ГБОУ Гимназия №1505
«Московская городская педагогическая гимназия-лаборатория»
Реферат
Кислотность напитков и здоровье человека
Автор: ученица 9 класса «А»
Рыбакова Надежда
Руководитель: Шипарёва Г. А.
Москва
2012
Оглавление.
Введение ………………………………………………………………………………………. 3-4
§1. Водородный показатель. Способы его измерения ……………………………………... 5-8
§2. Значение воды для организма человека ……………………………………………….. 9-11
§3. Практическая часть. Социальный опрос. Результаты измерения кислотности популярных напитков …………………………………………………………………………………….. 12-16
Заключение …………………………………………………………………………………. 17-18
Список литературы …………………………………………………………………………… 19
Введение.
Без воды жизнь на Земле была бы невозможна. Она играет большую роль в жизни любого живого организма, в том числе и человека.
Организм человека на 65 % состоит из воды. Ежедневно в результате протекания различных обменных процессов взрослый человек теряет в среднем 2-2,5 литра воды. Это естественные потери воды, которые человек должен компенсировать каждый день. «Без получения воды извне человек может прожить в большинстве случаев не более 2-3 дней» [5, с. 174].
Актуальность темы:
В настоящее время в повседневной жизни человек может утолить жажду не только простой водой, но и множеством напитков, продающихся в магазинах в большом ассортименте. Люди отказываются пить простую воду, вместо этого широкое распространение получают различные газированные, консервированные и пастеризованные напитки. Причины этого довольно ясны: водопроводная вода без серьезной предварительной очистки может нанести большой вред нашему здоровью. К тому же, она не привлекает своими вкусовыми качествами. Мы стараемся сделать воду вкуснее: всячески ее подкрашиваем, подслащиваем и т. д. Большим спросом пользуются «бодрящие» напитки: свежеприготовленные кофе, черный и зеленый чай, а также энергетические напитки, содержащие кофеин. Каждый из этих напитков обладает разными свойствами и по-своему влияет на организм человека, употребляющего их.
Одним из таких свойств является кислотность среды. Напитки, как и любой раствор, обладают этим свойством.
При рассмотрении кислотно-щелочного баланса употребляемых нами жидкостей оказалось, что большинство современных употребляемых нами ежедневно газированных вод, соков и напитков обладают повышенной кислотностью. Мы «закисляем» свой организм, даже не догадываясь о том, какие последствия могут ожидать нас. «Тем самым мы нарушаем кислотно-щелочное равновесие организма – относительное постоянство величины pH во внутренних средах организма, обеспечивающее полноценность метаболических процессов в клетках и тканях». [6, с. 42]
Даже незначительные нарушения кислотно-щелочного равновесия организма снижают активность ферментов и замедляют биохимические процессы. Становится понятно, что кислотная нагрузка потребляемых нами напитков – еще один фундаментальный показатель, имеющий большое значение для нашего здоровья.
Однако большинство людей даже не подозревают о том, что то, что они привыкли пить, может нанести серьезный вред их здоровью.
В своем реферате мы хотим рассмотреть обозначенную проблему.
Цель реферата: проанализировать влияние pH употребляемых нами напитков на здоровье человека, обратить внимание на важность рассматриваемого нами вопроса.
Задачи реферата:
· рассмотреть понятие «водородный показатель»;
· описать способы его измерения, понять, зачем мы пьем и что пьем чаще всего;
· рассказать о здоровье человека и о том, что влияет на наше здоровье.
Работа также содержит в себе практическую часть: по данным проведенного социального опроса были выявлены напитки, наиболее употребляемые гимназистами, а pH самых распространенных напитков был измерен с помощью специального прибора – pH-метра.
§1.
Водородный показатель. Способы его измерения.
Кислотность среды пищевых продуктов, в том числе напитков – очень важная характеристика. Задумываться над этим вопросом и рассматривать эту проблему подробнее стали не так уж давно. В 2001-2002 году в американском журнале, рассказывающем о клиническом питании, была опубликована статья о том, что существует еще одна характеристика качества потребляемых нами продуктов, название которой на русский язык было переведено как «кислотная нагрузка пищи. Так что же такое кислотная нагрузка и от чего она зависит?
Если речь идет о напитках, значит, подразумевается, что мы говорим о растворах. Все растворы имеют разный вкус. Кислоты обладают кислым вкусом. В этом легко убедиться, ведь мы часто сталкиваемся в быту с органическими кислотами: яблочной, уксусной, лимонной, щавелевой и т.д. Попробовав лимон или неспелое яблоко, мы чувствуем, что они кислые на вкус. Этот факт можно объяснить, обратившись к теории электролитической диссоциации. «Эта теория объясняет кислый вкус кислот наличием ионов водорода (а точнее, ионов гидроксония H3O+), образующихся в их растворах» [2, с. 64]. Растворы, содержащие ионы водорода, имеют кислую среду. Такие растворы называют кислотными, и чем больше ионов H+ они содержат, тем больше кислотность их среды.
Из многообразия растворов мы не сможем выделить растворы щелочей, опираясь на вкусовые ощущения. Отличить их можно на ощупь: они едкие и мылкие. Эти растворы содержат не катионы водорода, а гидроксид-анионы и обладают щелочной средой. Чем выше концентрация ионов OH-, тем более щелочную среду имеет раствор.
Если щелочь и кислота будут находиться в растворе одновременно, произойдет реакция нейтрализации. В результате нейтрализации образуются соли и вода, а также наблюдается тепловой эффект. Такой раствор, в котором не содержится ни ионов H+, ни ионов OH-, называют нейтральным и говорят, что он обладает нейтральной средой. По-другому можно сказать, что этот раствор не содержит ни кислоты, ни щелочи. Растворы многих солей и органических веществ обладают нейтральной средой. Нейтральная среда также характерна для чистой воды (например, дистиллированной).
Если быть совсем точным, ионы H+ и ионы OH-, образующиеся при диссоциации воды, присутствуют во всех водных растворах без исключения. Вода – это очень слабый электролит. В каждом литре воды содержится всего по одной десятимиллионной (10-7) моля ионов H+ и OH-. При комнатной температуре степень ее диссоциации равна примерно 2 · 10-9. Это означает, что если взять миллиард молекул воды, то только две из них будут диссоциировать, то есть распадаться на ионы:
H2O « H+ + OH-.
Данное уравнение диссоциации свидетельствует о том, что вода проявляет свойства амфотерного вещества1. Можно сделать вывод, что вода одновременно является и очень слабой кислотой, и очень слабым основанием.
Однако чтобы ориентироваться в кислотности различных веществ, нужно охарактеризовать ее количественно. Эту характеристику отображает водородный показатель pH, связанный с концентрацией ионов водорода.
Символ pH был введен в 1909 г. датским биохимиком С. Серенсеном2.
Описание своих исследований С. Серенсен опубликовал в Германии и Франции в одно и то же время – в 1909 году. В этих работах впервые был использован символ pH, употребляемый для обозначения водородного показателя. «P» - начальная буква немецкого слова «potenz» и французского слова «puissance», что переводится на английский как «power» или «potency», а на русский – «показатель». «H» означает латинское название первого элемента периодической системы Д. И. Менделеева – водорода. Это название звучит как «hydrogenium» и образовано от двух слов: «hydro» - «вода» и «gen» - порождающий.
Определение понятия «водородный показатель» звучит так: «Это отрицательный десятичный логарифм концентрации катионов водорода». С помощью формулы это записывается таким образом: pH = -log c(H+). «С помощью водородного показателя можно рассчитать молярную концентрацию ионов водорода в растворе» [2, с. 65]:
c (H+) = 10-pH
В водных растворах, имеющий нейтральную среду, pH = 7, в кислотных растворах pH<7, в растворах с щелочной средой pH>7.
________________________________________________________________________________
1Амфотерное вещество – это вещество, проявляющее в зависимости от условий, в которых оно находится, либо кислотные, либо основные свойства.
2Профессор родился в Зеландии, окончил Университет Копенгагена. Позже С. Серенсен стал руководителем престижной лаборатории пива Карлсберг в Копенгагене.
Ученый проводил много исследований, рассказывающих о методах измерения pH. Им были предложены стандартные растворы для калибровки приборов, которыми измеряют уровень кислотности (pH-метры), он исследовал влияние кислотности на активность ферментов, а для измерения кислотности первым начал использовать электроды.
Сильнокислые растворы обладают значениями pH от 0 до трех, слабокислые – от 3 до 7. Можно заметить, что растворы сильных кислот одинаковой концентрации имеют одинаковое значение pH. Этот факт можно объяснить тем, что все сильные кислоты диссоциируют в водных растворах практически полностью и имеют одинаковую высокую степень диссоциации: 1, или 100 %. Слабые же кислоты отличаются друг от друга степенью диссоциации, и поэтому их растворы имеют разные значения pH, увеличивающиеся по мере ослабевания свойств кислоты.
Сильнощелочные растворы характеризуются значениями pH от 11 до 14, слабощелочные – от 7 до 11.
Существует несколько способов измерения значения pH в водных растворах. Если мы хотим получить приблизительный результат, нужно воспользоваться специальными индикаторами. Для получения более точного результата можно использовать прибор pH-метр. Также можно аналитически вычислить значение pH с помощью кислотно-основного титрования.