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pH值

测定水溶液すいようえきてき酸度さんどある碱度

pHまたたたえpH值氢离浓度指数しすうさんさん鹼值[1]「⿰离巠」はなれ氫切ちゅうおとㄌㄧㄥˊ、拼音:líng)しめぎ[2]溶液ようえきなか氢离かつてきいち种标,也是衡量溶液ようえきさん程度ていどてきさい普遍ふへん标准。概念がいねんざい1909ねんゆかりむぎ生物せいぶつ化学かがく瑟倫·さくりんもり提出ていしゅつ,「pH」てき「H」代表だいひょう氫離(H⁺);「p」てきらいみなもとそくゆういくしゅ說法せっぽうだい一種いっしゅしょうp代表だいひょうとく「potenz」,意思いしりょく強度きょうどだいしゅたたえpH代表だいひょうひしげちょうあや「pondus hydrogenii」,そく「氫的りょう」;だいさんしゅみとめためpたださくりんもり随意ずいい选定てき符号ふごういん为他也用りょうq。现今てき化学かがくかいpざい无量纲量前面ぜんめん表示ひょうじ该量てき对数

通常つうじょう(25、298.15K),溶液ようえきpHしょう于7时呈酸性さんせい,pHだい于7时呈碱性とう于7时为中性ちゅうせい

pHしょう于0,如10M鹽酸えんさんてきpH为−1;也可だい于14,如10M氫氧てきpH为15.00。

历史

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1909ねんむぎ化学かがく瑟伦·さく伦森ざいよしみはく实验しつ[3]引入りょうpHてき概念がいねん最初さいしょ使用しよう符号ふごう“pH•”,以H•さく为小うつしpてき标。 这个概念がいねんきさきらい于 1924 ねんおさむあらため为现だい pH 值,以适应电化学かがく电池てきてい义和测量。

对于符号ふごうp,わがけん议将其命名めいめい为“氢离指数しすう”并使用しよう符号ふごうpH•么,对于溶液ようえきてき氢离指数しすう(pH•),理解りかいしょう关氢离子とうりょう浓度てき常用じょうよう对数てき负值[3]

瑟伦·さく伦森ぼつゆうかい释为什么使用しよう字母じぼ p,并且该字ははてき确切含义仍然存在そんざいそう[4]瑟伦·さく伦森描述りょう一种利用电位差测量 pH 值的方法ほうほう,它代表だいひょう氢离浓度てき 10 てき负次かた字母じぼ p 代表だいひょうほう语 puissance、とく语 Potenz あるむぎ语 potens,ひとし表示ひょうじ力量りきりょう”,也可能かのう表示ひょうじせんりょく”。 所有しょゆう这些单词ざいほう语、とく语和むぎ语中ひとし以字はは p 开头,这些语言さく伦森发表论文所用しょようてき语言:よしみはく实验しつ讲法语; とく语是科学かがく出版しゅっぱんてき主要しゅよう语言; さく伦森たん麦人ばくじんざい论文其他地方ちほう也以だい致相どうてき方式ほうしき使用しようりょう字母じぼ q,并且可能かのう任意にんいはた测试溶液ようえき标记为“p”,参考さんこう溶液ようえき标记为“q”; 这些字母じぼ经常なり对出现[5]。一些文献资料表明,“pH”代表だいひょうひしげひのと术语 pondus Hydrogenii(氢的りょうある potia Hydrogenii(氢的力量りきりょう),つきかん瑟伦·さく伦森てき著作ちょさく并不支持しじいちてん[6][7][8]

ざい现代化学かがくちゅう,p 代表だいひょう“负的じゅう进制对数”,并在术语 pKa ちゅうよう表示ひょうじさんかい离常すう[9]いん此 pH “H+ 离子浓度てきじゅう进制对数”,而 pOH “ OH-离子浓度てきじゅう进制对数”。

对乳せいひん食品しょくひん安全あんぜん产生かげ响的细菌がく爱丽丝·もぐさまん (Alice Catherine Evans) 认为かど·曼斯菲尔とく·かつひしげかつ (William Mansfield Clark) 及其どうこと包括ほうかつ自己じこざい 1910 年代ねんだい开发りょう pH 测量方法ほうほう,该方ほう对此きさきてき实验しつこう业应よう产生りょう广泛かげ响。 ざい她的かい忆录ちゅう,她没ゆうひっさげいたかつひしげかつどうこと几年ぜん对索伦森てき工作こうさく了解りょうかい多少たしょう[10]。她说:

ざい这些[细菌だい谢]研究けんきゅうちゅうかつひしげかつ博士はかせてき注意ちゅういりょく集中しゅうちゅうざいさん对细きんせい长的かげ响上。 发现,氢离浓度てきさん强度きょうどかいかげ响它们的せい长。 ただし现有てき酸度さんど测量方法ほうほう确定てきさんてき数量すうりょう,而不さんてき强度きょうどせっらいかつひしげかつ博士はかせあずかてき合作がっさくしゃ一起开发了测量氢离子浓度的准确方法。 这些方法ほうほうだいりょう世界せかい各地かくち生物せいぶつ实验しつ使用しようてきじゅん确的测定さん含量てきしずく定方さだかたほうひと们还发现它们适用于广泛使用しようてき许多こう业和其他过程[10]

だいいち个测りょう pH 值的电子方法ほうほう由加ゆかしゅう理工りこう学院がくいん教授きょうじゅおもね诺德·おくたけし尔·贝克曼于 1934 ねん发明てき[11]。这是为了响应当地とうち柑橘かんきつ种植しょうしん奇士きしてき请求,该种うえしょう希望きぼうゆう一种更好的方法来快速测试他们从附近果园采摘的柠檬的 pH 值[12]

定義ていぎ

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いち些常見物けんぶつしつてきpH(いたり2小數しょうすう
物質ぶっしつ pH值 性質せいしつ
硫酸りゅうさん(95 M) -2.05 酸性さんせい
硝酸しょうさん(48 M) -1.65
鹽酸えんさん(10 M) -1.00
硝酸しょうさん(1 M) -0.25
氫氯さん(1 M) 0.01
なまりさん蓄電池ちくでんちてきさんえき 1.00
稀鹽酸きえんさん(0.08M) 1.15
胃酸いさん 1.20
檸檬レモンじる 2.00
しょく 2.25
らく 2.50
ばんなすじる 3.00
だいだいじる 3.20
蘋果じる 3.50
啤酒 3.90
さん 4.50
咖啡 5.00
ちゃ 5.70
うし 6.50
ふけ馏水氯化钠溶液ようえき 7.00 中性ちゅうせい
ひと 7.30~7.50 鹼性
海水かいすい 8.00
こえ 8.90~10.10
石灰せっかいすい 11.00
いえよう氨水じょあかざい 11.50
漂白ひょうはくすいつぎ氯酸鈉) 12.50
いえようつうみぞ 13.50
氫氧(1 M) 14.00
氫氧(1 M) 14.50
氫氧溶液ようえき(25 M) 15.35

pHてき計算けいさん公式こうしき

pH=-log[H⁺]=log 

[H⁺]ゆび溶液ようえき氫離かつゆう也寫ため[H₃O⁺],みずあい氫離かつ),單位たんいますあるM(mol/L),まれ溶液ようえきちゅう氫離かつやくとう於氫はなれ濃度のうど可用かよう氫離濃度のうどらい近似きんじ計算けいさん

ざい25°C,pH=7てき水溶液すいようえき(如純みずため中性ちゅうせいみずざい25°C自然しぜん電離でんりてき氫離氫氧はなれ濃度のうどてきじょうせきみずてきはなれせき常數じょうすう,Kw始終しじゅう1×10⁻¹⁴,且兩しゅはなれてき濃度のうど1×10⁻⁷M。pHしょう于7そくH⁺濃度のうどだい於OH⁻濃度のうど溶液ようえき酸性さんせいきょう,而pHだい于7のりH⁺濃度のうどしょう於OH⁻濃度のうど溶液ようえき鹼性きょうpHいよいよしょう溶液ようえきいよいよさん;pHいよいよだい溶液ようえき也就いよいよ鹼。

如溶ざい非水ひすいある溫度おんど25°C,中性ちゅうせい溶液ようえきpH就可能かのう7,而須計算けいさん溶劑ようざいざい溫度おんどてき電離でんり常數じょうすうらい決定けってい中性ちゅうせいpHてき值;すいざい373K(100℃)てき离子积常すう为5.5×10⁻¹³,pH约6.13,此时ため中性ちゅうせい溶液ようえきげん实的溶液ようえき理想りそう溶液ようえき,仅用H⁺浓度不可ふかじゅん确测りょう,也无ほうじゅん确计到溶液ようえきてきpH,应採H⁺かつそく

pH=-log 

这样从理论上讲只よう知道ともみち氢离てきかつa(H⁺)就可以得いた溶液ようえきてきじゅん确pH。[13]

于是pHゆうりょう操作そうさてい义:[14]测量以下いかとぎふくあま电池てき电动势E未知みち

さん电极|浓氯鉀溶えきようはかてき溶液ようえき|H₂|鉑(電極でんきょく

はた未知みちpHてき溶液ようえき换成やめpHてき溶液ようえきどう样测りょう电池てき电动势Eやめ,则

pH(未知みち)=pH(やめ)+ 

F为法ひしげだい常数じょうすう 为摩尔气たい常数じょうすう 为热力学りきがく温度おんど。测定未知みち溶液ようえきあずか标准溶液ようえきてき电动势就计出未知みち溶液ようえきてきpH。IUPAC为此规定りょういち些标じゅん溶液ようえきてきpH。[15]

测量

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溶液ようえきpHゆう很多方法ほうほうらい测量:

  • ざいまち测溶えき加入かにゅうpH指示しじ不同ふどう指示しじ剂根すえ不同ふどうてきpHかい变色,すえ指示しじ剂的研究けんきゅう就可以确ていpHてき范围。しずくてい时,以作せい确的pH标准。此外,ゆう种pH指示しじ剂配せい而成てきpH试剂。
  • 使用しようpH试纸,pH试纸ゆう广泛试纸精密せいみつ试纸,よう玻棒沾一点待测溶液到试纸上,しかきさきすえ试纸颜色对照しょく卡也以得いた溶液ようえきてきpH。上方かみがたひょうかく就相とう于比しょく卡。
    • pH试纸不能ふのう顯示けんじあぶら份的pH,pH试纸以はなれ子來こらいりょうまち测溶えきてきpH,ただしあぶらぼつゆうはなれ,pH试纸不能ふのう顯示けんじあぶら份的pH。
    • pHためし及pH指示しじざいなん以測ためしゆう顏色かおいろてき溶液ようえきいんため溶液ようえきてき顏色かおいろかい結果けっかてき顏色かおいろ所以ゆえん不能ふのう使用しようpHためし及pH指示しじざいはかためしゆう顏色かおいろてき溶液ようえき
  • 使用しようpH计,pH计是测量溶液ようえきpHてき仪器,它通过pH选择电极(如玻璃はり电极)らい测量溶液ようえきてきpH。pH计可せい确到小数点しょうすうてんきさきさん

pOH(氢氧离子浓度指数しすうpHあい对应、表示ひょうじ溶液ようえきちゅう氢氧离子かつてき概念がいねん

pOH=-log[OH⁻]

ざい298K(25℃),すいてき离子积Kw=[H⁺][OH⁻]=10⁻¹⁴,log Kw=log[H⁺]+log[OH⁻],pOH=14-pH,pHpOHため14。

用途ようと

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生物せいぶつ系統けいとうちゅうてきpH
組織そしきある物質ぶっしつ pH
胃酸いさん 1
溶酶たい 4.5
嗜鉻細胞さいぼう顆粒かりゅう 5.5
人類じんるい皮膚ひふ 5.5
尿にょうえき 6.0
37°Cてきじゅんみず 6.81
細胞さいぼうしつ 7.2
のう脊液(CSF) 7.5
血液けつえき 7.34-7.45
せんつぶからだ基質きしつ 8.0
胰腺分泌ぶんぴつぶつ 8.1

ゆかりpHてい义得pH衡量溶液ようえきさん碱的尺度しゃくど,很多領域りょういきよう溶液ようえきpHしたがえ而控せい溶液ようえきさん碱:

  • 医学いがくひとpH通常つうじょうざい7.35-7.45间,ちょう範圍はんい就是病理びょうり现象。唾液だえきpH也用于判断はんだんびょうじょう
  • 化学かがく化工かこう:很多化学かがくはん应須ざい特定とくていpH,いや则得いたもち产物。
  • 农业ちゃとう很多農作物のうさくもつ有喜うき歡酸ある碱土てき习性,ひかえせい土壤どじょうpH使つかい農作物のうさくもつさら茁壯。

まいり

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参考さんこう

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  15. ^ IUPAC, Definition of pH Scales, Standard Reference Values, Measurement of pH and Related Terminology, Pure Appl Chem, 57(1985), 531-542

延伸えんしん閱讀

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外部がいぶ鏈接

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