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,當(dāng)pH<7的時候,溶液呈酸性,當(dāng)ph>7的時候,溶液呈堿性,當(dāng)pH=7的時候,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)對數(shù),由于水中存在自偶電離平衡,298K時,pH + pOH = 14。
pH小于7說明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,這需要通過計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。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。
有很多方法來測量溶液的pH:
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會變化顏色,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)使用臺式PH/ORP檢測儀,pH計是一種測量溶液pH的儀器,它通過pH選擇電極(如玻璃電極)來測量出溶液的pH。pH計可以精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位。