pH,亦稱氫離子濃度指數(shù)、酸堿值,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)。這個(gè)概念是1909年由丹麥生物化學(xué)家S?ren Peder Lauritz S?rensen提出。p代表德語(yǔ)Potenz,意思是力量或濃度,H代表氫離子(H)。pH在拉丁文中是pondus hydrogenii。
其中[H+](此為簡(jiǎn)寫,實(shí)際上應(yīng)是[H3O+],水合氫離子活度)指的是溶液中氫離子的活度(稀溶液下可近似按濃度處理),單位為mol·L-1。
298K時(shí),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,溶液為中性。水溶液的酸堿性亦可用pOH衡量,即氫氧根離子的負(fù)對(duì)數(shù),由于水中存在自偶電離平衡,298K時(shí),pH + pOH = 14。
pH小于7說(shuō)明H+的濃度大于OH-的濃度,故溶液酸性強(qiáng),而pH大于7則說(shuō)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)。
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(guò)計(jì)算該溶劑在這種條件下的電離常數(shù)來(lái)決定pH為中性的值。如373K(100℃)的溫度下,中性溶液的pH ≈ 6。
另外需要注意的是,pH的有效數(shù)字是從小數(shù)點(diǎn)后開始記錄的,小數(shù)點(diǎn)前的部分為指數(shù),不能記作有效數(shù)字。
有很多方法來(lái)測(cè)量溶液的pH:
在待測(cè)溶液中加入pH指示劑,不同的指示劑根據(jù)不同的pH會(huì)變化顏色,例如:
(1)將酸性溶液滴入石蕊試液,則石蕊試液將變紅;將堿性溶液滴進(jìn)石蕊試液,則石蕊試液將變藍(lán)(石蕊試液遇中性液體不變色)。根據(jù)指示劑的研究就可以確定pH的范圍。
(2)使用臺(tái)式PH/ORP檢測(cè)儀,pH計(jì)是一種測(cè)量溶液pH的儀器,它通過(guò)pH選擇電極(如玻璃電極)來(lái)測(cè)量出溶液的pH。pH計(jì)可以精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。