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氫離子濃度指數(shù)
溶液酸性或堿性程度的數(shù)值
簡介
pH是1909年由丹麥生物化學(xué)家SorenPeterLauritzSorensen提出。p來自德語Potenz(meanspotency,power），意思是濃度、力量，H（hydrogenion）代表氫離子（H）；有時(shí)候pH
氫離子濃度指數(shù)
與其相反，如果某溶液的氫離子濃度指數(shù)為5，他的氫離子濃度為0.00001摩爾每升（mol/L），計(jì)算方法為10^(-濃度指數(shù)）
氫離子濃度指數(shù)（pH值）一般在0-14之間，在常溫下（25℃時(shí)），當(dāng)它為7時(shí)溶液呈中性，小于7時(shí)呈酸性，值越小，酸性越強(qiáng)；大于7時(shí)呈堿性，值越大，堿性越強(qiáng)。
當(dāng)溫度升高，中性對應(yīng)的pH值逐漸減小【當(dāng)在95℃時(shí)，中性對應(yīng)的pH值=6，pH小于6時(shí)呈酸性，值越小，酸性越強(qiáng)；大于6時(shí)呈堿性，值越大，堿性越強(qiáng)。此時(shí)，氫離子濃度指數(shù)在0-12之間。
pH是溶液中氫離子活度的一種標(biāo)度，也就是通常意義上溶液酸堿程度的衡量標(biāo)準(zhǔn)。pH值越趨向于0表示溶液酸性越強(qiáng)，反之，越趨向于14表示溶液堿性越強(qiáng)，在常溫下，pH=7的溶液為中性溶液。
由于實(shí)際中的溶液不是理想溶液，所以僅僅用H+濃度是不可以準(zhǔn)確測量的，因此也無法準(zhǔn)確計(jì)算得到溶液的pH。故而應(yīng)當(dāng)采用H+活度，即pH=-lgaH+=-lgγ·cH+。這樣從理論上講只要知道氫離子的活度aH+就可以得到溶液的準(zhǔn)確pH。
在常溫下（25℃時(shí)），pH>7為堿性pH<7為酸性。
積常數(shù)
氫離子濃度指數(shù)
水的pH值
pH值是水溶液最重要的理化參數(shù)之一。凡涉及水溶液的自然現(xiàn)象?；瘜W(xué)變化以及生產(chǎn)過程都與pH值有關(guān)，因此，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)保和科研領(lǐng)域都需要測量pH值。
水的pH值是表示水中氫離子活度的負(fù)對數(shù)值，表示為：
pH=－lgaH+
pH值有時(shí)也稱氫離子指數(shù)，由于氫離子活度的數(shù)值往往很小，在應(yīng)用上很不方便，所以就用pH值這一概念來作為水溶液酸性、堿性的判斷指標(biāo)。而且，氫離子活度的負(fù)對數(shù)值能夠表示出酸性、堿性的變化幅度的數(shù)量級的大小，這樣應(yīng)用起來就十分方便，并由此得到（在25℃下）：
⑴中性水溶液，pH=7
⑵酸性水溶液，pH<7，pH值越小，表示酸性越強(qiáng)；
⑶堿性水溶液，pH>7，pH值越大，表示堿性越強(qiáng)。
溶液pH
含義
氫離子濃度指數(shù)
在標(biāo)準(zhǔn)溫度（25℃）和壓力下，pH=7的水溶液（如：純水）為中性，這是因?yàn)樗跇?biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下自然電離出的氫離子和氫氧根離子濃度的乘積（水的離子積常數(shù)）始終是1×10^(-14），且兩種離子的濃度都是1×10^(-7)mol/L。pH值小說明H+的濃度大于OH-的濃度，故溶液酸性強(qiáng)，而pH值增大則說明H+的濃度小于OH-的濃度，故溶液堿性強(qiáng)。所以pH值愈小，溶液的酸性愈強(qiáng)；pH愈大，溶液的堿性也就愈強(qiáng)。
pH計(jì)算
在pH的計(jì)算中[H+]指的是溶液中氫離子的物質(zhì)的量濃度（有時(shí)也被寫為[H3O+]，水合氫離子的物質(zhì)的量濃度），單位為mol/L（摩爾/升），在稀溶液中，氫離子活度約等于氫離子的濃度，可以用氫離子濃度來進(jìn)行近似計(jì)算。
pH測定
有很多方法來測定溶液的pH值： 1.使用pH指示劑。在待測溶液中加入pH指示劑，不同的指示劑根據(jù)不同的pH值會變化顏色，根據(jù)指示劑的研究就可以確定pH的范圍。滴定時(shí)，可以作精確的pH標(biāo)準(zhǔn)。
2.使用pH試紙。pH試紙有廣泛試紙和精密試紙，用玻璃棒蘸一點(diǎn)待測溶液到試紙上，然后根據(jù)試紙的顏色變化對照標(biāo)準(zhǔn)比色卡可以得到溶液的pH。pH試紙不能夠顯示出油份的pH，原因是pH試紙以氫鐵制成并以氫鐵來測定待測溶液的pH值，而油中不含氫鐵。
此外還有許多其他更為先進(jìn)更為精確的pH值測算方法和手段。
節(jié)選自《水質(zhì)PH值的測定玻璃電極法》
1適用范圍
1.1本法適用于飲用水、地面水及工業(yè)廢水pH值的測定。
1.2水的顏色、濁度、膠體物質(zhì)、氧化劑、還原劑及高含鹽量均不干擾測定；但在pH<1的強(qiáng)酸性溶液中，會有所謂"酸誤差"，可按酸度測定；在pH>10的堿性溶液中，因有大量鈉離子存在，產(chǎn)生誤差，使讀數(shù)偏低，通常稱為"鈉差"。消除"鈉差"的方法，除了使用特制的"低鈉差"電極外，還可以選用與被測溶液的pH值相近似的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液對儀器進(jìn)行校正。
溫度影響電極的電位和水的電離平衡。須注意調(diào)節(jié)儀器的補(bǔ)償裝置與溶液的溫度一致，并使被測樣品與校正儀器用的標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液溫度誤差在±1℃之內(nèi)。
PH標(biāo)準(zhǔn)緩沖溶液
2定義
pH是從操作上定義的。對于溶液x，測出伽伐尼電池參比電極1KC1濃溶液H溶液×|H2|pt的電動(dòng)勢EX。將未知pH（X）的溶液X換成標(biāo)準(zhǔn)pH溶液S，同樣測出電池的電動(dòng)勢ES，則
pH（X）=pH（S）+（Es—Ex）F/（RTIn10)
3原理
pOH
pOH（氫氧根離子濃度指數(shù)）是和pH相對應(yīng)的表示溶液中氫氧根離子活度的概念，定義如下：
當(dāng)在298K(25℃）的時(shí)候，水的離子積Kw=[H][OH]=10^(-14)因?yàn)閘ogKw=log[H]+log[OH]，所以此時(shí)pOH=14-pH。
pOH值指的是溶液的堿度，以溶液中OH-（氫氧根離子）濃度來表示，與pH所表示的溶液酸度相對應(yīng)，pOH等于氫氧根離子的濃度的負(fù)常用對數(shù)，
即：pOH=-lg[OH-].
根據(jù)pOH值可以計(jì)算出溶液中氫氧根離子的濃度。
25攝氏度的水溶液中，pOH與pH值關(guān)系：
pH+pOH=14.0
所以，pH=14.0-pOH
在計(jì)算堿性溶液的pH時(shí)必須先計(jì)算出溶液的pOH，再根據(jù)pH=14.0-pOH計(jì)算出溶液的pH值。
PH測試儀
應(yīng)用
準(zhǔn)確表示溶液的pH
在標(biāo)準(zhǔn)溫度（25℃）和壓力下，pH=7的水溶液（如：純水）為中性，這是因?yàn)樗跇?biāo)準(zhǔn)溫度和壓力下自然電離出的氫離子和氫氧根離子濃度的乘積（水的離子積常數(shù)）始終是1×10?1?，且兩種離子的濃度都1×10??mol/L。pH小說明H?的濃度大于OH?的濃度，故溶液酸性強(qiáng)，而pH增大則說明H?的濃度小于OH?的濃度，故溶液堿性強(qiáng)。所以pH愈小，溶液的酸性愈強(qiáng)；pH愈大，溶液的堿性也就愈強(qiáng)。
通常pH是一個(gè)介于0和14之間的數(shù)（濃硫酸pH約為-2），在25℃的溫度下，當(dāng)pH<7的時(shí)候，溶液呈酸性，當(dāng)pH>7的時(shí)候，溶液呈堿性，當(dāng)pH=7的時(shí)候，溶液呈中性。但在非水溶液或非標(biāo)準(zhǔn)溫度和壓力的條件下，pH=7可能并不代表溶液呈中性，這需要通過計(jì)算該溶劑在這種條件下的電離常數(shù)來決定pH為中性的值。
生活中的pH
pH1到2之間的是洗廁靈
pH2到3之間的是檸檬，醋
pH3是蘋果
pH3到4是橘子
pH4到5是醬油
pH6是西瓜，胡蘿卜
pH6到7之間的是牛奶
pH7到8之間是雞蛋清
pH8到9之間是牙膏
pH10是肥皂
pH11是草木灰水
pH12到13之間是廚房的清潔劑
pH是水溶液最重要的理化參數(shù)之一。凡涉及水溶液的自然現(xiàn)象。化學(xué)變化以及生產(chǎn)過程都與pH有關(guān)，因此，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)學(xué)、環(huán)保和科研領(lǐng)域都需要測量pH。
來源
氫離子濃度指數(shù)（hydrogen ion concentration），一般稱為“pH”，是1909年由丹麥生物化學(xué)家Soren Peter Lauritz Sorensen提出。p來自德語Potenz，意思是濃度，H（hydrogenion）代表氫離子。
計(jì)算
水的電離：水是一種極弱的電解質(zhì)，可以發(fā)生微弱的電離，其電離方程式為：2H?O≒H?O? + OH?，簡寫為H?O≒H? + OH?，是一個(gè)吸熱的過程。水的電離受溫度影響，加酸加堿都能抑制水的電離。水的電離是水分子與水分子之間的相互作用而引起的，因此極難發(fā)生。實(shí)驗(yàn)測得，25℃時(shí)1L純水中只有1×10??mol的水分子發(fā)生電離。由水分子電離出的H?和OH?數(shù)目在任何情況下總相等。25℃時(shí)，純水中[H?]=[OH?]=1×10??mol/L。
水的離子積常數(shù)：[H?]·[OH?]=KW，其中KW稱作水的離子積常數(shù)，簡稱水的離子積；[H?]和[OH?]是分別是指整個(gè)溶液中氫離子和氫氧根離子的總物質(zhì)的量濃度。KW只隨溫度變化而變化，是溫度常數(shù)。如25℃，[H?]=[OH?]=1×10??mol/L，KW=1×10?1?；100℃時(shí)，[H?]=[OH?]=1×10??mol/L，KW=1×10?12。
溶液酸性、中性或堿性的判斷依據(jù)是：[H?]和[OH?]的濃度的相對大?。谌我鉁囟葧r(shí)溶液[H?]>[OH?]時(shí)呈酸性，[H?]=[OH?]時(shí)呈中性，[H?]<[OH?]時(shí)呈堿性．但當(dāng)溶液中[H?]、[OH?]較小時(shí)，直接用[H?]、[OH?]的大小關(guān)系表示溶液酸堿性強(qiáng)弱就顯得很不方便．為了免于用氫離子濃度負(fù)冪指數(shù)進(jìn)行計(jì)算的繁瑣，數(shù)學(xué)上定義pH為氫離子濃度的常用對數(shù)負(fù)值，即：pH=-lg[].在pH的計(jì)算中[H?]指的是溶液中氫離子的物質(zhì)的量濃度，單位為mol/L，在稀溶液中，氫離子活度約等于氫離子的濃度，可以用氫離子濃度來進(jìn)行近似計(jì)算。
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