ВОДОРОДНЫЙ ион
может быть очень различной в зависимости от состава раствора. Если раствор содержит слабую кислоту в присутствии ее соли, то величина Рн такого раствора, как можно показать, исходя из уравнения (1), будет очень мало меняться; такие растворы называются буферными. Буферные растворы имеют широкое применение при определении величины Рн в качестве стандартов.
Как было сказано выше, свободный В. и. тождественен с ядром атома водорода. Несомненно, однако, что в растворах мы имеем не свободные ядра, а продукт соединения этих ядер с молекулами растворителя — воды, вероятнее всего Н3О+. Группа Н3О + подобна иону аммония NH4+ и носит название гидроксония. Теория показывает, что процесс соединения свободных В. и. с молекулами воды сопровождается выделением огромного количества энергии, около 240 больших калорий на грамм-ион. В. и. обладает наибольшей подвижностью (см.) из всех ионов (315 при 18°), вследствие чего растворы сильных кислот проводят ток гораздо лучше, чем растворы солей той же концентрации. На этом основано т. н. кондуктометрическое титрование (см.).
Лит.: Michaelis L., Wasserstoffionehkon — zentration, 2 Aufl., В., 1922; Clark W. M., The Determination of Hydrogen Ions, Baltimore, 1925; Kolthoff I. M., Der Gebrauch von Fafbindikatoren, 3 Aufl., B., 1925; Kopaczewsky, La concentration des ions d’hydrog^ne, P., 1926; Дома нт ович M. К., Определение концентрации водородных ионов, 2 изд., М., 1926.
. Л., Фрумкин.
Изучение В. и. приобретает исключительно большое значение в биологических науках. Коллоиды отличаются высокой чувствительностью к действию ионов вообще, гидроксильных и В. и. в особенности.
Последние, вместе с тем, оказывают наибольшее влияние на химические вещества, имеющие амфотерный (см.) характер. Построение живого вещества из амфотерных коллоидов (каковыми являются прежде всего белковые тела) объясняет поэтому универсальную зависимость всех живых организмов и жизненных процессов от концентрации В. и. В водных растворах гидроксильные и В. и. связаны постоянным соотношением обратной пропорциональности [см. выше уравнение (2) 1. Поэтому не всегда легко установить, обусловлен ли наблюдаемый биологический эффект увеличением концентрации одного из этих ионов или одновременным уменьшением концентрации другого. Практически необходимость в подобном разграничении устраняется благодаря тому, что концентрация В. и. (сокращенно «водородное число») или ее логарифм с обратным знаком (сокращенно «в одородный показатель» Рн) вполне характеризуют концентрацию как одного, так и другого иона.
Влияние на распределение организмов. Зависимость живых организмов от гидроксильных и В. и. выражается прежде всего в том, что жизнь возможна лишь при известных их концентрациях, для большинства организмов приближающихся к нейтральности. При чрезмерном увеличении концентрации [Нф] или [ОН'] организм погибает. Границы Рн, в к-рых возможнажизнь, не одинаковы для разных организмов. Для одних они широки, для других — крайне узки.. Величина. Рн, убивающая один организм, может быть совершенно безвредной или ’ даже оптимальной для другого.
Вследствие этого Рн приобретает значение одного из важнейших факторов распределения организмов. Так, различные почвы значительно отличаются друг от друга по концентрации В. и. (определяемой в их водном экстракте); этими различиями во многих случаях обусловлено предпочтение, оказываемое растениями той или другой почве.
Подобным же образом разные естественные водоемы имеют самые различные реакции от весьма кислых до сильно щелочных.
Представителями наиболее кислых водоемов могут служить нек-рые торфяные болота, имеющие Рн до 3, 5—4, 0. Особенно щелочная реакция (Рн=10, 0) наблюдается при сильном развитии водорослей (т. н. цветение воды, см.), которые при процессах фотосинтеза разлагают углекислоту и подщелачивают воду. Морская вода имеет слабо щелочную реакцию, чаще всего приближающуюся к Рн=8, 0. В то время как некоторые водные организмы обладают весьма малой чувствительностью к действию гидроксильных и В. и., другие выживают лишь при определенной их концентрации, являясь до известной степени живыми индикаторами господствующего в водоеме Рн.
Влияние Рн особенно наглядно обнаруживается у бактерий, т. к. они сами нередко вырабатывают большие количества щелочных (аммиак) или кислых (масляная, молочная и др. кислоты) продуктов, убивающих другие бактериальные формы или приводящих даже к самоотравлению. Это явление было использовано Мечниковым, предложившим применять болгарскую палочку молочнокислого брожения для борьбы с гнилостными бактериями кишечной флоры (живущими при слабо щелочной реакции).
Действие на отдельные биологические процессы. Даже незначительные изменения Рн, не выходящие за пределы, допускающие жизнь данного организма, оказывают нередко глубокое влияние на отдельные протекающие в нем жизненные процессы. Так, например, активность энзим (см.) достигает максимума при известном Рн и б. или м. быстро падает по обе стороны от него. Соответственно этому, сходную зависимость обнаруживает обмен веществ отдельн. органов: в сердечной мышце, например, он понижается в несколько раз при уменьшении Рн от 7, 35 до 6, 6. Другим примером могут служить кровеносные сосуды: их мышечная стенка заметно расслабляется при уменьшении Рн крови но 0, 2—0, 3, сжимаясь при противоположном изменении. Наибольшей известной нам чувствительностью к В. и. отличается дыхательный центр в продолговатом мозгу, заметным образом изменяющий легочное дыхание уже при изменении Рн омывающей его крови на 0, 01.
Рн тканей и жидкостей организма. В организме мы встречаем жидкости с весьма различными Рн. Это относится прежде всего к пищеварительным
