хорошей растворяющей способностью и вызывает электрическую диссоциацию многих растворенных в ней веществ. Сама она также является электролитом, хотя и весьма слабым и диссоциирует на ионы водорода и гидроксила:
Экспериментально установлено, что концентрация ионов водорода (а следовательно, и ионов гидроксила) в 1 л воды при 22 °C равна 10-7 г-иона.
Таким образом, для воды и водных растворов при неизменной температуре произведение концентрации водородных и гидроксильных ионов (КН2О) есть величина постоянная:
Поскольку концентрации ионов Н+ и ОН– являются величинами сопряженными, увеличение концентрации водородных ионов влечет за собой уменьшение концентрации гидроксильных ионов. Это наблюдается при добавлении кислот, свойства которых обусловлены наличием свободных ионов водорода. Следовательно, в кислых растворах:
При добавлении щелочей происходит обратное явление – увеличение концентрации ионов гидроксила и уменьшение концентрации водородных ионов:
В нейтральных растворах [Н+] = [ОН-] = 10-7 г-иона/л.
Следовательно, чистая вода нейтральна.
Так как изменения концентрации ионов Н+ и ОН– взаимосвязаны, степень кислотности или щелочности раствора можно охарактеризовать концентрацией какого-либо из этих ионов. В практике принято выражать кислотность или щелочность растворов концентрацией водородных ионов, которую иначе называют активной реакцией среды. При этом вместо подлинной концентрации Н+ пользуются ее отрицательным логарифмом. Эту величину называют водородным показателем, обозначая рН.
Следовательно, если [Н+] = 10-7 г-иона/л, то – lg 10-7 = 7, т. е. рН=7, это значение водородного показателя соответствует нейтральной среде. Все значения рН менее 7 соответствуют кислой среде, а более 7 – щелочной среде.
Постоянство концентрации водородных ионов является одной из существенных констант внутренней среды организма – гомеостаза. В норме у человека: рН крови = 7,36–7,40; рН слюны = 6,8–7,2; рН желудочного сока = 1,5–2,5; рН кишечного сока = 8,0–9,0. Водородный показатель (рН) крови относится к так называемым жестким биологическим константам, то есть является одним из наиболее постоянных показателей.
При физических нагрузках увеличивается поступление в кровь кислых продуктов, особенно молочной кислоты, которая интенсивно образуется в мышцах. В результате этого рН крови может снизиться до 7,2–6,8. Степень сдвига зависит от продолжительности и интенсивности работы, а также от уровня тренированности спортсмена и наиболее выражена при работе в зонах субмаксимальной и большой мощности.
Каждый фермент, принимающий участие в обмене веществ, наиболее активен при строго определенном оптимуме рН в жидкой среде. Например, пепсин
