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【交流】pH和产品的酸度【已搜无重复】
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H+是表示酸的特性，OH-是表示碱的特性。 Kw=[H+][OH-] 任何物质的水溶液中[H+]和[OH-]的乘积在一定温度下总是一个常数。 酸性溶液:[H+]＞[OH-] 即[H+]＞1×10-7mol·L-1 中性溶液:[H+]=[OH-] 即[H+]=1×10-7mol·L-1 碱性溶液:[H+]＜[OH-] 即[H+]＜1×10-7mol·L-1 然而，绝对不能认为在碱性溶液中无H+，在酸性溶液中无OH-。水溶液的酸性、中性和碱性，均可以用[H+]或[OH-]表示。不过，在强酸、强碱的稀溶液，弱酸、弱碱的溶液或其它酸碱性很弱的溶液中，[H+]或[OH-]很小时（即1mol·L-1以下的稀溶液），直接用[H+]或[OH-]表示溶液酸碱性的强弱是很不方便的。为此化学上采用[H+]的负对数来表示溶液酸碱性的强弱，叫溶液的pH。亦可用[OH-]的负对数表示溶液酸碱性的强弱，叫溶液的pOH，（不过通常是用pH表示的）。 pH= -lg[H+] 同样pOH=-lg[OH-] 因[H+][OH-]=1×10-14 两边各取负对数，这样就得到另一个关 系式：pH+pOH=14 pH与[H+]的关系是：pH越小，[H+]越大，酸度越高；相反，pH越大，[H+]越小，酸度越低；所以可用pH表示溶液的酸碱度。又因为pH和酸度之间是负对数的关系，如果pH减小1个单位，相当于[H+]增大10倍，pH增大1个单位，相当于[H+]减小至原来 pH的范围是从0——14，而pOH+pH=14。浓的强碱溶液pH可以大于14，浓的强酸溶液pH可为负值，用pH表示浓溶液的酸碱度并不简便。所以，当溶液的[H+]或[OH-]大于1mol·L-1时，一般不用pH表示溶液的酸碱度，而是直接用[H+]或[OH-]来表示。 Kw同其它所有的平衡常数一样，随温度而变，只是在室温（25℃）条件下才等于10-14。当温度升高时，水的电离度增大，离子积也必随着增大。100℃时，Kw是1×10-12，在冰点时，Kw接近10-15，在60℃时，Kw值接近10-13。这就说明中性溶液在100℃时pH=6而不是7，pH+pOH=12，在60℃时pH=6.5而不是7，pH+pOH=13。 例如：将pH=10与pH=12的两种氢氧化钠溶液等体积混合时，pH是多少？ 解一：因为pH=10的NaOH溶液，[H+]=10-10mol·L-1 pH=12的NaOH溶液，[H+]=10-12mol·L-1 所以两种溶液等体积混合后，其[H+]混为： 故pH混= -lg[H+]混= -lg5.05×10-11=11-0.7=10.3 解二、因为[H+][OH-]=10-14 所以pH=10，[H+]=10-10mol·L-1 则[OH-]=10-4mol·L-1 pH=12，[H+]=10-12mol·L-1 则[OH-]=10-2mol·L-1 所以两种溶液等体积混合后，其[OH-]混为： 故pOH混= -lg[OH-]混 = -lg5.05×10-3 =3-0.7=2.3 因为pH混+pOH混=14 所以pH混=14-pOH混=14-2.3=11.7 同一个问题，计算结果为什么不相同呢？错在哪里？ 由于水的电离平衡的存本，在任何物质的水溶液中[H+]和[OH-]的乘积在一定温度下总是一个常数，在常温时[H+]和[OH-]的乘积都等于1×10-14。在中性溶液中[H+]和[OH-]两者均等于1×10-7mol·L-1，如果其中一种离子的浓度增加时，另一种离子的浓度必然减少。由此可知，知道了溶液中的[OH-]就可以知道溶液中的[H+]。 当pH＞7的两种溶液等体积混合后仍是碱性溶液， 显然，解一就犯了这样理论性的错误。 若要将pH＞7的两种碱性溶液混合后直接求混合溶液的pH时，即可按下法求得： 计算两种碱性溶液等体积混合后的pH混时，一般不用此法，而应采用解二的方法。 例如：求pH=1与pH=3的盐酸溶液等体积混合时，pH是多少？ 解一、pH=1的盐酸溶液，[H+]=10-1mol·L-1 PH=3的盐酸溶液，[H+]=10-3mol·L-1 所以两溶液等体积混合后，[H+]混为： 故pH混= -lg[H+]混= -lg5.05×10-2=2-0.7=1.3 另一学生认为[H+][OH-]=10-14，所以把[H+]换算成[OH-]后先求pOH混，再求pH混。 解二：pH=1，[H+]=10-1mol·L-1 则[OH-]=10-13mol·L-1 pH=3，[H+]=10-3mol·L-1 则[OH-]=10-11mol·L-1 所以两种溶液等体积混合后， [OH-]混为： 则pOH混= -lg[OH-]混=-lg5.05×10-12=12-0.7=11.3 故pH混=14-pOH混=14-11.3=2.7 同一个问题，为什么得到两种计算结果？ 当pH＜7的两种溶液等体积混合后仍是酸性溶液， 显然，解二同样犯了这样的理论性错误。 若要将pH＜7的两种酸性溶液的[H+]换算成[OH-]，求混合后的[OH-]混再求pH混时，即可按下法求得： 故pH混=14-pOH混=14-12.7=1.3 计算两种酸性溶液混合后的pH混时不用此法，一般采用解一的方法。 综上所述，pH不等的两种溶液，等体积或不等体积相混合时pH的计算，应掌握哪些规律呢？首先应考虑将pH换算成[H+]或[OH-]。那么在什么情况下应将pH换算或[H+]？在什么情况下应将pH值换算成[OH-]？当pH＜7时应换算成[H+]，当pH＞7时应换算成[OH-]，绝不能不分情况的将pH一律换算成[H+]去计算pH混，这样将出现理论上的错误。然后计算等物质的量的H+和OH-反应后剩余的H+的物质的量或剩余的OH-的物质的量；再根据混合后的体积（V1+V2=V混）计算出[H+]混或[OH-]混；为计算简便起见，等体积相混合时，一般各取1L相混合，最后根据[H+]混或是[OH-]混计算混合溶液的pH混值。 例：将pH=6的盐酸溶液与pH=12的氢氧化钠溶液等体积相混合时，pH混是多少？ 解：因为pH=6的盐酸溶液，[H+]=10-6mol·L-1 pH=12的氢氧化钠溶液， [OH-]=10-2mol·L-1 因H++OH-=H2O，两液以等物质的量作用后OH-的物质的量有剩余，则混合溶液呈碱性。 所以两溶液混合完全作用后[OH-]混为： pOH混= -lg5×10-3=3-0.7=2.3 故pH混=14-2.3=11.7 pH在理论和生产、生活实际中应用较广泛，对极稀的酸碱溶液，取小数后一位就可以了，所以可采取近似速算法较为方便，怎样熟练地推断由不同pH的两种溶液等体积混合后的pH呢？ 1．若pH小+pH大＜14时，等体积混合后的[H+]＞[OH-]，则溶液呈酸性，pH混＜7所以pH混=pH小+0.3 如pH=1和pH=3的两种溶液等体积混合后的pH混：pH混=1+0.3=1.3。 2．若pH小+pH大=14时，等体积混合后的[H+]=[OH-]，则溶液呈中性，pH混=7。 如：pH=4和pH=10的两种溶液等体积混合后的pH混：因为[H+]=[OH-]，所以pH混=7 3．若pH小+pH大＞14时， 等体积混合后的[H+]＜[OH-]，则溶液呈碱性，pH混＞7，所以pH混=pH大-0.3 如：pH=10和pH=12的两种溶液等体积混合后的pH混：pH混=12-0.3=11.7。 [ Last edited by calledone on 2007-7-30 at 22:13 ] |
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2楼2007-07-08 19:53:47
酸度调节剂的性能和应用
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食品的味大致有酸、甜、苦、鲜、咸这五种基本组成，此外还有辣、涩、麻等生理感觉，一般舌尖部对甜味最敏感，舌两侧对酸味敏感，舌尖到舌两侧对咸味敏感，舌根对苦味较敏感，通常把一般人们能感觉到呈味物质的最低水溶液浓度称为阈值。 在国标2760中，食品添加剂的第一类就是调整食品酸味的酸度调节剂。 酸度调节剂又称酸味剂、酸化剂，是赋予食品酸味的添加剂，它可以产生氢离子，改善食品风味，使产品标准化。此外，酸味剂在食品加工中还常作为膨松剂、护色剂和抗氧化剂、防腐剂的组成部分以及作为缓冲剂、胶凝剂、发酵助剂的重要组成部分。 酸味剂可分类为：（1）无机酸：磷酸（2）有机酸：柠檬酸、酒石酸、苹果酸、延胡索酸、抗坏血酸、乳酸、葡萄糖酸。 酸的强弱依次为盐酸＞醋酸＞甲酸＞乳酸＞草酸，比较酸味的强弱通常采用柠檬酸为标准，将柠檬酸的酸度定为100，其他酸味剂在其相同浓度条件下比较，酸味强于柠檬酸则其相对酸度超过100，反之则低于100。各种酸会产生不同的口感，如柠檬酸、抗坏血酸和葡萄糖酸所产生的是令人愉快、有清凉感的酸味，但酸味消失快，磷酸、酒石酸有较弱的涩味，醋酸有强刺激性，它们的酸味也消失较快，苹果酸带有苦味，其酸味的产生和消失缓慢，富马酸有强涩味并能呈长时间的酸味。 酸味给人以爽快的刺激，一般人虽多喜甜食，但是纯甜的糖果、饮料、果酱等饮食甜味平淡，食多则腻，若能以适当之酸甜比配合，可明显地改善其风味和掩盖某些不好的风味。 影响酸味的因素，其影响因素又是多方面的，一般温度对酸味影响较小，常温时的阈值与0℃ 的阈值相比，柠檬酸酸味减少17％，而盐酸奎宁生产的苦味减少97％，食盐的咸味减少80％，糖的甜味减少75％，酸与甜味有相乘效应，与咸味有消杀效应。 酸味剂除了调味作用外还有以下作用： （一）防腐作用：微生物生存需要一定的pH值，多数细菌为6．5～7．5，少数耐受到pH为4～3的范围（酵母菌、霉菌），因此，酸味剂以调整酸度起防腐作用，还能增加苯甲酸、山梨酸等防腐剂的抗菌效果。 （二）抗氧化作用：Fe、Cu离子是油脂氧化、蔬菜褐变、色素褪色的催化剂，加入金属螯和剂是可行的方法，酸味剂也具有螯合作用，使金属离子结合而失去催化活性。 （三）缓冲作用：食品加工保存过程中都需稳定的pH值，要求pH值变动范围很窄，单纯酸碱调整pH值往往失去平衡，用有机酸及其盐类配成缓冲系统，起不致因原料调配及加工过程中酸碱含量变化而引起pH过分波动的作用。 （四）其他作用：酸味剂与NaHCO3配制成膨松剂，高酯果胶在胶凝时需要用酸味剂调整pH值，酸味剂对解酯酶有钝化作用等。 食品中酸味剂在饮料中的应用是最广泛的，酸味剂在饮料中的作用如下：（1）使用饮料生产特定的酸味（2）改进饮料的风味与促进蔗糖的转化（3）通过刺激产生的唾液，加强饮料的解渴效果（4）具有防腐作用，一般清凉饮料中添加0．01～0．3％的酸味剂，使pH值下降，细菌难于生长。 食品中用酸味剂，半数以上是选用柠檬酸，其次是苹果酸、乳酸、酒石酸及磷酸。在国外还使用富马酸及琥珀酸。 常用酸味剂的性质与用途： （1）柠檬酸（枸橼酸，2－羟基丙三羧酸）无色透明结晶，或白色颗粒、白色结晶性粉末，无臭、味极酸；易溶于水及乙醇，在干燥空气中可失去结晶水而风化，在潮湿空气中可缓缓潮解而结成块状，含一分子结晶时熔点为100℃～133℃。 可与多种香料酸合而产生清凉爽口的制品，适用于清凉饮料、果酱类、罐头、糖果、糕点馅、羊奶、使用量不限；调节酒类pH值，用于肉制品可使颜色和风味更持久。 （2）乳酸（α－羟基丙酸）透明无色或淡黄色糖浆状液体，无臭或有轻微酸味，与水、醇、甘油可任意混合，有吸湿性，浓缩至50％时部分变成乳酸酐，一般80％～90％的乳酸含10％～15％的乳酸酐，可以淀粉、糖蜜为原料以乳酸菌发酵制取，并具有较强的抑菌作用。 用于发酵食品、饮料、配制酒、果酱、罐头和糖果等。 （3）酒石酸白色结晶性粉末、无臭、易溶于水，稍有吸湿性，自然界的葡萄中含有大量酒石酸，以酒石酸氢钾的形式存在，是葡萄酸味的主要成分。 用于生产芳香饮料及糖浆，柑橘类果味、果酱、罐头、糖果、葡萄汁及制品。 |
3楼2007-07-08 19:57:43
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