Co je to Ph

Část molekul vody se vyskytuje v disociovaném stavu, tj. jako H+ a OH-. V chemicky čisté vodě je koncentrace těchto částic 10-14 mol/l, přičemž H+ i OH-jsou zastoupeny rovným dílem. Koncentrace H+ je tedy 10-7 mol/l. pH vyjadřuje záporný logaritmus této hodnoty:

pH = log 1/[H+]

V našem případě chemicky čisté vody je tedy pH rovno 7. Taková voda se nazývá neutrální. pH se vyjadřuje pomocí stupnice 0-14, neutrální hodnota je tedy uprostřed. Koncentrace H+ je ve jmenovateli rovnice, znamená to, že se snižující se koncentrací H+ hodnota pH stoupá a naopak! Logaritmická závislost zase určuje fakt, že při pH lišícím se o jeden stupeň se koncentrace H+ liší desetinásobně, při hodnotách např. 6 a 8 je pak rozdíl v koncentraci H+ už stonásobný. Voda s nadbytkem H+ se nazývá kyselá, resp. má kyselou reakci a pH nižší než 7 (čím dále od sedmičky, tím silnější kyselina). Pokud je H+ méně než odpovídá rovnovážnému stavu, pak je voda zásaditá a pH je větší než 7 (čím dále od sedmičky, tím je voda zásaditější).

Jak nastane stav, kdy je pH jiné než neutrální?

Je k tomu zapotřebí nějaké kyseliny (látka která snižuje pH, protože dodává do vody H+) nebo naopak zásady (látka která zvyšuje pH, protože reaguje s volnými H+ a tím snižuje jejich množství). Už při dešti se ve vodě rozpouští CO2, které reaguje s vodou za vzniku kyseliny uhličité: CO2 + H2O = H2CO3. Tím dochází k značnému poklesu pH od neutrální hodnoty - běžná dešťová voda má pH asi 5,6! Ve znečištěných oblastech s vyšší koncentrací oxidu siřičitého v ovzduší dochází k podobné reakci za vzniku kyseliny sírové. Taková srážková voda má pH velmi nízké (cca 3 nebo i méně) a je označována jako kyselý déšť.

Při styku s geologickým materiálem pak voda jakožto slabá kyselina rozpouští mnohé minerály. V oblastech s kyselými horninami (např. žula) se chemismus vody mění jen málo, naopak ve vápencových oblastech je množství takto rozpuštěných látek značné a výsledkem je voda s velkou tvrdostí a také vysokým pH.

Ve vodárnách je pak voda upravována tak, aby se dosáhlo vyššího pH. Kyselá voda by rychle korodovala materiál, z kterého je rozvodná síť. Vodovodní voda ve většině oblastí má pH 7-7,8, je tedy mírně zásaditá.

Význam pH

pH vody je jedním z nejdůležitějších faktorů, který ovlivňuje život pod hladinou. Jeho hodnota ovlivňuje chemickou formu ostatních látek, které jsou v ní přítomny. Důsledkem toho je fakt, že při určité hodnotě pH mohou být prvky volně dostupné, nebo naopak vázané (např. Fe2+, klíčový prvek pro fotosyntézu rostlin, přechází při vyšším pH do vázané formy Fe3+, kterou rostliny nedokáží přijímat). Pro rostliny je ještě důležitější vztah pH a množství rozpuštěného volného CO2.

Ryby ovlivňuje pH jednak přímo (změna pH = změna osmotického tlaku), jednak nepřímo díky již zmiňovanému ovlivňování formy rozpuštěných chemických látek. Velmi podstatný je vliv pH na dusíkový cyklus - při pH nižším než 7 je prudce jedovatý amoniak NH3 přítomný v relativně neškodné formě NH4+, při zvýšení pH nad neutrální bod se pak mění rychle na NH3, což může mít fatální následky. pH také ovlivňuje činnost nitrifikačních baktérií.

V literatuře obvykle najdeme údaje, že pro ten který druh rostliny či živočicha je vhodné určité rozpětí pH. Pokud jde o rostliny, z těchto hodnot obvykle můžeme vyčíst, je-li druh schopný využívat HCO3- jako zdroj uhlíku, nebo nikoliv. Pro příjem mikroprvků je obecně optimální pH 6,3-6,8; rostliny, které "preferují" zásaditou vodu, si ve skutečnosti vybraly méně přijatelné prostředí prostě proto, že je tam nižší konkurence, i za cenu, že tam není dostupný volný CO2. Tyto druhy obvykle dobře porostou i v mírně kyselé vodě, mají však vyšší potřebu Ca2+ a Mg2+ vzhledem k tomu, že pocházejí z tvrdých vod. Nižší pH jim však samo o sobě neuškodí. Naopak rostliny, které preferují kyselou vodu, jsou většinou neschopné přijímat HCO3- a v zásadité vodě budou trpět nedostatkem volného CO2, což se projeví velmi pomalým růstem, stagnací nebo odumřením.