А. В. Иогансен.
(обратно)Водородные бактерии
Водоро'дные бакте'рии, бактерии , окисляющие водород и использующие образующуюся при этом энергию для усвоения углерода (см. Хемосинтез ). Окисление протекает по следующей схеме: 2H2 + O2 = 2H2 O + 138 кал . Все В. б. — аэробы , т. е. развиваются только в присутствии кислорода. В связи со способностью В. б. синтезировать органическое вещество из углекислого газа они хорошо развиваются на минеральных средах, но могут расти и на мясо-пептонном агаре и других питательных средах; поэтому В. б. относят к миксотрофным организмам . Способность окислять водород встречается у представителей различных систематических групп бактерий. Наиболее изучена Hydrogenomonas eutropha — широко распространённая в почве мелкая неспороносная подвижная, с полярным жгутиком палочка, образующая гладкие блестящие колонии жёлтого цвета. Окисляя водород, В. б. потребляют меньше кислорода, чем выделяется при электролизе воды. Поэтому аппараты, в которых выращиваются В. б., предложены для регенерации воздуха в кабине космонавтов. В. б. могут одновременно служить источником для получения белка.
А. А. Имшенецкий.
(обратно)Водородный показатель
Водоро'дный показа'тель , pH, отрицательный десятичный логарифм концентрации (точнее, активности) ионов водорода (в г-ион/л ) в данном растворе:
В. п. служит количественной характеристикой кислотности растворов, которая оказывает существенное влияние на направление и скорость многих химических и биохимических процессов. При обычных температурах (точнее, при 22 °С) pH = 7 для нейтральных, pH < 7 для кислых и pH > 7 для щелочных растворов. Точное измерение и регулирование pH необходимо как при лабораторных химических и биохимических исследованиях, так и в многочисленных промышленных технологических процессах, а также при оценке свойств почвы и проведении мероприятий по повышению её плодородия.
Вода диссоциирует на ионы по уравнению
По действующих масс закону :
где с — молярные концентрации, а К — постоянная при данной температуре величина (1,8·10-16 г-ион/л при 22 °С). В 1 л воды содержится
(количество диссоциировавших молекул настолько мало, что его можно не учитывать). Поэтому
Константу К В называют ионным произведением воды. Поскольку в чистой воде (и в любой нейтральной среде)
то
При добавлении к воде кислот c H + возрастает, а pH соответственно уменьшается. Так, для 0,01 молярного (М) раствора HCl концентрация c H + = 10-2 и pH = —lgc H + = 2. Наоборот, при добавлении щелочей возрастает c OH - ; тогда
уменьшается и соответственно возрастает pH.
Например, в 0,01 М растворе NaOHc OH - = 10-2 . Это значит, что
и pH = 12.
Для точных определений pH используют преимущественно методы потенциометрии (см. Электрохимические методы анализа ). При определениях, не требующих высокой точности, pH измеряют б. ч. с помощью набора индикаторов, меняющих свою окраску каждый при определённом pH. Шкала pH обычно используется для растворов, имеющих концентрации ионов водорода от 1 г-ион/л и меньше.
Нейтральным водным растворам отвечает pH = 7 лишь при комнатных температурах. При повышении температуры диссоциация воды усиливается, K B возрастает, и при 100 °С чистая вода имеет pH » 6. При температурах ниже 22 °С в чистой воде pH > 7. При этом во всех случаях в нейтральной среде c H + = c OH - .
Лит.: Киреев В. А., Краткий курс физической химии, 4 изд., М., 1969.
В. Л. Василевский.
(обратно)Водородный термометр
Водоро'дный термо'метр, см. Газовый термометр .
(обратно)Водородный электрод
Водоро'дный электро'д, платиновая пластинка, электролитически покрытая платиновой чернью, погружённая в раствор кислоты с определённой концентрацией ионов водорода Н+ и омываемая током газообразного водорода. Потенциал В. э. возникает за счёт обратимо протекающей реакции
Между водородом, адсорбированным платиновой чернью, и ионами водорода в растворе устанавливается равновесие. Потенциал электрода Е определяется уравнением Нернста:
где Т — абсолютная температура (К), а Н + — активная концентрация ионов водорода (г-ион/л ), р — давление водорода [кгс/см2 (атм )], Е° — нормальный (или стандартный) потенциал В. э. при р = 1 кгс/см2 (1 атм ) и a H + = 1. При любой заданной температуре Е° условно принято считать равным нулю. От потенциала стандартного В. э. отсчитывают потенциалы всех других электродов (так называемая водородная шкала потенциалов). При работе с В. э. необходима тщательная очистка водорода от примесей. Особенно опасны соединения серы и мышьяка, а также кислород, реагирующий с водородом на поверхности платины с образованием воды, что приводит к нарушению равновесия