常pH的作用*重要。在血液或细胞中,H2CO3主要以CO2形式存在,与HCO3﹣存在以下平衡:在正常血浆中,〔HCO3﹣〕︰〔CO2〕=20︰1   pH=6.1+lg20/1=7.4

人体各组织、细胞代谢产生的CO2,主要通过血红蛋白和氧合血红蛋白的运输作用,被迅速运到肺部排出,故几乎不影响血浆的pH,当产生比CO2酸性更强的酸(如磷酸、硫酸、乙酸等)时,血液中HCO3﹣/CO2缓冲对便发挥缓冲作用,其中HCO3-可与代谢产生或外合产生CO2和H2O。增加的CO2大部分从肺部排出或通过血浆中蛋白质缓冲对和与之作用,,使〔CO2〕降低;减少的HCO3﹣可通过肾脏进行调节而得到补充,从而使〔HCO3﹣〕,〔CO2〕和〔HCO3﹣〕/〔CO2〕都恢复正常。当人体新陈代谢过程中产生的碱进入血液时,血液中的H3O+便立即与它结合生成水。H3O+的消耗有H2CO3的解离来补充,结果也使血液的pH保持稳定。 

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