Что показывает шкала pH, как кислотность связана с процессами в организме человека и зачем кислоты и основания применяют в атомной энергетике, узнали участники тематического вечера «Семейная среда: химия баланса», который прошёл 13 августа в Информационном центре по атомной энергии (ИЦАЭ) Ульяновска.

Руководитель ИЦАЭ Ульяновска Ольга Мартыненко рассказала участникам, чем кислоты отличаются от оснований и как с помощью индикаторов определить, является среда кислой, нейтральной или щелочной. Гости узнали, что значения pH ниже 7 характерны для кислой среды, выше 7 — для щелочной, а значение 7 соответствует нейтральной среде при определённых условиях.

«Кислотность играет важную роль и в организме человека. Например, pH артериальной крови в норме поддерживается в очень узком диапазоне — примерно от 7,35 до 7,45. Заметное изменение этого показателя может нарушать нормальную работу клеток и органов. Сохранять кислотно-щелочное равновесие помогают сразу несколько механизмов, в том числе буферные системы крови, дыхание и работа почек», — объяснила Ольга.

Участники также обсудили, как кислотность влияет на цвет некоторых продуктов. Например, за красно-фиолетовую окраску свёклы отвечают растительные пигменты беталаины, в том числе бетанин. Их устойчивость и оттенок зависят от условий среды, а при приготовлении пищи на цвет могут влиять pH, температура и продолжительность нагревания. Поэтому изменение кислотности — один из факторов, от которых зависит цвет готового борща.

Отдельно участники обсудили применение кислот и оснований в промышленности и энергетике. Ольга рассказала, что борную кислоту используют на атомных электростанциях с реакторами типа ВВЭР для управления цепной реакцией деления. Бор хорошо поглощает нейтроны, поэтому изменение концентрации борной кислоты в теплоносителе позволяет регулировать количество нейтронов, участвующих в поддержании цепной реакции.

Свойства кислот и оснований участники исследовали с помощью серии химических опытов. В одном из них обычный чёрный чай использовали в качестве природного индикатора кислотности: при добавлении лимонной кислоты он становился светлее, а пищевой соды — темнее. По словам Ольги Мартыненко, изменение цвета связано с тем, как содержащиеся в чае вещества реагируют на кислотность среды.

Ещё один эксперимент показал, что происходит с пламенем при увеличении концентрации углекислого газа. В широкий стакан поместили пищевую соду, лимонную кислоту и горящую свечу, а затем добавили воду. В результате реакции начал выделяться углекислый газ, и через некоторое время пламя погасло. «Углекислый газ не поддерживает горение: накапливаясь вокруг свечи, он снижает концентрацию кислорода, необходимого для поддержания пламени. На этом свойстве CO₂ основано и действие углекислотных огнетушителей», — объяснила Ольга Мартыненко.

Своими впечатлениями поделилась участница мероприятия Анастасия Шишкова: «Больше всего меня удивил опыт с красной розой: под действием аммиака лепестки изменили цвет и стали почти чёрными. Было интересно увидеть, как изменение среды может так заметно повлиять на окраску цветка».

«Семейная среда» — формат сети ИЦАЭ. На таких встречах дети вместе с родителями исследуют окружающий мир: юные участники получают новые знания, а взрослые наблюдают за тем, как дети осваивают научные темы, и включаются в совместную работу.