PH值(即:氢离子浓度指数,hydrogen ion concentration)是衡量水体酸碱度的一个值,亦称氢离子浓度指数、酸碱值,是溶液中氢离子活度的一种标度,也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。pH值在医学、化学、农业上都有广泛的用途。PH值是指溶液中氢离子的总数和总物质的量的比。它的数值俗称“pH(发音:/pi'et∫/,/pi:'eit∫/)值”。表示溶液酸性或碱性程度的数值,即所含氢离子浓度的常用对数的负值。
pH值,亦称氢离子浓度指数、酸碱值,是溶液中氢离子活度的一种标度,也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。 这个概念在1909年由丹麦生物化学家S?ren Peter Lauritz S?rensen首次提出。p代表德语Potenz,意思是力量或浓度,H(hydrogen ion)代表氢离子(H+)。有时候pH也被写为拉丁文形式的pondus hydrogenii。如果某溶液所含氢离子的浓度为每升0.00001摩尔(mol/L),它的氢离子浓度指数就是5,计算方法为-lg[浓度值]。与其相反,如果某溶液的氢离子浓度指数为5,他的氢离子浓度为0.00001摩尔每升(mol/L),计算方法为10^(-浓度指数)。
通常情况下(25℃、298K左右),pH值越趋向于0表示溶液酸性越强,越趋向于14表示溶液碱性越强,当pH<7的时候,溶液呈酸性,当ph>7的时候,溶液呈碱性,当pH=7的时候,溶液为中性。pH值允许小于0,如盐酸(10 mol/L)的pH为?。由于实际中的溶液不是理想溶液,所以仅仅用H+浓度是不可以准确测量的,因此也无法准确计算得到溶液的pH。故而应当采用H+活度,即pH=-lg aH+=-lgγ·cH+。这样从理论上讲只要知道氢离子的活度aH+就可以得到溶液的准确pH。
在常温下(25℃时),pH>7为碱性pH<>
积常数
为了便于理解和说明pH,首先阐述一下水的电离和水的离子积常数。
水的电离:水是一种极弱的电解质,可以发生微弱的电离,其电离方程式为:H2O+H2O≒H3O+ + OH-,简写为H2O≒H+ + OH-,是一个吸热过程。水的电离受温度影响,加酸加碱都能抑制水的电离。水的电离是水分子与水分子之间的相互作用而引起的,因此极难发生。实验测得,25℃时1L纯水中只有1×10^(-7)mol的水分子发生电离。由水分子电离出的H+和OH-数目在任何情况下总相等。25℃时,纯水中[H+]=[OH-]=1×10^(-7)mol/L.
水的离子积常数:[H+]·[OH-]=K(W),其中K(W)称作水的离子积常数,简称水的离子积;[H+]和[OH-]是分别是指整个溶液中氢离子和氢氧根离子的总物质的量浓度.K(W)只随温度变化而变化,是温度常数.如25℃,[H+]=[OH-]=1×10^(-7)mol/L,K(W)=1×10^(-14);100℃时,[H+]=[OH-]=1×10^(-6)mol/L,K(W)=1×10^(-12).
有很多方法来测量溶液的pH值:
使用pH指示剂在待测溶液中加入pH指示剂,不同的指示剂根据不同的pH值会变化颜色,根据指示剂的研究结果就可以确定pH值的范围。滴定时,可以作精确的pH标准。
使用pH试纸pH试纸有广泛试纸和精密试纸,用玻棒沾一点待测溶液到试纸上,然后根据试纸的颜色变化并对照比色卡也可以得到溶液的pH值。 但pH试纸不能够显示出油份的pH值,由于pH试纸以氢离子制成和以氢离子来量度待测溶液的pH值,但油中没含有氢离子,因此pH试纸不能够显示出油份的pH值。
使用pH计pH计是一种测量溶液pH值的仪器,它通过pH选择电极(如玻璃电极)来测量出溶液的pH值。pH计可以精确到小数点后三位。
在pH的计算中,[H+]指的是溶液中氢离子的物质的量浓度(有时也被写为[H3O ],水合氢离子的物质的量浓度),单位为mol/L(摩尔/升),在稀溶液中,氢离子活度约等于氢离子的浓度,可以用氢离子浓度来进行近似计算。
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