В повседневной жизни редко кто задумывается о химии и физике окружающего мира. Но даже привычная всем нам вода имеет свои физико-химические характеристики, которые могут влиять на наше здоровье и комфорт. Одна из них – жесткость (ее особенности мы подробно обсудили в отдельной публикации). Второй является водородный показатель, он же пресловутый pH. Вы о нем, конечно, слышали.
Однако вряд ли осознаете, что pH сопровождает нас повсюду – от качества используемой воды, состояния кожи и выбора косметики до вкуса еды, выращивания растений и содержания аквариумных рыбок. Посему рассмотрим вкратце, что это такое и зачем о нем знать на бытовом уровне. А также поговорим об эффективности шампуня и используемого тоника. Сие поможет принимать более осознанные решения при выборе. Итак, поехали.
pH ВОКРУГ НАС: ЧТО СКРЫВАЕТ ВОДОРОДНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ
В общем, водородный показатель отражает активность в воде ионов водорода H+. Он и именуется pH по первым буквам от латинского potentia или pondus hydrogenii (сила или вес водорода). Дело в том, что у молекул воды есть привычка периодически распадаться на два иона – H+ и OH-, то бишь диссоциировать. Случается сие с одной молекулой на примерно 556 миллионов нормальных. В результате в одном кубическом миллиметре будет уже 60 миллиардов распавшихся молекул.
Причем процесс обратим – образовавшиеся ионы снова объединяются. Так достигается динамическое равновесие, когда число диссоцирущихся молекул уравнивается с количеством образующихся. В дистиллированной воде содержание H+ и OH- будет 10-7 моль/л (при 25°C). Показатель рН рассчитывается как взятый со знаком минус десятичный логарифм от активности водорода, а проще от концентрации ионов H+. Поэтому для нейтральной среды рН = 7 (ибо –lg10-7=7).
Теперь добавим к воде кислоту, допустим HCl. Она продиссоциирует на ионы H+ и Cl- и количество H+ заметно возрастет, а OH- снизится до нового равновесного значения. Что будет с рН? Он тоже уменьшится. Например, H+ стало где-то 10-4 моль/л, тогда рН = –lg10-4=4. Если добавить щелочь (например, NaOH) сдвиг пойдет в сторону снижения H+ и увеличения рН. Итак, когда значение меньше 7 это кислая среда, а больше – щелочная.
В действительности все гораздо сложнее, чем сия упрощенная схема. При диссоциации H+ тут же связывается с другой молекулой воды, приводя к образованию так называемого иона гидроксония H3O+. А он, в свой чередь, также может присоединятся к окружающим молекулам воды, создавая комплексные гидратированные ионы: H7O3+, H5O2+, H9O4+. Вот их-то термодинамическую активность отражает pH. К тому же показатель характеризует степень, но не тождественен параметру кислотности или щелочности, ибо не отображает содержание нейтрализующих веществ.
Впрочем, нам такие нюансы не особо важны. Достаточно знать, что в водных системах диапазон pH изменяется от 0 до 14. Хотя не исключены ситуации, когда его значение больше 14 или меньше 0, но сие уже особый случай. А теперь немного о растворах, окружающих нас в повседневной жизни. У свежей дистиллированной воды водородный показатель нейтральный. Но контактируя с воздухом она поглощает из него углекислый газ, который при растворении образует слабую кислоту. В итоге рН снижается до 5-6.
Стало быть, чем меньше водородный показатель, тем кислотнее среда. Так pH для вишни, томатного сока и Coca-Cola близок к 4; у вина и апельсинового сока – около 3.5; у лимонного сока – 2; а у желудочного сока приближается к 1. Щелочные зачастую моющие средства для удаления органики. Обычное мыло имеет pH близкий к 11, а у отбеливателей и средств для прочистки труб он достигает 13. В быту мы обычно пользуемся не дистиллированной, а водой из крана где допустимы значения от 6 до 9.
ЗАЧЕМ КОНТРОЛИРОВАТЬ КИСЛОТНОСТЬ КОСМЕТИЧЕСКИХ СРЕДСТВ
У большинства живых существ, включая человека, оптимальная для нормального существования среда имеет интервал значений от 5 до 8.5. В сильнощелочных или сильнокислых растворах в молекулах их белков разрушаются соединяющие аминокислоты химические пептидные связи. Поэтому не стоит подаваться на рекламу и пить для снятия «закисления» воду с повышенным pH.
У жидкостей человеческого организма довольно высокая буферная способность (то есть способность противостоять изменениям), но всему есть предел и длительное употребление воды с водородным показателем за пределами нормы приведет к смещению их pH и может вызвать нарушение метаболизма анионов и катионов.
Теперь подробнее о нашей с вами коже. Ее самый внешний слой (stratum corneum) состоит из роговых чешуек – клеток корнеоцитов, скрепленных жировыми ламелями, они же эпидермальные липиды. При нехватке последних кожа стает сухой и стянутой. Дополнительно сию конструкцию усиливают еще и корнеодесмосомы. Покрыт эпидермис тонкой гидролипидной пленкой – мантией Маркионини. И все это для защиты от проникновения всяких не особо дружелюбных микроорганизмов.
Гидролипидная мантия представляет собой слой водно-жировой эмульсии, состоящий из выделяемых потовыми и сальными железами аминокислот, гликофосфолипидов, свободных жирных кислот и т.д. К такой смеси пота и кожного сала еще добавляются продукты кератинизации, то бишь созревания кератиноцитов, которые превращаются в корнеоциты рогового слоя.
Так вот, чтобы кожа оставалась мягкой и сохраняла свои бактерицидные свойства, pH ее гидролипидного внешнего слоя должен быть в пределах от 4.7 до 5.7. У сухой кожи значение обычно чуть ниже, а у жирной – чуть выше указанного диапазона. Соответственно очень желательно, дабы такой природный слабокислый защитный барьер не разрушался используемыми косметическими средствами.
Насчет волос, то у них есть свойство адсорбировать (то есть забирать из жидкости) так называемые ионы жесткости (Ca2+ и Mg2+). Они в результате взаимодействия с липидным слоем оседают на поверхности волоса и внедряются в глубинную структуру. Для нормальных здоровых волос, когда липидная прослойка обеспечивает плотное прилегание друг к другу кератиновых чешуек кутикулы, такое воздействие не особо ощутимо.
А вот проведение определенных процедур нарушает липидный слой и сомкнутость чешуек кутикулы, вызывая разной степени повреждения у окрашенных, осветленных, завитых или выпрямленных волос. Они будут активно минерализоваться, становясь шероховатыми подобно «наждачной бумаге». И сей эффект усугубляется с ростом щелочного pH, когда чешуйки внешнего слоя разбухают и раскрываются подобно сосновой шишке. Для волос эталонным считается значение pH=3.67.
Причем преподнести неприятные сюрпризы может, казалось бы, безобидная водопроводная вода. Поскольку после очистки и умягчения она очень часто имеет повышенную щелочность. А мы ведь помним, что шкала логарифмическая и изменение показателя даже на единицу означает разницу активности гидратированных ионов в десять раз.
В результате увеличение pH снижает защиту кожи перед патогенными микроорганизмами плюс запускает восстановление внутреннего градиента pH, что вызывает преждевременное отшелушивание роговых чешуек. Волосы же начинают активнее обзаводится «накипью» из ионов жесткости.
Вот поэтому туалетное мыло, которое имеет водородный показатель от 8 и выше, плохой выбор для умывания. Помочь же нейтрализовать воздействие слабощелочной воды из крана призваны гели, пенки и тоники. Но только если у них правильный pH. И дело даже не в бренде. Ведь если вариант для супер очищения пор кожи с содой, то и водородный показатель соответствующе щелочной.
Что же делать? Да все просто – измерить показатель своих средств по уходу. Сие совсем не сложно. Проще всего купить специальные тест-полоски. На сайтах разнообразие вариантов. Выбирайте многоцветные, они поточнее однотонных. Перед тестированием приведите проверяемую субстанцию в «рабочее» состояние – в то, как вы ее обычно используете: выдавите на ладонь и вспеньте, добавьте немного воды и взбейте и т.д. Затем погрузите полоску и продержите около минуты. Теперь осталось приложить к шкале на упаковке и по наиболее схожему изображению установить pH.
И учтите, что измерять его можно только если в составе есть вода. То есть у лаков для волос, масел и жидких кристаллов такого показателя нет. Протестировать получится уже приобретенные средства, а как их выбирать при покупке? К сожалению, определить pH по составу не выйдет. Тут если у средства подходящий показатель, производитель сам гордо укажет гармоничный pH=5.5. Остается только ему поверить, а дома перепроверить.
