Ph луги та кислоти. Норма ph сечі: що може свідчити кисла чи лужна реакція в аналізі? Водневий показник pH

Чи можете ви уявити, що розвиток багатьох хвороб залежить від однієї причини? Багато фахівців дієтологи та фітотерапевти цю приховану небезпеку тепер позначають двома словами: кислота та луг.
Висока кислотність руйнує найважливіші системив організмі, і він стає беззахисним перед хворобами. Збалансоване pH-середовище забезпечує нормальне перебіг метаболічних процесів в організмі, допомагаючи йому боротися із захворюваннями. Здоровий організммає запас лужних речовин, які він використовує у разі потреби.

Що таке рН?

Співвідношення кислоти і лугу в якомусь розчині називається кислотно-лужною рівновагою (КЩР), хоча фізіологи вважають, що правильніше називати це співвідношення кислотно-лужним станом. КЩР характеризується водневим показником pH (від лат. p ondus H ydrogenii - «вага водню», вимовляється «пе аш»), який показує кількість водневих атомів у цьому розчині.

Значення показника pH залежить від співвідношення між позитивно зарядженими іонами(формують кисле середовище) та негативно зарядженими іонами(що формують лужне середовище).

PH - це міра відносної концентрації водневих (Н+) і гідроксильних (ОН-) іонів у рідкій системі і виражається в масштабі від 0 (повне насичення іонами водню Н+) до 14 (повне насичення гідроксильними іонами ОН-), дистильована вода вважається нейтральною з рН 7,0.
0 - сильна кислота, 14 - сильна луг, 7 - нейтральна речовина.

Навіщо нам знати про pH?

Тіло людини на 80% складається з води, тому вода – це одна з найважливіших її складових. Тому від того, який водневий показник (pH) буде у цієї води, залежить, наскільки здорові ми будемо.

При pH рівному 7,0 говорять про нейтральне середовище. Чим нижчий рівень pH – тим середовище кисліше (від 6,9 до 0). Лужне середовище має високий рівень pH (від 7,1 до 14,0).

Організм людини завжди прагне врівноважити це співвідношення, підтримуючи певний рівень pH. При порушеному балансі може виникати безліч серйозних захворювань.

Якщо в будь-якому з рідинних середовищ організму відбувається підвищення концентрації (Н+) іонів, виникає зміщення pH в кислу сторону, тобто, відбувається закислення середовища. Це називається ще кислотним зрушенням.
І навпаки - підвищення концентрації (ОН-) іонів викликає зміщення значення pH у лужну сторону, або лужний зсув.
Наш організм має слаболужне середовище. Кислотно-лужний баланс у нашому організмі постійно підтримується на одному стабільному рівні та у дуже вузькому діапазоні: від 7,26 до 7,45. І навіть незначна зміна рН крові, що виходить за ці межі, може призвести до хвороб.

Підвищена кислотність у організмі.

Через неправильне харчування та вживання в їжу кислих продуктів, а також нестачі води відбувається закислення організму. Люди вживають багато жирів, м'яса, молочних продуктів, зернових культур, цукру, борошняних та кондитерських виробів, різноманітних напівфабрикатів та інших перероблених, рафінованих продуктів, що практично не містять клітковини, мінералів і вітамінів, не кажучи вже про ферменти та ненасичені жирні кислоти.

Для того, щоб протистояти цьому – знизити концентрацію кислоти та видалити її від життєво важливих органів – організм затримує воду, що негативно впливає на обмін речовин: організм швидше зношується, шкіра стає сухою, зморшкуватою.

До того ж, при закисленості організму погіршується перенесення кисню до органів і тканин, організм погано засвоює мінерали, а деякі мінерали, такі як Ca, Na, K, Mg виводяться з організму.

Організму доводиться витрачати колосальну кількість ресурсів та енергії на нейтралізацію зайвих кислот, викликаючи цим певний дисбаланс у біохімічних реакціях.

Так як лужних резервів, що надходять ззовні, явно не вистачає, то організм змушений задіяти свої внутрішні ресурси – кальцій, магній, залізо, калій. В результаті знижується гемоглобін, розвивається остеопороз.

Коли залізо крові гемоглобіну використовується для нейтралізації кислоти, людина відчуває втому.

Якщо ці потреби витрачається кальцій, з'являється безсоння, дратівливість.

Внаслідок зниження лужного резерву нервової тканинипорушується розумова діяльність.

Від нестачі мінералів страждають життєво важливі органи, підвищується ризик серцево-судинних захворювань, знижується імунітет, з'являється крихкість кісток та багато іншого.

Якщо в організмі знаходиться велика кількість кислоти і порушені механізми її виведення (з сечею та калом, з диханням, з потом тощо), організм піддається сильній інтоксикації.

До чого призводить підвищений рівень кислотності в організмі?

У глобальному масштабі, закислення організму призводить до виникнення більш ніж 200(!) захворювань, наприклад: катаракти, далекозорості, артрозів, хондрозів, жовчо- та сечокам'яної хвороби, і навіть онкології.
Знаючи це, перестаєш дивуватися, чому у людства стільки хвороб, чому люди рано старіють і вмирають.
Вдумайтеся: більше 90% їжі, яку ми їмо – ​​це «кислі» продукти, і все, що ми п'ємо (крім чистої води, свіжих соків і трав'яного чаюбез цукру) – має pH від 4,5 до 2,5 – тобто ще більше закисляє наш організм.
Стан підвищеної кислотності називається ацидозом. Не виявлений вчасно ацидоз може шкодити організму непомітно, але протягом декількох місяців і навіть років. Зловживання алкоголем часто призводить до ацидозу. Ацидоз може виникати як ускладнення діабету.

При ацидозі можуть виникнути такі проблеми:

• Захворювання серцево-судинної системи, включаючи стійкий спазм судин та зменшення концентрації кисню в крові, серцеву недостатність, ослаблення серцевого м'яза.
• Додавання у вазі та діабет.
• Захворювання нирок та сечового міхура, утворення каменів.
• Проблеми із травленням, ослаблення гладких м'язів кишечника тощо.
• Зниження імунітету.
• Загальна слабкість.
• Збільшення шкідливого впливу вільних радикалів, які можуть сприяти онкогенезу.
• Крихкість кісток аж до перелому шийки стегна, а також інших порушеннях опорно-рухового апарату, як, наприклад, утворення остеофітів (шпор).
• Поява суглобових болів та больових відчуттів у м'язах, пов'язаних із накопиченням молочної кислоти.
• Поступове ослаблення роботи очних м'язів, розвиток далекозорості, яка дуже поширена серед людей похилого віку.
• Зниження витривалості та здатності відновлюватися після фізичного навантаження.

Протягом 7 років проводилося дослідження в Каліфорнійському Університеті (штат Сан-Франциско), де було обстежено 9 тис. жінок. Результати показали, що при постійному підвищеному рівні кислотності кістки стають ламкими.

Фахівці, які проводили цей експеримент, упевнені, що більшість проблем жінок середнього віку пов'язана із зайвим вживанням м'яса та молочних продуктів та нестачею вживання в їжу овочів, фруктів та зелені. Тому організму нічого не залишається, як забирати кальцій із власних кісток, та за його допомогою регулювати рівень рН.

Як організм керує рівнем кислотності?

• Виділяє кислоти – через шлунково-кишковий тракт, нирки, легені, шкіру;
• Нейтралізує кислоти – за допомогою мінералів: кальцій, магній, калій, натрій;
• Накопичує кислоти - у тканинах, насамперед у м'язах.

Що робити, якщо pH-баланс у нормі?

Відповідь проста – сприяти збереженню цього балансу у здоровій зоні.

Як це зробити?

Постійно контролювати, що ми їмо, що п'ємо, наскільки ми чисті зсередини і як захищаємо свій організм від шкідливих впливів.

Вода.
Потрібно пити достатню кількість, а саме - 30 мл на кілограм ваги на день (у спекотні літні місяці можна в 2-3 рази більше).
Їжа.
Якщо кислотно-лужна рівновага вже порушена, то варто задуматися про своє харчування, і зменшити споживання кислої їжі (м'ясних та молочних продуктів, хліба, солодощів, газованих напоїв, будь-яких штучно створених продуктів) та збільшити споживання олужнюючих продуктів. Якщо немає можливості змінити склад харчування, то варто задуматися про вживання «розумної їжі» (smart food) - нутрицевтиків, що заповнюють нестачу вітамінів, мінералів, амінокислот, поліненасичених жирних кислот і рослинних ферментів, що надходять з їжею.

Також не можна забувати про регулярне очищення організму, рухову активність і психологію позитивного ставлення до життя. Все це - частини, що просто і доступно пояснює причини більшості захворювань і показує можливості відновлення та підтримки здоров'я.

Молодіти і ставати здоровішим із роками — це реально!

Чому важливо підтримувати правильний рН-баланс?

Слабокисле середовище потрібне для запуску різноманітних хімічних процесів (наприклад, травлення – у шлунку середовище трохи зміщене у бік кислотності), а от кров слабокислої бути не повинна – якщо баланс pH у крові змінити, то процеси підуть не так, як задумано.

Адже в крові знаходиться весь наш будівельний матеріал (переданий з печінки), білки, антитіла, огрядні гени, лейкоцити, поживні речовини та купа всього іншого. Вони налаштовані на роботу саме в такому діапазоні (7.35-7.45) і найменший зсув роботи всієї системи порушує (кров же всюди, у нас 85000 км вен і артерій, але при цьому всього 5 літрів крові).

Всі регулюючі механізми організму (включаючи дихання, обмін речовин, виробництво гормонів) спрямовані на врівноваження рівня pH шляхом видалення їдких кислотних залишків з тканин організму, не пошкоджуючи живі клітини. Якщо рівень pH стає занадто низьким (кислим) або занадто високим (лужним), то клітини організму отруюють самі себе своїми токсичними викидами та гинуть.

Важливість балансу всієї цієї системи підкреслює ще й такий факт: щоб зберегти баланс між кислотою та лугом, організм бере кальцій з кісток(наш банк кальцію) та магній(вони з кальцієм нерозривно пов'язані), щоб вилужувати кислоту.

Що робити хронікам?

Навіть «найправильніша» програма харчування, або програма лікування якихось хвороб не буде ефективно працювати, якщо ваш рН-баланс організму порушений.

Постійне навантаження на компенсаторні системи організму протягом багатьох років та десятиліть сильно шкодить організму, зношує його. Поступово та неухильно відбувається перекіс у роботі всіх систем та обмінних процесів.

Це не може тривати нескінченно та без наслідків. Хронічні захворювання, що виникають на цьому тлі, просто неможливо вилікувати за допомогою медикаментів.

Тут єдиною і найкращою «ліками» може бути тільки одне: повністю перебудувати режим харчування, ліквідувати кислотне навантаження, харчуватися переважно сирою рослинною їжею протягом багатьох років - доки всі функції, всі процеси в організмі не повернуться до нормальних параметрів і зникне дисбаланс.

Якщо людина розуміє важливість перегляду харчування, але з якихось причин у нього не виходить суворо дотримуватися подібної дієти, то в цьому випадку можна використовувати лужні добавки до їжі (smart food).

Щоб жити повноцінною, здоровим життям, єдиний вихід – це олужнення організму.

Те, як ми це робитимемо, залежить повністю від нашого вибору. Хтось зможе повністю дотримуватися порад щодо зміни харчового раціону і стане веганом або сироїдом. А хтось (як я, наприклад) зіткнеться із тим, що для нього це складно.

І тоді виникне питання:

А ЩО РОБИТИ МЕНІ, ЗВИЧАЙНІЙ ЛЮДИНІ?

Я вибрала для себе систему відновлення кислотно-лужної рівноваги від Коралового Клубу (Coral Club) і досить довгий термін успішно застосовую її у своєму житті. За цей час мій організм змінився і зовні, і внутрішньо.

Детальніше найпростіший і найбезпечнішій програмі вилуження тут.

Якщо Вас зацікавила ця система і Ви хочете дізнатися про неї більше або почати застосовувати її якнайшвидше — щоб отримати детальну консультацію.

Джерело частини тексту – ecology.md

Як стверджують багато фахівців, дуже висока кислотність організму порушує нормальне функціонування систем органів, і вони стають беззахисними перед різноманітними бактеріями та вірусами.

Показник рН – це число атомів водню у певному розчині. Якщо він дорівнює 7, це нейтральна середовище, якщо від 0 до 6,9, це кисле середовище, від 7,1 до 14 - лужне. Як відомо, людське тіло на 80% складається із водного розчину. Організм постійно намагається врівноважити співвідношення кислоти та лугу у цьому розчині.

Якщо кислотно-лужний баланс порушується, це може викликати серйозні порушення в організмі. При вживанні в їжу продуктів, багатих на кислоту, та недостатній кількості води виникає закислення всього організму. До таких продуктів відносяться газовані напої, крупи, продукти, що містять цукор, замінники, хлібобулочні вироби, м'ясні продукти та м'ясо.

Нобелівський лауреат Отто Варбург отримав свою премію за відкриття, що в середовищі, багатому на кисень, ракові клітини не розмножуються, а пізніше було ще доведено, що в такому середовищі малоактивні віруси, бактерії та грибки. Що рівень pH, що має лужну реакцію, то вище концентрація молекул кисню (калоризатор). У кислому середовищі відбувається підвищення концентрації CO2 та утворення молочної кислоти, що створює передумови для зростання ракових клітин.

Перевірити свій кислотно-лужний баланс досить просто за допомогою спеціального тесту – тест-смужок лакмусового паперу, які можна купити в аптеці. Найоптимальніший рН-баланс дорівнює 6,4-6,5. Визначати свій кислотно-лужний баланс найкраще за годину до їжі або через дві години після.

Що ж до рН слини, його значення вказує на активну роботу ферментів стравоходу, особливо - печінки і шлунка. Нормальна кислотність змішаної слини дорівнює 68-74 pH. Вимірюють її зазвичай опівдні натще або через дві години після їжі. Знижена кислотність ротової порожнининерідко призводить до карієсу, хвороб ясен, неприємного запаху з рота.

У медицині існує такий термін, як ацидоз - це підвищена кислотність. До такого стану часто призводить вживання великої кількості та ускладнення цукрового діабету. При підвищеній кислотності можуть спостерігатися проблеми із серцем та кровоносними судинами. Людина може досить швидко набирати вагу. Дуже часто у таких випадках зустрічаються захворювання нирок, сечового міхура та зниження імунітету.

Підвищення рівня лугу в організмі називається алкалозом. І тут також спостерігається погане засвоєння мінеральних речовин. Причиною такого стану в організмі може бути тривале вживання лікарських речовин, що містять велику кількість лугу. Алкалоз зустрічається досить рідко, але також можуть викликати серйозні та негативні зміни в нашому організмі. До них відносяться захворювання шкірних покровів та печінки, неприємний та яскраво виражений запах з рота та інші.

Для підтримки оптимального кислотно-лужного балансуорганізму (30 мл на 1 кг тіла). Щодо їжі, то продуктів, багатих на луг, має бути в кілька разів більше, ніж продуктів кислотного характеру.

Рослинна їжа, як овочі та фрукти, сприяє утворенню лужної реакції, а злаки, м'ясо, оброблена їжа у вигляді ковбас, напівфабрикатів, хлібобулочних виробів – кислої. Щоб підтримувати оптимальний кислотно-лужний баланс, необхідно, щоб у раціоні переважала рослинна їжа.

Лікарі стверджують, що в наших же з вами інтересах підтримуватиме правильний рівень кислоти та лугу в організмі. Тільки за оптимального рН-балансу наш організм добре засвоює корисні речовини.

У нашому організмі є природні механізми, які налагоджують кислотно-лужний баланс. Це буферні системи крові, дихальна система та система виділення. Коли ці процеси порушуються, то наш організм виділяє кислоти у шлунково-кишковий тракт, нирки та легені, а також нашу шкіру. Також він здатний нейтралізувати кислоти мінеральними речовинами та накопичувати кислоти у м'язовій тканині (calorizator). Якщо ви відчуваєте втому, це може означати, що гемоглобіну крові нейтралізує кислоту. Якщо спостерігаються запаморочення, головний біль, судоми і безсоння, це може сигналізувати у тому, що у нервових закінченнях, м'язової тканини і кістках використовується .

Ось скільки проблем зі здоров'ям може виникнути через порушення кислотно-лужного балансу. Не пускайте справу на самоті, візьміть до уваги те, що профілактика - це запорука міцного здоров'я. Слідкуйте регулярно за рН організму, щоб уникнути багатьох захворювань.

З книги: Randy Holmes-Farley: Рифова алхімія

Величина pH у рифовому акваріумі серйозно впливає на життєздатність і стан організмів, які вважають цей акваріум своїм будинком. На жаль, є багато факторів, які виводять pH за межі діапазону, оптимального для багатьох організмів, що спільно містяться в морських акваріумах. Наприклад, занадто низьке значення pH ускладнює формування скелета з карбонату кальцію у організмів, що кальцинуються. При досить низькому pH ці скелети фактично починають розчинятися. З цієї причини акваріумісти повинні стежити за цим параметром. Подібне спостереження дуже часто є першим кроком на шляху до вирішення різних питань, пов'язаних з рН. Багато рифових акваріумістів відносять низьке значення pH до найменших проблем, пов'язаних з підтриманням відповідних умов в акваріумі. У цій статті будуть детально розглянуті причини, які можуть призвести до низьких значень pH у багатьох акваріумах, та описані найкращі способийого підвищення. Проблеми, пов'язані з високим значенням pH, були коротко розглянуті в моїй попередній статті.

Що таке рН?

Цей розділ повинен допомогти акваріумістам зрозуміти, що означає термін “pH”. Ті, хто хоче вирішити проблему низького pH, може відразу перейти до виділеного жирним шрифтом тексту в кінці даного розділу.

Існує безліч різних визначень поняття pH стосовно морської води. У системі, яка використовується більшістю акваріумістів (система Національного Бюро Стандартів - NBS) pH визначається відповідно до рівняння 1:

1. pH = -log a H

де a Hце «активність» іонів водню (H+, також званих протонами) у розчині. Активність - це спосіб, яким хіміки вимірюють "вільні" концентрації, і pH є мірою числа іонів водню в розчині. Іони водню в морській воді частиною знаходиться у вільному стані (насправді вони не вільні, а приєднуються до молекул води, утворюючи комплекси - наприклад, H 3 O + ), а частиною складають комплекси з іншими іонами (тому хіміки використовують термін активність замість концентрації). Зокрема, іони H+ у звичайній морській воді присутні у вигляді вільних іонів H+ (близько 73% від загальної кількості), у вигляді пар іонів H+/SO4 - (близько 25% від загального вмісту H+), та вигляді пар іонів H + / F - (невелика частка від загальної кількості H +). Питання активності також впливають на калібрувальні буферні розчини, і це одна з причин, з якої до морської води застосовують різні шкали вимірювання pH і буферні калібрувальні розчини. Нас, акваріумістів, проте, всі ці інші стандарти мало стосуються: серед акваріумістики прийнято мати справу виключно зі стандартною системою NBS (Національного Бюро Стандартів США).

Для розуміння основних проблем, пов'язаних зі значенням pH в морських акваріумах, можна уявити, що значення pH безпосередньо пов'язане з концентрацією H + :

2. pH = - gH log

де gH- Константа (коефіцієнт активності), яку, як правило, можна ігнорувати ( gH= 1 у чистій прісній воді та ~0.72 у морській воді). По суті, акваріумістам достатньо розуміти, що pH є мірою числа іонів водню в розчині, і що логічна шкала pH логарифмічна. Це означає, що при pH 6 є в 10 разів більше іонів H+, ніж при pH 7, і що при pH 6 є в 100 разів більше іонів H+, ніж при pH 8. Отже, невелика зміна величини pH може бути пов'язана з істотною зміною концентраціїіонів H+у воді.

Навіщо контролювати pH?

Є кілька причин, з яких акваріумісти хотіли б контролювати pH у морських акваріумах. Одна з них у тому, що водні організми активно ростуть лише у певному діапазоні pH. Звичайно, цей діапазон різний для різних організмів, і поняття «оптимального» діапазону може бути не зовсім коректним для акваріума, в якому міститься багато різних видів. Навіть натуральна морська вода (pH = 8.0-8.3) не буде оптимальною для всіх істот, що живуть у ній. Тим не менш, понад вісімдесят років тому було встановлено, що сильне розходження pH від показника, властивого натуральній морській воді (наприклад, нижче значення pH 7.3), є джерелом стресу для риб 1 . Тепер ми маємо додаткову інформацію про оптимальні діапазони величини pH для багатьох організмів, але, на жаль, ці дані недостатні для того, щоб акваріумісти могли знайти оптимальне значення pH для більшості організмів, які їх цікавлять. 2-6 Крім того, вплив pH може бути непрямим. Наприклад, відомо, що токсичність міді та нікелю для деяких організмів, присутніх у наших акваріумах (таких як мізиди та різноногі ракоподібні) залежить від величини pH 7 . Як наслідок, діапазони pH, які будуть прийнятні для одного акваріума, можуть відрізнятись від величин, прийнятних для іншого, навіть якщо в цих акваріумах житимуть одіакові організми.

Проте, є фундаментальні процеси, які у багатьох морських організмах, куди серйозно впливають зміни pH. Одним із них є кальцифікація (затвердіння). Відомо, що кальцифікація в коралах залежить від значення pH і вона падає в міру падіння pH. 8-9 Використовуючи такі фактори разом з досвідом, накопиченим численними любителями, ми можемо розробити деякі основні положення щодо прийнятного діапазону та гранично допустимих значень pH для рифових акваріумів.

Яким є прийнятний діапазон значень pH для рифового акваріума?

Прийнятний діапазон значень pH для рифових акваріумів – це радше думка, а чи не конкретно певний факт, і звісно, ​​він змінюватиметься залежно від цього, хто висловлює цю думку. І цей діапазон може дуже відрізнятися від «оптимального» діапазону. При цьому, порівняно з прийнятним діапазоном, набагато важче довести, що ж є «оптимальним діапазоном». Я пропоную вважати відповідним значення pH натуральної морської води, що дорівнює приблизно 8.2, але рифовий акваріум може жити в ширшому діапазоні значень pH. Я вважаю, що діапазон значень pH від 7.8 до 8.5 є прийнятним для рифових акваріумів з деякими припущеннями, а саме:

• Буферність (KH) повинна становити, як мінімум, 2.5 мекв/л, переважно вище, особливо ближче до нижньої межі діапазону pH. Дане положення частково ґрунтується на тому факті, що багато рифових акваріумів досить ефективно містяться в діапазоні pH 7.8-8.0. При цьому більшість кращих з цих акваріумів містить кальцієвий реактор, який, хоча і має тенденцію до зниження pH, при цьому підтримує досить високий рівень KH (3 мекв/л і вище). У цьому випадку будь-які проблеми, пов'язані з кальцинуванням при низьких значеннях pH можуть бути компенсовані підвищенням лужності. Низьке значення pH в першу чергу вражає організми, що кальцифікуються, ускладнюючи отримання достатньої кількості карбонату для утворення скелетів. Збільшення буферності згладжує це утруднення з причин, які будуть докладно розглянуті далі у статті.
• Рівень кальцію повинен становити щонайменше 400 ppm. При зниженні pH кальцифікація стає складною; вона також стає скрутною, оскільки знижується рівень вмісту кальцію. Вкрай небажано одночасно мати гранично допустимі низькі значення pH, лужності та вмісту кальцію. Таким чином, якщо pH буде в області низьких значень, і буде нелегко змінити його значення (наприклад, в акваріумі з кальцієвим реактором CaCO3/CO2), слід принаймні забезпечити прийнятний вміст кальцію (~400-450 ppm). Більш того, одна з проблем, що виникають при високих значеннях pH (понад 8.2), є абіотичне осадження карбонату кальцію, що призводить до падіння вмісту кальцію та лужності та засмічення нагрівачів та імпеллерів насосів. Якщо величина pH в акваріумі становить 8.4 або вище (що часто має місце в акваріумах при застосуванні вапняної води Ca(OH) 2 - кальквасеру), слід звернути належну увагу підтримці належного рівня вмісту кальцію та буферності. Це означає, що ці рівні не повинні бути ні надто низькими, що викликають біологічну кальцифікацію, ні надто високими, що викликають надмірне абіотичне осадження на обладнанні.

Вуглекислий газ та pH

Величина pH в акваріумі з морською водою тісно пов'язана з кількістю розчиненої у воді двоокису вуглецю. Вона також пов'язана з буферністю. Дійсно, якщо вода буде повністю аерованою (тобто в повній рівновазі зі звичайним повітрям), то величина pH точно визначається лужністю карбонату. Що лужність, то вище pH. Малюнок 1 показує співвідношення для морської води, у стані рівноваги зі звичайним повітрям (350 ppm двоокису вуглецю), та води, що знаходиться у стані рівноваги з повітрям, що містить надмірну кількість двоокису вуглецю, який може бути присутнім у будинку (1000 ppm). Очевидно, що за будь-якої буферності, при підвищенні вмісту двоокису вуглецю величина pH знизиться. Саме надлишок двоокису вуглецю і буває причиною низького pH у рифових акваріумах.

Рисунок 1. Співвідношення між буферністю та pH у морській воді, що знаходиться в рівновазі з повітрям, що містить звичайну та підвищену кількість двоокису вуглецю.

Зелена точка відповідає природній морській воді в рівновазі зі звичайним повітрям, а криві відображають результат, який був би отриманий за підвищеної або зниженої буферності.

Спрощено це співвідношення можна розуміти так: Двоокис вуглецю присутній у повітрі у вигляді CO 2 . При розчиненні у воді він перетворюється на вугільну кислоту H 2 CO 3 :

3. CO 2 + H 2 O -> H 2 CO 3

Кількість H 2 CO 3 у воді (коли вона добре аерована) не залежить від pH, а тільки від вмісту вуглекислого газу в повітрі (і, певною мірою, від інших факторів, таких як температура та солоність). У системах, не врівноважених повітрям, яких можна віднести багато рифові акваріуми, ці акваріуми можна розглядати «якби» вони перебували у рівновазі з деякою кількістю CO 2 повітря, яке ефективно визначається кількістю H 2 CO 3 у питній воді. Отже, якщо в акваріумі (або в повітрі, з яким він урівноважений) є «надлишок CO 2 », це означає, що в акваріумі є надлишок H 2 CO 3 , що, у свою чергу, означає, що величина pH повинна впасти, як це показано нижче.

Морська вода містить суміш вугільної кислоти, бікарбонату та карбонату, які завжди знаходяться в рівновазі:

4. H 2 CO 3 -> H + + HCO 3 - -> 2H + + CO 3 -

Рівняння 4 показує, що якщо в акваріумі є надлишок H 2 CO 3 частина його дисоціює (розбивається на частини), перетворюючись на іони H + , HCO 3 - і CO 3 - . В результаті надлишку H + величина pH буде нижче, ніж, якби в ньому було менше CO 2 /H 2 CO 3 . При великому надлишку CO 2 морської воді величина pH може впасти до дуже низьких значень (pH 4-6). Врівноваження води в моєму акваріумі з двоокисом вуглецю при тиску в 1 атмосферу призвело до зниження pH до 5.0, хоча малоймовірно, що таке низьке значення було б досягнуто в рифовому акваріумі, оскільки що знаходяться в ньому грунт і кістяки коралів будуть грати роль буфера. У моєму акваріумі вода, врівноважена двоокисом вуглецю при тиску в 1 атмосферу, у присутності надлишку твердого арагоніту (кристалічна форма карбонату кальцію, тобто в тій же формі, що і в кістяках коралів), призвела до величини pH, що дорівнює 5 .

Якщо буферність становить 3 мекв/л (8.4 dKH), а pH - 7.93, це означає, що в акваріумі є надлишок CO 2 (інакше значення pH мало бути трохи вище 8.3).

Рисунки 2-5 графічно показують деякі способи підвищення рН в акваріумах. До способів збільшення pH відносяться:

• Насичення води «звичайним повітрям», витісняючи надлишок двоокису вуглецю, призведе до зміщення характеристик акваріума по зеленій лінії (Малюнок 3), внаслідок чого значення pH підніметься трохи вище за pH 8.3. Такий результат мав би місце, якби для надлишку двоокису вуглецю був поглинений в результаті зростання макро водоростей. Однак рідко трапляється, щоб таке явище могло призвести до зміщення характеристики вздовж зеленої лінії, до вище pH 8.3.
• Збільшення буферності: навіть якщо в акваріумі продовжує зберігатися надлишок CO 2 збільшення буферності призведе до збільшення pH вздовж зеленої лінії (Малюнок 4) до значення 8.1 при буферності 4.5 мекв/л (12.6 dKH).
• Застосування вапняної води (kalkwasser) для зниження надлишкового вмісту CO 2 до нормального рівня, а також для збільшення буферності (до 4 мекв/л) може призвести до зміщення кривої вздовж зеленої лінії (Малюнок 5), що призведе до збільшення pH понад 8.4 і буферності до 4 мекв/л (11.2 dKH).

Рисунок 2. Ті ж криві, що і на Рисунку 1. Червоні лінії показують величину pH,

яка утворюється при буферності 3 мекв/л (8.4 dKH). Ясно видно, що величина pH значно вища

при звичайних рівнях вмісту двоокису вуглецю, ніж при його підвищеному вмісті.

Рисунок 3. Ті ж криві, що ілюструють вплив аерації на pH,

при надмірному початковому вмісті двоокису вуглецю

Рисунок 4. Ті ж криві, що ілюструють вплив збільшення буферності на pH,

при збереженні високого вмісту двоокису вуглецю

Рисунок 5. Ті ж криві, що ілюструють вплив вапняної води (kalkwasser) на pH шляхом скорочення надлишку двоокису вуглецю (гідроокис вступає в реакцію з двоокисом вуглецю, утворюючи
бікарбонат та карбонат), одночасно зі збільшенням буферності.

Чому значення pH змінюється в денний та нічний час?

Добові зміни pH у рифових акваріумах виникають через біологічні процеси фотосинтезу та дихання. Фотоситнез – це процес, при якому організми перетворюють двоокис вуглецю та воду у вуглеводи та кисень:

5. 6CO 2 + 6H 2 O + світло -> C 6 H 12 O 6 (вуглеводи) + 6O 2

Таким чином, вдень відбувається споживання двоокису вуглецю. В результаті цього споживання багато акваріуми відчувають нестачу CO 2 в денний час, і рН зростає.

Крім цього, організми, що мешкають в акваріумі, також здійснюють процес дихання, під час якого вуглеводи перетворюються назад в енергію, яка буде використовуватися для інших цілей. По суті, цей процес протилежний фотосинтезу:

6. C 6 H 12 O 6 (вуглеводи) + 6O 2 -> 6CO 2 + 6H 2 O + енергія

Цей процес відбувається в рифовому акваріумі постійно, і він призводить до зниження pH у зв'язку з утворенням двоокису вуглецю.

В результаті сукупної дії цих процесів у більшості рифових акваріумів вдень pH зростає, а в нічний час падає. Для типового акваріума ця зміна pH варіює в діапазоні від менш ніж 0.1 до більш ніж 0.5. Як вже обговорювалося в інших частинах цієї статті, активна аерація акваріумної води для витіснення надлишкового двоокису вуглецю або залучення двоокису вуглецю при її дефіциті повністю нівелює добові коливання рН. Насправді, проте, важко досягти повної компенсації, величина pH різна у денний і нічний час.

Крім аерації, зміна pH впливає присутність буферних розчинів. Висока карбонатна буферність призводить до менших коливань pH, оскільки поєднання карбонату з бікарбонатом створює буфер, пом'якшуючи зміни pH. Борна кислота та її солі також утворюють буфер, що пом'якшує зміни pH. Місткість обох цих буферних систем вище при високих значеннях pH (8.5), ніж низьких (7.8). Таким чином, акваріумісти, у яких значення pH в акваріумі низьке, можуть зіткнутися з цієї причини з більшими коливаннями значення pH. Я детально обговорював буферні ефекти та проблеми добових коливань pH у попередній статті.

Вирішення проблем з pH

Нижче наводяться конкретні поради щодо вирішення проблем з низьким pH. Ці поради можуть також допомогти при виправленні рівнів pH ближче до природних значень, навіть якщо ці рівні вже знаходяться в межах «прийнятного діапазону», як було описано вище, але все ще не такі високі, як хотілося б. Проте, перш ніж приступити до реалізації стратегії зміни pH, ознайомтеся з деякими загальними положеннями:

Переконайтеся, що у вас є проблема з рівнем pH. Найчастіше, в результаті некоректно проведених вимірювань, вам може здаватися проблема. Ця ситуація найбільш типова для випадків, коли акваріуміст користується набором тестів (крапельним тестом або тест-смужками) для вимірювання pH, а не користується електронним pH-метром. Тим не менш, помилки можливі при будь-яких вимірах, і буде прикро, якщо ви зробите акваріуму гірше тільки через те, що pH-метр був неправильно відкалібрований. Тому, перш ніж почати корективні заходи, переконайтеся, що значення pH були виміряні правильно. Нижче наводяться посилання на дві статті, які варто прочитати для того, щоб бути впевненими, що вимір pH проводиться правильно:

• Калібрування pH-метра за допомогою бури з господарського магазину.

Перш ніж почати пошук рішення, спробуйте визначити причину, з якої виникла проблема. Наприклад, якщо низьке значення pH викликане надлишком вуглекислого газу в повітрі приміщення, посилення аерації цим повітрям навряд чи допоможе у вирішенні цієї проблеми. Набагато найкращим рішенням буде якщо ви адресуєте саму суть проблеми.

Причини низького pH

Як описано вище, коли значення pH опускається нижче 7.8, виникають проблеми. Це означає, що протягом дня, нижнє значення pH опускається нижче 7.8. Звичайно, якщо нижнє значення pH опуститься до 7.9, все одно потрібно буде підняти значення pH, але вже не так терміново. Як правило, є кілька причин, які можуть призводити до низького значення pH, і з кожної нагоди потрібні різні дії. Нема універсального способу, що дозволяє захистити акваріум від усіх цих проблем одночасно!

Першим кроком у вирішенні проблеми низького pH є з'ясування причин виникнення. Можливі причиниможуть бути такі:

1. В акваріумі використовується кальцієвий реактор (реактор карбонату кальцію з двоокисом вуглецю: CaCO3/CO2).
2. Акваріум має низьку буферність.
3. У зв'язку з недостатньою аерацією в акваріумі є більше CO 2 ніж в навколишньому повітрі. Не помиляйтеся, думаючи, що акваріум буде достатньо насичений киснем, оскільки вода в ньому дуже турбулентна. МІСТО важче привести вміст двоокису вуглецю до рівноваги, ніж просто забезпечити достатню кількість кисню. Якби двоокис вуглецю знаходився в ідеальній рівновазі, НЕ було б різниці між величинами pH у денний та нічний час. Оскільки в більшості акваріумів уночі значення pH нижче, це говорить про їхню неповну насиченість повітрям.
4. В акваріумі є надлишок CO2, оскільки повітря в приміщенні містить надлишок CO2.
5. Акваріум знаходиться в процесі запуску, і в ньому міститься надлишок кислоти, що утворюється в результаті азотного циклу та розкладання органічних речовиндо CO2.

Тест аерацією

Деякі з наведених вище варіантів вимагають певних зусиль для діагностики. Проблеми 3 і 4 досить поширені, і є простий спосіб їх виявлення. Наберіть склянку води з акваріума та виміряйте pH. Потім інтенсивно аеруйте воду протягом години, використовуючи зовнішнє повітря. Значення pH зросте, якщо pH був надто низьким для наявного значення буферності, відповідно до Рисунку 3 (якщо pH зросте, ймовірно, один із вимірів - pH або буферність – було помилковим). У цьому випадку повторіть експеримент із новою склянкою води, використовуючи для аерації повітря з приміщення. Якщо pH знову зросте, значить pH в акваріумі також зростатиме в результаті аерації, тому що вода в акваріумі містить надмірну дозу двоокису вуглецю. Якщо pH в склянці не зросте (або буде рости дуже повільно), це означає, що повітря в приміщенні містить надлишок CO 2 і збільшення насиченості цим повітрям не вирішить проблему низького pH (при цьому, проблема може бути вирішена, якщо для насичення використовувати свіжий повітря).

Вирішення проблем з низьким значенням pH

Деякі рішення придатні лише за певних причин, і про них докладно йдеться нижче. Проте є й загальні рішення, які часто бувають ефективними. До таких рішень відноситься застосування добавок підвищення pH. Їх застосовують у випадках, коли потрібне підвищення буферності. У цьому випадку краще використовувати вапняну воду (kalkwasser), після чого можна використовувати двокомпонентні добавки для підвищення pH. Перевага цих методів полягає в тому, що вони збільшують pH без порушення балансу з кальцієм.

Використання одних лише буферних розчинів який завжди є хорошим методом, оскільки вони лише трохи збільшують значення pH, тоді як буферність зростає істотно. На жаль, етикетки на багатьох буферних розчинах, що є на ринку, пишуться так, щоб переконати акваріумістів, що pH буде в порядку, якщо вони просто додадуть деяку кількість цього розчину. У більшості випадків поліпшення pH відбувається тільки на один день, при цьому лужність збільшується понад бажані межі.

Два інші корисних методівполягають у вирощуванні макро водоростей, які в процесі зростання поглинають деяку кількість CO 2 з води (часто водорості висвітлюються в протифазі з основним акваріумом - світло в ємності в макроводорості включається вночі, коли світло в основному акваріумі вимкнено, щоб мінімізувати зменшення pH), і насичення води свіжим повітрям, яке забирається зовні приміщення.

Низьке значення pH, спричинене кальцієвим реактором

Загальною причиною низького значення pH у рифовому акваріумі є використання кальцієвого реактора. Ці реактори застосовують двоокис вуглецю, що має кислу реакцію, для розчинення карбонату кальцію, внаслідок чого в акваріум, хоч і тимчасово, надходить значна кількість кислоти. В ідеалі двоокис вуглецю повинен вивітрюватися з реактора після того, як частина її була витрачена на розчинення CaCO 3 . Але насправді цей процес проходить в повному обсязі, і акваріуми, у яких застосовується кальцієвий реактор, зазвичай діють при значеннях pH, близьких до нижнього краю допустимого діапазону.

Пропоновані рішення припускають, що реактор належним чином відрегульовано. Погано налаштований реактор може призвести до зниження pH нижче звичайного значення, тому першим кроком має бути поведінка відповідної установки. Питання налаштування кальцієвого реактора виходить за рамки цієї статті, відзначимо тільки, що значення pH і буферність води, що витікає з реактора, не повинні бути занадто низькими.

Для мінімізації проблеми низького pH, що виникає в результаті використання кальцієвих реакторів, пропонувалося багато різних підходів з різним ступенем успіху. Одним з таких підходів є використання двокамерного реактора, в якому вода, що витікає, проходить через другу камеру з CaCO 3 до того, як буде скинута в акваріум. Розчинення додаткового CaCO 3 призводить до збільшення pH, а також викликає підвищення рівнів вмісту кальцію та буферності у розчині. Такий підхід виглядає успішним для підвищення pH води, що випливає з реактора, але не на всьому шляху до акваріума, і проблема низького pH повністю не зникає.

Іншим підходом є аерація води на виході з кальцієвого реактора до того, як вона потрапить в акваріум. Метою цього є видування надлишку CO 2 до того, як вода потрапить в акваріум. Цей підхід хороший в теорії, але не на практиці, оскільки до попадання в акваріум на дегазацію приділяється недостатньо часу. Іншою проблемою при цьому підході є той факт, що у разі успішного підвищення pH розчин може виявитися перенасиченим CaCO 3 , що може призвести до вторинного осадження CaCO 3 в реакторі, тим самим забруднюючи його і знижуючи ефективність.

І, нарешті, останній підхід, можливо, найуспішніший, полягає в комбінуванні кальцієвого реактора з іншою системою підвищення буферності, що також підвищує значення pH. Найуспішнішим, мабуть, є використання вапняної води (гідроксиду кальцію). У цьому випадку вапняна вода застосовується не стільки для збільшення розчиненого кальцію або підвищення буферності, а для того, щоб поглинути надлишок CO 2 і тим самим підняти pH. Необхідна для цього кількість вапняної води не така велика, як у разі її використання як основне джерело для підтримки високих рівнів кальцію та буферності. Додавання вапняної води може проводитися по таймеру, вночі або рано вранці, коли низькі значення pH найбільш ймовірні. Добавка вапняної води може проводитись виходячи із показань контролера pH, тобто. вона може додаватися лише, коли значення pH впаде нижче певного значення (наприклад, нижче pH 7.8).

Низьке значення pH, викликане високим рівнем вмісту вуглекислого газу в приміщенні

Високі рівні вмісту вуглекислого газу в приміщенні можуть призвести до зниження pH в акваріумах. Дихання людей та домашніх тварин, використання систем опалення, що спалюють природний газ (наприклад, печі та плитки) при неналежній вентиляції, та застосування кальцієвих реакторів можуть призвести до високих рівнів вмісту вуглекислого газу в приміщенні. Рівень вмісту вуглекислого газу в приміщенні може легко перевищити його вміст у зовнішньому повітрі вдвічі, а такий надлишок може призвести до значного зниження pH в акваріумі. Ця проблема особливо насущна в нових приміщеннях, що більш герметично закриваються. Ця проблема навряд чи матиме місце у старих будинках, де вітер може «гуляти» через віконні рами.

Багато акваріумісти виявили, що відкрите вікно поруч із акваріумом може значно підвищити pH за один або два дні. На жаль, акваріумісти, що живуть у холодному кліматі, не можуть комфортно відчиняти вікна взимку. Деякі з них з'ясували, що в такій ситуації корисно провести трубку зовні до місця забору повітря флотатора, в якому свіже повітря швидко змішується з акваріумною водою. Майте на увазі, що якщо акваріуміст проживає в зоні, де періодично розприскуються інсектициди для боротьби з комарами (наприклад, у приміських районах на півдні), на забір повітря необхідно встановлювати фільтр з активованим вугіллям, щоб запобігти потраплянню отрутохімікатів в акваріум.

Нарешті, хорошим рішенням для багатьох випадків використання вапняної води (гідроксиду кальцію). Вапняна вода може бути особливо ефективна, оскільки в даній ситуації малоймовірно, щоб pH в акваріумі піднявся до небажано високого рівня – небезпеки, яка може супроводжувати застосування вапняної води як основне джерело кальцію та буферності. Незважаючи на те, що гідроксид кальцію є найпоширенішою та загальновизнаною добавкою для забезпечення необхідної буферності в акваріумі, одночасно з підвищенням pH, можна скористатися й іншими добавками для підвищення pH. Наприклад, у цій ситуації добавки на основі карбонату будуть дуже корисними, а на основі бікарбонату – ні. Якщо розглянути комерційні продукти, B-ionic компанії ESV буде краще, ніж більше Нова версія(Bicarbonate B-ionic) того ж виробника. Пральна сода (карбонат натрію) або прожарена харчова сода будуть кращими, ніж звичайна харчова сода (бікарбонат натрію).

Низький pH, спричинений низькою буферністю

Низька буферність може призвести до низького рівня pH. Наприклад, якщо зниження буферності у міру кальцифікації нічим не компенсується, це може призвести до падіння pH. Таке падіння можливе при всіх методах компенсації буферності, але найбільше спостерігатиметься при застосуванні тих систем, які самі не збільшують значення pH (наприклад, кальцієвий реактор або використання бікарбонатів). У цьому випадку очевидне рішення полягає у збільшенні буферності будь-яким чином відповідно до Рисунку 4.

Різке падіння pH

Всі вищенаведені випадки відносяться до хронічно низьких значень pH. Жоден із розглянутих варіантів не стосується випадків різкого або тимчасового зсуву pH. Однак, у деяких ситуаціях таке може статися, і буде корисно знати, як робити в таких випадках. Більшість акваріумістів навряд чи робитимуть те, що зробив я: наприклад, кидати в самп шматочок сухого льоду тільки для того, щоб подивитися, що станеться. Зробивши це, я побачив, що pH різко падав. Подібним чином легко можна переконатися в тому, що значення pH дорівнює 5 може вбити все живе в акваріумі (у моєму випадку цього не сталося, але я б не рекомендував вам намагатися повторити цей експеримент заради розваги).

З більшим ступенем ймовірності можуть виникнути проблеми з викидом великої кількості вуглекислого газу в результаті збою в системі подачі вуглекислого газу в реактор. У більшості випадків я б порадив нічого не робити доти, доки за допомогою сильної аерації не буде видалено надлишок CO 2 . Можливо, варто відкрити вікно, щоб повітря, яке бере участь у газообміні, само по собі не містило надлишку CO 2 . Приблизно за добу стан акваріума має повернутись до норми. Якщо акваріуміст вирішить додати будь-який засіб для збільшення pH, він ризикує підняти його значення до надто високого рівня через добу після того, як з акваріума було виведено надлишок CO 2 .

Якщо причиною падіння pH є мінеральна кислота (наприклад соляна), карбонатна буферність (а також загальна буферність) обвалиться. В цьому випадку я б радив виміряти буферність, і скористатися добавками для підвищення карбонатної буферності (не на основі бору), для того, щоб підняти буферність, повернувши її до нормального рівня (в діапазоні 2.5-4 мекв/л або 7-11 dKH) . Кінцевим результатом цих дій має бути збільшення pH. За допомогою деяких лужних добавок (вапняна вода або звичайний B-ionic) значення pH можна відновити швидко, а при застосуванні інших (як, наприклад, харчова сода) збільшення pH відбуватиметься повільно, оскільки акваріуму потрібен час на виведення CO2, що утворюється.

Якщо причиною падіння pH є оцет або інша органічна кислота, я порадив би такі ж заходи, що й для соляної кислоти, про що йшлося вище. Треба лише мати на увазі, що з часом (від кількох годин до доби) ацетат, що утворився з оцту (оцтової кислоти), буде окислений до CO 2 і OH-. Результатом цього буде можливе збільшення значення pH та лужності. Тому в цьому випадку краще обмежити або утриматися від інших дій, що призводять до збільшення буферності. Якщо для стабілізації кислоти, що утворилася, буде застосовуватися велика кількість добавок для підвищення буферності, величина pH і /або буфрність згодом можуть вирости до більш високих значень, ніж хотілося б.

Висновок

pH є важливим показником морського акваріума, добре знайомим більшості акваріумістів. Він серйозно впливає на здоров'я і здоров'я людей, і ми повинні зробити все можливе для того, щоб цей показник лежав у допустимих межах. У цій статті наводяться поради щодо вирішення часто зустрічаються проблем, пов'язаних з низьким значенням pH в акваріумах, дозволяючи акваріумістам діагностувати та вирішувати проблеми низького pH, які можуть виникнути в акваріумах.

Щасливого рифування!

Якщо у вас виникнуть запитання щодо цієї статті, будь ласка, відвідайте мій авторський форум на ReefCentral.

1. Hydrogen-ion concentration of sea water in its biological relations. Atkins, W. R. G. J. Marine Biol. Assoc. (1922), 12717-71.
2. Water quality requirements for first-feeding in marine fish larvae. ІІ. pH, oxygen, і carbon dioxide. Brownell, Charles L. Dep. Zool., Univ. Cape Town, Rondebosch, S. Afr. J. Exp. Mar. Biol. Ecol. (1980), 44(2-3), 285-8.
3. Chondrus crispus (Gigartinaceae, Rhodophyta) tank cultivation: optimizing carbon input за допомогою fixed pH і за допомогою salt water well. Braud, Jean-Paul; Amat, Mireille A. Sanofi Bio-Industries, Polder du Dain, Bouin, Fr. Hydrobiologia (1996), 326/327 335-340.
4. Physiological ecology of Gelidiella acerosa. Rao, P. Sreenivasa; Mehta, V. B. Dep. Biosci., Saurashtra Univ., Rajkot, India. J. Phycol. (1973), 9(3), 333-
5. Studies on marine biological filters. Model Filters. Wickins, JF Fish. Exp. Stn., Minist. Agric. Fish. Food, Conwy/Gwynedd, UK. Water Res. (1983), 17(12), 1769-80.
6. Психологічні характеристики Mycosphaerella ascophylli, функціональний ендофіт мальовничої чорної alga Ascophyllum nodosum. Fries, Nils. Inst. Physiol. Bot., Univ. Uppsala, Uppsala, Swed. Physiol. Плант. (1979), 45(1), 117-21.
7. pH dependent toxicity of five metals to three marine organisms. Ho, Kay T.; Kuhn, Anne; Pelletier, Marguerite C.; Hendricks, Tracey L.; Helmstetter, Andrea. National Health and Ecological Effects Research Laboratory, США Екологічна дія навколишнього середовища, Narragansett, RI, USA. Environmental Toxicology (1999), 14(2), 235-240.
8. Effects of lowered pH and elevated nitrate on coral calcification. Marubini, F.; Atkinson, MJ Biosphere 2 Center, Columbia Univ., Oracle, AZ, USA. Mar. Ecol.: Prog. Ser. (1999), 188 117-121.
9. Діяльність calcium carbonate saturation state на calcification rate of experimental coral reef. Langdon, Chris; Takahashi, Taro; Sweeney, Colm; Chipman, Dave; Goddard, John; Marubini, Francesca; Aceves, Heather; Barnett, Heidi; Atkinson, Marlin J. Lamont-Doherty Earth Observatory of Columbia University, Palisades, NY, USA. Global Biogeochem. Cycles (2000), 14(2), 639-654.

Концентрація водневих іонів, яка виражається негативним логарифмом молярної концентрації іонів водню – рН (рН=1 означає, що концентрація дорівнює 10 -1 моль/л; рН=7 означає, що концентрація іонів становить 10 -7 моль/л, або 100нмоль), істотно впливає на ферментативну діяльність, на фізико-хімічну властивості біомолекул та надмолекулярних структур. Норма рН: усередині клітини – рН=7,0 або 100 нмоль/л, позаклітинна рідина – рН 7,4, або 40 нмоль/л, артеріальна кров – рН 7,4, або 40 нмоль/л, венозна кров – рН 7 35 або 44 нмоль/л. Крайні межі коливань рН крові, сумісні з життям - 7,0-7,8, або від 16 до 100 нмоль/л.

Буферні системи крові:

1. Гемоглобіновий буфер знаходиться у еритроцитах.

Підтримка оптимального кислотно-основного стану крові. Відновлений гемоглобін – HHb, HHb+КОН=КНb+H2O; KHb+KCl=HHb+KCl.

Представлений системою "дезоксигемоглобін-оксигемоглобін". При накопиченні в еритроцитах надлишку водневих іонів дезоксигемоглобін, втрачаючи іон калію, приєднує себе іон водню (зв'язує іони водню). Цей процес відбувається в період проходження еритроциту по тканинних капілярах, завдяки чому не виникає закислення середовища, незважаючи на надходження в кров великої кількості вугільної кислоти. У легеневих капілярах внаслідок підвищення парціальної напруги кисню гемоглобін приєднує кисень, віддаючи іони водню, які використовуються для утворення вугільної кислоти та надалі виділяється через легені.

2. Карбонатний буфер.

H 2 CO 3 +KOH=KHCO 3 +H 2 O; KHCO 3 +HCl=H 2 CO 3 +KCl; H 2 CO 3 =H 2 O+CO 2 . Місткість буфера пост. За рахунок частоти дихання.

Представлений бікарбонатом (гідрокарбонатом) натрію та вугільною кислотою (NaHCO 3 / H 2 CO 3 )/ У нормі співвідношення цих компонентів має бути 20:1, а рівень бікарбонатів – не більше 24 ммоль/л. При появі в крові надлишку іонів водню в реакцію вступає бікарбонат натрію, внаслідок чого утворюється нейтральна сіль і вугільна кислота, відбувається заміна сильної кислоти (добре дисоціюючої на аніон та іони водню) на слабшу кислоту (вона слабше дисоціює на аніон та іон водню) , Якою є вугільна кислота. Надлишок вугільної кислоти виділяється легкими. З появою в крові надлишку лугу або лужного продукту реакцію вступає другий компонент бікарбонатного буфера – вугільна кислота, у результаті утворюється бікарбонат натрію і вода. Надлишок бікарбонату натрію видаляється через нирки. Таким чином, завдяки легким та ниркам співвідношення між бікарбонатом та вугільною кислотою підтримується на постійному рівні, що дорівнює 20:1.

3. Фосфатний буфер.

KH2PO4+KOH=K2HPO4+H2O; K2HPO4+HCl=KH2PO4+KCl.

Представлений солями фосфорної кислоти дво- і однозаміщеним натрієм (Na 2 HPO 4 і NaH 2 PO 4) у співвідношенні 4:1. З появою у середовищі кислого продукту утворюється однозамещенный фосфат NaH 2 PO 4 – менш кислий продукт, а при залужуванні утворюється двузамещенный фосфат Na 2 HPO 4 . Надлишок кожного компонента фосфатного буфера виводиться із сечею.

4. Білковий буфер.

Функціональна система підтримки рН: ЦНС (гіпоталамус, дихальний центр) - поведінка: зовнішнє дихання; функції нирок, функції ШКТ, реєстр. Метаболізм – результат: 7,4 – хеморецептори.

З допомогою наявності у складі білків плазми лужних і кислих амінокислот білок пов'язує вільні іони водню, тобто. перешкоджає закисленню середовища; одночасно він здатний зберегти рН середовища при її залужуванні.

Підтримка рН крові є найважливішим фізіологічним завданням – якби не існувало механізму підтримки рН, то величезна кількість кислих продуктів, що утворюються в результаті метаболічних процесів, викликало б закислення (ацидоз). Можна виділити 4 основні механізми підтримки КЩР (кислотно-лужної рівноваги): буферування; видалення вуглекислого газу при зовнішньому диханні; регуляція реабсорбції бікарбонатів у нирках; видалення нелетючих кислот із сечею (регуляція секреції та зв'язування іонів водню у нирках).

Дихальний (респіраторний) механізм регулювання, діяльність нирок; ацидоз<= 7,4 <= алкалоз; респираторный ацидоз <= 7,4 =>респіраторний алкалоз (нирки); нирки ацидоз<= 7,4 =>нирки алкалоз (респірат.)

25. Функціональна система підтримки оптимального для метаболізму агрегатного стану крові: згортання та протизгортання системи крові. Механізм згортання крові: основні стадії та їх характеристики.

Кров має плинність, що залежить від рівня гематокриту, вмісту в плазмі білків та інших факторів. Основна роль належить системі РАСК (регуляції агрегатного стану крові). В інтактному організмі плинність крові максимальна, що сприяє оптимальному кровообігу. При травмі кров має згортатися. Це гемостаз. В основі гемостазу лежать найскладніші механізми, в яких беруть участь численні фактори згортання, протизгортання та фібринолітичної систем. Перші кроки шляхом розкриття механізмів згортання крові зробив понад сто років тому дерптський фізіолог А. А. Шмідт. Він виявив деякі фактори зсідання, визнав ферментативну природу реакцій та їх фазність. У відповідь на пошкодження судини розгортаються два послідовні процеси – судинно-тромбоцитарний гемостаз та коагуляційний гемостаз.

Протизгортаючі механізмице речовини, які розчиняють тромб, надаючи фібринолітичну дію, та речовини, що перешкоджають згортанню крові, які називаються антикоагулянтами.

Система згортання крові.

Процес згортання: ушкодження – судинно-тромбоцитарний гемостаз:

1. Констрикція (звуження) судин: рефлекторно (біль); серотонін, адреналін, тромбоксан А2.

2. Адгезія (тромбоцити починають приклеюватися до стінок пошкодженої судини); агрегація тромбоцитів (злипаються один з одним); "білий тромб" - потік тромбоцитів, ущільнюється (ретракція)

Коагуляційний гемостаз – ряд послідовних реакцій за участю факторів згортання крові – ці фактори є в плазмі, тканинах, клітинах, у клітинах пошкоджених судин; 12 факторів згортання крові:

I. з фібриногену (синтезується у печінці) утворюється фібрин (основний компонент тромбу)

ІІ. Протромбін – основний білок плазми, утворюється у печінці – тромбін (активує фібриноген)

ІІІ. тканинний тромбопластин – утворюється у печінці.

IV. іони кальцію

V. проакцелерин, або Ас-глобулін (він же VI фактор)

VI. ні. (Був активований проакцелерин)

VII. проконвертин

VIII. антигемофільний глобулін А

IX. антигемофільний глобулін В (фактор Крістмаса)

X. фактор Стюарта-Прауера

XI. антигемофільний глобулін С (плазмовий тромбопластин)

XII. фактор Хагемана (фактор контакту)

XIII. фібринстабілізуючий фактор

XIV. фактор Флетчера (прокаллікреїн)

XV. фактор Фітцжеральда (кініноген)

Згортання відбувається у 4 фази. У першій фазі утворюється протромбіназ - складний комплекс - фермент, що сприяє переходу протромбіну в тромбін (друга фаза). Третя фаза – освіта фібрину з фібриногену під впливом тромбіну. Потім відбувається четверта фаза - ретракція або ущільнення згустку.

Основні етапи гемкоагуляції.

1. Утворення протромбінази (X a +V a +Ca 2+ +фосфоліпіди) - протромбін→тробмін→фібриноген→фібрин. Найдовший, відбувається у тканинах (зовнішній механізм) і всередині судини (внутрішній).

Внутрішній шлях: зводиться до активації фактора X. III →VII→VII a (Ca 2+ , фосфоліпіди)→VII a та VIII a дають комплекс той самий, що й у зовнішньому механізмі - X→X a +V a +Ca 2+ + ФО.

Зовнішній шлях: внаслідок взаємодії крові з тканиною активується тканинний тромбопластин (III). XII → XII a → XI → XI a → IX → IX a → VIII → VIII a → той самий комплекс VII a і VIII a - X → X a +V a +Ca 2+ + ФЛ.

2. Полягає у переході протромбіну в активний фермент тромбін. Для цього потрібно протромбіназ. Процес йде дуже швидко і лімітуючим є лише поява у крові протромбінази.

3. Утворення фібрину. Під впливом тромбіну та іонів кальцію від фібриногену відщеплюються фібринопептиди А і В і він перетворюється на розчинний білок – фібрин. Фібриноген→фібрин→полімер→ретракція "червоний тромб". Для ефективної закупорки рани під впливом тромбостеніну тромбоцитів відбувається ретракція згустку.

"

PH сечі показує стан фізичних властивостей рідини, що виділяється під час роботи нирок. З допомогою цього показника визначають іони водню, які у урине. Баланс лугу та кислоти дозволяє скласти картину стану здоров'я. Лужна чи кисла реакція сечі допомагає у постановці діагнозу.

Властивості сечі

За допомогою урин виділяються продукти метаболізму. Її утворення здійснюється у нефронах у момент фільтрації плазми та крові. Сеча включає 97 % води, що залишилися 3% - це солі і азотисті речовини.

Необхідний показник pH рідин організму підтримується нирками за рахунок виведення непотрібних речовин та затримки елементів, що беруть участь у важливих обмінних процесах.

Виводяться речовини мають кислотно-лужні характеристики. Коли міститься велика кількість кислотних частинок, утворюється кисла сеча (рівень pH опускається нижче 5). Норма pH урини – слабкокисла реакція (5-7). У разі переважання лужних властивостей формується лужна сеча (pH близько 8). Якщо показник дорівнює 7 – це баланс в уріні лужних та кислих речовин (нейтральне середовище).

Що означає кислий чи лужний баланс? Він свідчить про рівень ефективності процесу переробки мінералів, відповідальних рівень кислотності. У ситуації з перевищенням показника сечі pH відбувається нейтралізація кислоти за рахунок мінералів, що знаходяться в кістках та органах. Це означає, що в раціоні переважають м'ясні продукти та бракує овочів.

Кислотність pH в нормі

Кислотність сечі залежить від багатьох факторів. Велике вміст їжі білків тваринного походження викликає переповненість урини кислотою. Якщо ж людина віддає перевагу рослинній їжі, молочним продуктам, визначається лужне середовище.

У нормі реакція сечі необов'язково має бути нейтральна, вона визначається межах від 5 до 7.Показники кислотності можуть мати невеликі відхилення, наприклад pH 4,5-8 вважається нормальним явищем за умови, що воно короткочасне.

Норма вночі становить трохи більше 5,2 одиниць. Рано вранці натщесерце присутні низькі показники pH (максимум до 6,4), увечері – 6,4-7, що вважається звичайним явищем.

Нормальні показники pH у чоловіків, жінок та дітей мають незначні відмінності. Зважаючи на частого вживання чоловіками білкової їжі, підвищується рівень кислотності урини. У сечі за вагітності нормою вважають кислотність 5-8.

Нормальна кислотність у дітей залежить віку. Реакція сечі у новонародженої дитини нейтральна через вживання грудного молока. У недоношених дітей відзначається незначне закислення сечі. У дитини на штучному вигодовуванні низький рівень кислотності. У дітей, у меню яких уже введено прикорм, кислотність сечі в середньому 5-6 одиниць.

Аналіз сечі

Поставити діагноз набагато простіше із лабораторним аналізом сечі. Його повторне проведення призначають при перенесеній інфекційній хворобі. У разі проблем з ендокринною системою нирками аналіз pH сечі виявляється незамінним. При сечокам'яній недузі pH в аналізі сечі може розповісти про каміння. Наприклад, сечокисле каміння утворюється при pH урини нижче 5,5. У той же час формування оксалатного каміння відбувається при PH 5,5-6,0, фосфатних - при лужній реакції сечі (вище 7 одиниць).

Для визначення pH проводиться лабораторне дослідження сечі (ОАМ), яке дозволяє охарактеризувати не тільки урину, але і провести мікроскопічне вивчення осаду.

Точніше уявлення про роботу нирок дає титраційна кислотність сечі. Титрування – один із лабораторних методів дослідження урини.

Щоб аналіз сечі показав максимально точний результат, необхідно дотримуватися деяких правил перед його проведенням. Для визначення pH у сечі за кілька днів до збору матеріалу варто відмовитися від прийому деяких медпрепаратів, трав'яних настоїв та відварів, алкоголю та інших продуктів, що впливають на склад урини.

За 1 день до збору сечі виключити з меню яскраві овочі та фрукти. Під час місячних у жінок змінюється склад сечі – лікарі не рекомендують у цей період робити аналіз.

Перед збиранням урини ретельно вимиваються статеві органи. Найточніші результати будуть отримані лише при дослідженні матеріалу, зібраного вранці.

Як визначити pH у домашніх умовах?

Виміряти стан кислотно-лужного балансу сьогодні можна навіть самостійно вдома. Для визначення pH сечової рідини можна використовувати:

• лакмусовий папір;
• метод Магаршака;
• бромтимоловий синій індикатор;
• індикатор тест смужки.

З'ясувати рівень pH першим методом можна просто помістивши у досліджувану рідину лакмусовий папір. Конкретне значення кислотності цей метод не дає змоги визначити.

Спосіб Магаршака для визначення кислотності сечі - це використання спеціально приготовленого індикатора на основі двох обсягів розчину нейтрального спирту червоного з концентрацією 0,1% і одного об'єму спиртового розчину синього метиленового з такою ж концентрацією. Потім 2 мл сечі змішують із 1 краплею отриманого індикатора. За кольором суміші, що утворилася, визначають приблизний вміст PH.

Бромтимоловий індикатор для вимірювання кислотності готується шляхом змішування 0,1 г розтертого індикатора з 20 мл підігрітого етилового спирту. Отриману суміш охолоджують, розводять водою до 100 мл. Потім 3 мл сечі з'єднують з краплею індикатора і оцінюють результат отриманого кольору.

Наведені вище індикатори вимагають певних витрат часу. У порівнянні з ними більш простим та доступним методом вимірювання pH вважаються індикаторні смужки. Цей спосіб використовується як удома, так і в багатьох лікувально-профілактичних центрах. Смужки визначення pH допомагають з'ясувати реакцію сечі не більше від 5 до 9 одиниць.

Проте індикаторні тест-смужки не такі точні, як спеціальний прилад – іономір.

Причини закислення сечі

Підвищена кислотність сечі (ацидурія) починається від pH 5 та нижче. Кисле середовище вважається підходящим для розвитку патогенних мікроорганізмів. Причини бувають такими:

• особливості раціону (м'ясні продукти підвищують кислотність);
• подагра, лейкози, сечокислий діатез та інші патології, що спричиняють ацидоз;
• активна фізична діяльність, проживання у гарячій місцевості, робота у гарячому цеху тощо.
• тривале голодування, нестача вуглеводів;
• алкоголізм;
• медпрепарати, що підвищують кислотність;
• стадія декомпенсації під час цукрового діабету;
• ниркова недостатність, що має сильно виражений больовий синдром;
• алергічні прояви в дітей віком.

Причини зниження кислотності

Чому може відбуватися лужна реакція сечі? Зменшити кислотність (стан під назвою алкалурію, коли спостерігається високий pH) можуть різні фактори. Наприклад, таке відбувається при різкій зміні меню. Також це може свідчити про збій роботи ниркового механізму регуляції кислотності через тубулярний ацидоз. Підтвердити це можна, досліджуючи сечу протягом кількох днів.

Інші причини, через які може спостерігатися залужування сечі:

• переважання в меню рослинної їжі, вживання лужної мінеральної води та інших продуктів, які можуть зменшити кислотність;
• інфекції системи сечовиведення;
• сильне блювання;
• хвороби шлунка;
• захворювання щитовидної залози, надниркових залоз тощо;
• рахіт;
• післяопераційний період (значення лужного балансу може значно підвищуватися);
• виділення фенобарбіталу через нирки.

Олужнення сечі супроводжується слабкістю, головними болями, нудотою і т.д. Якщо не вдається нормалізувати кислотно-лужний баланс, виключивши з раціону продукти, що знижують кислотність, варто звернутися по допомогу до лікаря. Слабокисле середовище, що значно перевищує норму, підходить для розвитку патогенних мікроорганізмів.

Як нормалізувати кислотно-лужний баланс?

У здорової людини кислотно-лужний баланс тримається в межах 6 – 7. Якщо з якоїсь причини цей баланс зрушився, варто звернутися за допомогою до лікаря. Річ у тім, що pH впливає активність бактерій – кислотність може як знижувати, і підвищувати патогенність мікроорганізмів. У зв'язку з цим у медикаментів спостерігається різний рівень ефективності.

Лікар допоможе з'ясувати, що спровокувало неприємні симптоми, виявить осередок виникнення хвороби та призначить відповідне лікування, а також підкаже, як знизити або підвищити pH. З Вчасна діагностика дозволить зробити терапію максимально ефективною.

На тлі боротьби з недугою, що призвела до зміщення балансу кислоти та лугу в організмі, необхідно припинити надходження шкідливих речовин. З раціону виключається жирне м'ясо, ковбаси, консерви, цукор, манна крупа. Хороший обмін речовин можливий при вступі до організму достатньої кількості кислот та лугів.

Кислотосодержащими продуктами є нежирне м'ясо, риба, сир. Постачання лугів в організм відбувається за рахунок овочів, зелені, фруктів, ягід, що знижують кислотність. Тому нормалізація КЩБ можлива, якщо правильно поєднувати види продуктів та їх кількість. Згідно з золотим правилом дієта у людей з проблемними показниками кислотності урини повинна на 80% складатися з лугоутворювальних продуктів і на 20% - з кислотоутворюючих.