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pH值的應(yīng)用

更新時(shí)間:2012-02-28   點(diǎn)擊次數(shù):3289次

pH值的應(yīng)用pH的測(cè)定和控制在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)和醫(yī)療等方面都很重要。在工業(yè)上.例如,氯堿工業(yè)生產(chǎn)中所用食鹽水的pH要控制在l 2左右.以除去其中的Ca2+和Mg2+等雜質(zhì)。在無(wú)機(jī)鹽的生產(chǎn)中,為了分離所含的雜質(zhì)Fe3+.常把無(wú)機(jī)鹽溶液的pH調(diào)到5左右,此時(shí)Fe3+形成  Fe(OH)3沉淀而分離析出,其他陽(yáng)離子卻留在溶液中。在農(nóng)業(yè)上,土壤的pH關(guān)系到農(nóng)作物的生長(zhǎng).有的作物如芝麻、油菜、蘿卜等可以生長(zhǎng)在較大的pH范圍內(nèi),有的卻對(duì)土壤的pH反應(yīng)非常敏感,如,茶樹適宜在pH約為4.0~5.5的土壤中生長(zhǎng)。在醫(yī)療上.測(cè)定血液等的pH可以幫助診斷疾病。例如,人體內(nèi)血液的pH一般在7.35~7.45范圍內(nèi),如果超過(guò)這個(gè)范圍,一便屬于病理現(xiàn)象。在科學(xué)實(shí)驗(yàn)中pH是影響某些反應(yīng)過(guò)程的重要因素.因此測(cè)定時(shí)控制溶液pH,就如控制溫度和濃度等同樣重要。工業(yè)pH計(jì)推薦使用上海沃懋儀表科技有限公司生產(chǎn)的PHG8006型工業(yè)pH計(jì)和PHG8106A型工業(yè)pH計(jì)。

 pH值的應(yīng)用比較廣泛,如:pH值與健康

生命活動(dòng)只能在非常有限的pH值范圍內(nèi)進(jìn)行,一旦超出了這個(gè)范圍,那么不管是zui簡(jiǎn)單的微生物,還是人類,他們的生命都將癱瘓掉。
  醫(yī)學(xué)研究表明,人體內(nèi),pH值在細(xì)胞內(nèi)是6.98左右,在腦脊液中接近7.9,人體體液的pH值應(yīng)該是在7.35到7.45之間。正常情況下,我們的體液呈弱堿性,在這樣的弱堿性環(huán)境里,體內(nèi)器官才能保持正常的生理功能。人體在運(yùn)行正常時(shí),會(huì)產(chǎn)生一些酸,如果酸在體內(nèi)多了,會(huì)使體液的pH值偏向于7.35,長(zhǎng)期如此,將變成酸性體質(zhì)。體液的pH值偏向于低端,就會(huì)產(chǎn)生疾病,例如:女性的皮膚就會(huì)過(guò)早地黯淡和衰老,少年兒童會(huì)造成發(fā)育不良、食欲不振、注意力難以集中等癥狀,中老年人則會(huì)因此而引發(fā)糖尿病、神經(jīng)系統(tǒng)疾病和心腦血管疾病。如果pH值下降到6.9時(shí)就會(huì)變成植物人;如果只有6.8到6.7時(shí)人就會(huì)死亡。
  如何判斷自己體液的pH值是不是在正常范圍內(nèi)呢?可以直接去藥店購(gòu)買pH精密試紙進(jìn)行自我檢查,尿液中的pH值一般為5.5到6,如果早晨檢查發(fā)現(xiàn)pH值經(jīng)常低于5.5就要去找醫(yī)生了,到醫(yī)院進(jìn)行體液pH值準(zhǔn)確檢查。
  日常生活中哪些因素會(huì)影響人體內(nèi)體液的pH值, 怎樣才能保持體液的pH值在正常范圍內(nèi)呢?
  俗話說(shuō),病從口入。要保持體液的pH值在正常范圍內(nèi),應(yīng)該合理飲食?,F(xiàn)在,人們對(duì)于吃,大多講究精、細(xì),多吃精米白面、雞鴨魚肉,很少吃粗糧。富含糖類、蛋白質(zhì)和脂肪的糖、酒、米、面、肉、蛋、魚等食物,由于在體內(nèi)氧化分解的zui終產(chǎn)物是二氧化碳和水,二者結(jié)合就會(huì)形成酸性的代謝物,所以這些食品被稱為酸性食品;而水果、蔬菜以及豆制品、乳制品、菌類和海藻類等食物,含有較多的金屬元素,代謝后會(huì)生成堿性氧化物,這些食物被稱為堿性食品。日常生活中以酸性食物為主食,容易形成酸性體質(zhì),酸性體質(zhì)是健康的大敵。
  為了健康,千萬(wàn)不要忽略自己的pH值!
  為了健康,改變我們的飲食結(jié)構(gòu),酸性食品、堿性食品合理搭配。專家告訴我們,每天攝入食物的酸堿比例應(yīng)該為20%和80%。

人體的pH緩沖體系

多數(shù)細(xì)胞僅能在很窄的pH范圍內(nèi)進(jìn)行活動(dòng),而且需要有緩沖體系來(lái)抵抗在代謝過(guò)程中出現(xiàn)的pH變化。在生物體中的三種主要緩沖體系是蛋白質(zhì)、碳酸氫鹽和磷酸鹽(見下表),每種緩沖體系所占的分量在各類細(xì)胞和器官中是不同的。

表:人體的主要緩沖體系

系統(tǒng)
 解離反應(yīng)
 pKa
 
蛋白質(zhì)
 HPr=H+ + Pr﹣
 7.4
 
碳酸氫鹽
 H2CO3= H+ + HCO3﹣
 6.1
 
磷酸鹽
 H2PO4﹣= H+ + HPO42﹣
 7.2
 


人體血漿里zui重要的緩沖體系是碳酸氫鹽緩沖體系。

H2CO3= H+ + HCO3﹣

有Henderson—Hasselbach方程可知:

pH= pKa + lg〔HCO3﹣〕/〔H2CO3〕

血漿的pH決定于碳酸氫鹽與碳酸的比例,而不是決定于它們的濃度。任何使pH改變的趨勢(shì)都可以被緩沖,并通過(guò)調(diào)節(jié)這個(gè)比例而得到校正。如在正常代謝反應(yīng)中形成的大量的酸與碳酸氫鹽形成難解離的碳酸,有效地除掉了游離的氫離子。碳酸中的CO2又能通過(guò)肺部排除,從而穩(wěn)定了血漿的pH。腎臟通過(guò)調(diào)節(jié)尿中酸或堿的排泄,也在保持體液的酸堿平衡中起重要作用,所以人尿的pH的正常變化范圍是從4.8~7.5。

細(xì)胞外液通常是弱堿性的,pH為7.4,而許多動(dòng)物胞漿的平均pH約為6.8,在37℃時(shí)是中性的。幾乎可以肯定,細(xì)胞器的pH不是6.8,而且大多數(shù)細(xì)胞膜表面的pH要低于6.8,這是由于帶負(fù)電荷的細(xì)胞表面吸收H+的緣故。

人的血液能清楚地說(shuō)明pH調(diào)控的重要性。血液的pH必須保持在一個(gè)很窄的范圍內(nèi),人才能存活,健康人血漿pH的變化范圍就更窄了,正常人的血液pH在7.35~7.45的范圍內(nèi),當(dāng)pH低于7.35時(shí)會(huì)發(fā)生酸中毒,pH低于7.0會(huì)發(fā)生嚴(yán)重酸中毒昏迷致死;血液的pH高于7.45會(huì)發(fā)生堿中毒,pH高于7.8就會(huì)發(fā)生嚴(yán)重堿中毒導(dǎo)致的手足抽搐致死的嚴(yán)重后果。

血液的pH之所以能保持相對(duì)穩(wěn)定,是由于體內(nèi)有良好的調(diào)節(jié)作用,其中一個(gè)重要因素就是血液中存在著多種緩沖對(duì):

血漿中:NaHCO3/ H2CO3,Na ~ 蛋白質(zhì)/H ~蛋白質(zhì),Na2HPO4/ NaH2PO4其中HCO3﹣/H2CO3緩沖對(duì)在血液中濃度zui高,緩沖能力zui強(qiáng),對(duì)維持血液正常pH的作用zui重要。在血液或細(xì)胞中,H2CO3主要以CO2形式存在,與HCO3﹣存在以下平衡:在正常血漿中,〔HCO3﹣〕︰〔CO2〕=20︰1   pH=6.1+lg20/1=7.4

人體各組織、細(xì)胞代謝產(chǎn)生的CO2,主要通過(guò)血紅蛋白和氧合血紅蛋白的運(yùn)輸作用,被迅速運(yùn)到肺部排出,故幾乎不影響血漿的pH,當(dāng)產(chǎn)生比CO2酸性更強(qiáng)的酸(如磷酸、乙酸等)時(shí),血液中HCO3﹣/CO2緩沖對(duì)便發(fā)揮緩沖作用,其中HCO3-可與代謝產(chǎn)生或外合產(chǎn)生CO2和H2O。增加的CO2大部分從肺部排出或通過(guò)血漿中蛋白質(zhì)緩沖對(duì)和與之作用,,使〔CO2〕降低;減少的HCO3﹣可通過(guò)腎臟進(jìn)行調(diào)節(jié)而得到補(bǔ)充,從而使〔HCO3﹣〕,〔CO2〕和〔HCO3﹣〕/〔CO2〕都恢復(fù)正常。當(dāng)人體新陳代謝過(guò)程中產(chǎn)生的堿進(jìn)入血液時(shí),血液中的H3O+便立即與它結(jié)合生成水。H3O+的消耗有H2CO3的解離來(lái)補(bǔ)充,結(jié)果也使血液的pH保持穩(wěn)定。 
 

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