提示 ていじ :此条
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主 ぬし 题不
是 ぜ 酸度 さんど 。
pH ,亦 また 称 たたえ pH值 、氢离子 こ 浓度指数 しすう 、酸 さん 值 、酸 さん 鹼值[ 1] 、「⿰离巠」 (離 はなれ 氫切 、注 ちゅう 音 おと :ㄌㄧㄥˊ 、拼音:líng)標 しめぎ 值[ 2] ,是 ぜ 溶液 ようえき 中 なか 氢离子 こ 活 かつ 度 ど 的 てき 一 いち 种标度 ど ,也是衡量溶液 ようえき 酸 さん 碱 程度 ていど 的 てき 最 さい 普遍 ふへん 标准。概念 がいねん 在 ざい 1909年 ねん 由 ゆかり 丹 に 麦 むぎ 生物 せいぶつ 化学 かがく 家 か 瑟倫·索 さく 倫 りん 森 もり 提出 ていしゅつ ,「pH」的 てき 「H」代表 だいひょう 氫離子 こ (H⁺);「p」的 てき 來 らい 源 みなもと 則 そく 有 ゆう 幾 いく 種 しゅ 說法 せっぽう :第 だい 一種 いっしゅ 稱 しょう p代表 だいひょう 德 とく 语 「potenz」,意思 いし 是 ぜ 力 りょく 度 ど 、強度 きょうど ;第 だい 二 に 種 しゅ 稱 たたえ pH代表 だいひょう 拉 ひしげ 丁 ちょう 文 あや 「pondus hydrogenii」,即 そく 「氫的量 りょう 」;第 だい 三 さん 種 しゅ 認 みとめ 為 ため p只 ただ 是 ぜ 索 さく 倫 りん 森 もり 随意 ずいい 选定的 てき 符号 ふごう ,因 いん 为他也用了 りょう q。现今的 てき 化学 かがく 界 かい 把 わ p加 か 在 ざい 无量纲量 前面 ぜんめん 表示 ひょうじ 该量的 てき 负对数 。
通常 つうじょう (25℃ 、298.15K ),溶液 ようえき pH小 しょう 于7时呈酸性 さんせい ,pH大 だい 于7时呈碱性 ,等 とう 于7时为中性 ちゅうせい 。
pH可 か 小 しょう 于0,如10M 鹽酸 えんさん 的 てき pH为−1;也可大 だい 于14,如10M 氫氧化 か 鈉 的 てき pH为15.00。
1909年 ねん ,丹 に 麦 むぎ 化学 かがく 家 か 瑟伦·索 さく 伦森 在 ざい 嘉 よしみ 士 し 伯 はく 实验室 しつ [ 3] 引入了 りょう pH的 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•作 さく 为小写 うつし p的 てき 下 か 标。 这个概念 がいねん 后 きさき 来 らい 于 1924 年 ねん 被 ひ 修 おさむ 改 あらため 为现代 だい pH 值,以适应电化学 かがく 电池的 てき 定 てい 义和测量。
对于符号 ふごう p,我 わが 建 けん 议将其命名 めいめい 为“氢离子 こ 指数 しすう ”并使用 しよう 符号 ふごう pH• 。 那 な 么,对于溶液 ようえき 的 てき 氢离子 こ 指数 しすう (pH• ),可 か 以理解 りかい 相 しょう 关氢离子当 とう 量 りょう 浓度的 てき 常用 じょうよう 对数的 てき 负值[ 3] 。
瑟伦·索 さく 伦森 没 ぼつ 有 ゆう 解 かい 释为什么他 た 使用 しよう 字母 じぼ p,并且该字母 はは 的 てき 确切含义仍然存在 そんざい 争 そう 议[ 4] 。瑟伦·索 さく 伦森 描述了 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 氢离子 こ 浓度的 てき 10 的 てき 负次方 かた 。 字母 じぼ p 可 か 以代表 だいひょう 法 ほう 语 puissance、德 とく 语 Potenz 或 ある 丹 に 麦 むぎ 语 potens,均 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 “潜 せん 力 りょく ”。 所有 しょゆう 这些单词在 ざい 法 ほう 语、德 とく 语和丹 に 麦 むぎ 语中均 ひとし 以字母 はは p 开头,这些语言是 ぜ 索 さく 伦森发表论文所用 しょよう 的 てき 语言:嘉 よしみ 士 し 伯 はく 实验室 しつ 讲法语; 德 とく 语是科学 かがく 出版 しゅっぱん 的 てき 主要 しゅよう 语言; 索 さく 伦森是 ぜ 丹 たん 麦人 ばくじん 。 他 た 在 ざい 论文其他地方 ちほう 也以大 だい 致相同 どう 的 てき 方式 ほうしき 使用 しよう 了 りょう 字母 じぼ q,并且他 た 可能 かのう 任意 にんい 地 ち 将 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 经常成 なり 对出现[ 5] 。一些文献资料表明,“pH”代表 だいひょう 拉 ひしげ 丁 ひのと 术语 pondus Hydrogenii(氢的量 りょう )或 ある potia Hydrogenii(氢的力量 りきりょう ),尽 つき 管 かん 瑟伦·索 さく 伦森 的 てき 著作 ちょさく 并不支持 しじ 这一 いち 点 てん [ 6] [ 7] [ 8] 。
在 ざい 现代化学 かがく 中 ちゅう ,p 代表 だいひょう “负的十 じゅう 进制对数”,并在术语 pKa 中 ちゅう 用 よう 于表示 ひょうじ 酸 さん 解 かい 离常数 すう [ 9] ,因 いん 此 pH 是 ぜ “H+ 离子浓度的 てき 负十 じゅう 进制对数”,而 pOH 是 ぜ “ OH-离子浓度的 てき 负十 じゅう 进制对数”。
对乳制 せい 品 ひん 和 わ 食品 しょくひん 安全 あんぜん 产生影 かげ 响的细菌学 がく 家 か 爱丽丝·艾 もぐさ 万 まん 斯 (Alice Catherine Evans) 认为威 い 廉 かど ·曼斯菲尔德 とく ·克 かつ 拉 ひしげ 克 かつ (William Mansfield Clark) 及其同 どう 事 こと (包括 ほうかつ 她自己 じこ )在 ざい 1910 年代 ねんだい 开发了 りょう pH 测量方法 ほうほう ,该方法 ほう 对此后 きさき 的 てき 实验室 しつ 和 わ 工 こう 业应用 よう 产生了 りょう 广泛影 かげ 响。 在 ざい 她的回 かい 忆录中 ちゅう ,她没有 ゆう 提 ひっさげ 到 いた 克 かつ 拉 ひしげ 克 かつ 和 わ 同 どう 事 こと 几年前 ぜん 对索伦森的 てき 工作 こうさく 了解 りょうかい 多少 たしょう [ 10] 。她说:
在 ざい 这些[细菌代 だい 谢]研究 けんきゅう 中 ちゅう ,克 かつ 拉 ひしげ 克 かつ 博士 はかせ 的 てき 注意 ちゅうい 力 りょく 集中 しゅうちゅう 在 ざい 酸 さん 对细菌 きん 生 せい 长的影 かげ 响上。 他 た 发现,氢离子 こ 浓度的 てき 酸 さん 强度 きょうど 会 かい 影 かげ 响它们的生 せい 长。 但 ただし 现有的 てき 酸度 さんど 测量方法 ほうほう 确定的 てき 是 ぜ 酸 さん 的 てき 数量 すうりょう ,而不是 ぜ 酸 さん 的 てき 强度 きょうど 。 接 せっ 下 か 来 らい ,克 かつ 拉 ひしげ 克 かつ 博士 はかせ 与 あずか 他 た 的 てき 合作 がっさく 者 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 取 と 代 だい 了 りょう 世界 せかい 各地 かくち 生物 せいぶつ 实验室 しつ 使用 しよう 的 てき 不 ふ 准 じゅん 确的测定酸 さん 含量的 てき 滴 しずく 定方 さだかた 法 ほう 。 人 ひと 们还发现它们适用于广泛使用 しよう 的 てき 许多工 こう 业和其他过程[ 10] 。
第 だい 一 いち 个测量 りょう pH 值的电子方法 ほうほう 是 ぜ 由加 ゆか 州 しゅう 理工 りこう 学院 がくいん 教授 きょうじゅ 阿 おもね 诺德·奥 おく 威 たけし 尔·贝克曼 于 1934 年 ねん 发明的 てき [ 11] 。这是为了响应当地 とうち 柑橘 かんきつ 种植商 しょう 新 しん 奇士 きし 的 てき 请求,该种植 うえ 商 しょう 希望 きぼう 有 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] 。
pH的 てき 計算 けいさん 公式 こうしき 是 ぜ
pH=-log[H⁺]=log
1
[
H
+
]
{\displaystyle {\frac {1}{\left[{\mbox{H}}^{+}\right]}}}
[H⁺]指 ゆび 溶液 ようえき 氫離子 こ 活 かつ 度 ど (有 ゆう 時 じ 也寫為 ため [H₃O⁺],水 みず 合 あい 氫離子 こ 活 かつ 度 ど ),單位 たんい 摩 ま /升 ます 或 ある M (mol/L),稀 まれ 溶液 ようえき 中 ちゅう 氫離子 こ 活 かつ 度 ど 約 やく 等 とう 於氫離 はなれ 子 こ 濃度 のうど ,可用 かよう 氫離子 こ 濃度 のうど 來 らい 近似 きんじ 計算 けいさん 。
在 ざい 25°C,pH=7的 てき 水溶液 すいようえき (如純水 みず )為 ため 中性 ちゅうせい ,水 みず 在 ざい 25°C自然 しぜん 電離 でんり 出 で 的 てき 氫離子 こ 和 わ 氫氧根 ね 離 はなれ 子 こ 濃度 のうど 的 てき 乘 じょう 積 せき (水 みず 的 てき 離 はなれ 子 こ 積 せき 常數 じょうすう ,Kw )始終 しじゅう 是 ぜ 1×10⁻¹⁴,且兩種 しゅ 離 はなれ 子 こ 的 てき 濃度 のうど 都 と 是 ぜ 1×10⁻⁷M。pH小 しょう 于7即 そく H⁺濃度 のうど 大 だい 於OH⁻濃度 のうど ,溶液 ようえき 酸性 さんせい 強 きょう ,而pH大 だい 于7則 のり H⁺濃度 のうど 小 しょう 於OH⁻濃度 のうど ,溶液 ようえき 鹼性強 きょう 。是 ぜ 故 こ pH愈 いよいよ 小 しょう ,溶液 ようえき 愈 いよいよ 酸 さん ;pH愈 いよいよ 大 だい ,溶液 ようえき 也就愈 いよいよ 鹼。
如溶劑 ざい 非水 ひすい 或 ある 溫度 おんど 非 ひ 25°C,中性 ちゅうせい 溶液 ようえき pH就可能 かのう 不 ふ 是 ぜ 7,而須計算 けいさん 該溶劑 ようざい 在 ざい 這溫度 おんど 的 てき 電離 でんり 常數 じょうすう 來 らい 決定 けってい 中性 ちゅうせい pH的 てき 值;水 すい 在 ざい 373K (100℃)的 てき 离子积常数 すう 为5.5×10⁻¹³,pH约6.13,此时為 ため 中性 ちゅうせい 溶液 ようえき 。現 げん 实的溶液 ようえき 不 ふ 是 ぜ 理想 りそう 溶液 ようえき ,仅用H⁺浓度不可 ふか 准 じゅん 确测量 りょう ,也无法 ほう 准 じゅん 确计到溶液 ようえき 的 てき pH,故 こ 应採H⁺活 かつ 度 ど ,即 そく
pH=-log
(
a
H
+
)
=
log
10
(
1
a
H
+
)
{\displaystyle (a{H}^{+})=\log _{10}\left({\frac {1}{a{H}^{+}}}\right)}
这样从理论上讲只要 よう 知道 ともみち 氢离子 こ 的 てき 活 かつ 度 ど a(H⁺)就可以得到 いた 溶液 ようえき 的 てき 准 じゅん 确pH。[ 13]
于是pH有 ゆう 了 りょう 操作 そうさ 定 てい 义:[ 14] 测量以下 いか 伽 とぎ 伏 ふく 尼 あま 电池的 てき 电动势 E未知 みち :
参 さん 比 ひ 电极|浓氯化 か 鉀溶液 えき ‖要 よう 測 はか 的 てき 溶液 ようえき |H₂|鉑(電極 でんきょく )
将 はた 未知 みち pH的 てき 溶液 ようえき 换成已 やめ 知 ち pH的 てき 溶液 ようえき ,同 どう 样测量 りょう 电池的 てき 电动势E已 やめ 知 ち ,则
pH(未知 みち )=pH(已 やめ 知 ち )+
(
E
已 やめ 知 ち
−
E
未知 みち
)
F
R
T
l
n
(
10
)
{\displaystyle {\frac {(E_{\text{已 やめ 知 ち }}-E_{\text{未知 みち }})F}{RTln(10)}}}
F为法拉 ひしげ 第 だい 常数 じょうすう ,
R
{\displaystyle R}
为摩尔气体 たい 常数 じょうすう ,
T
{\displaystyle T}
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 与 あずか 标准溶液 ようえき 的 てき 电动势就可 か 计出未知 みち 溶液 ようえき 的 てき pH。IUPAC为此规定了 りょう 一 いち 些标准 じゅん 溶液 ようえき 的 てき pH。[ 15]
溶液 ようえき pH有 ゆう 很多方法 ほうほう 来 らい 测量:
在 ざい 待 まち 测溶液 えき 加入 かにゅう pH指示 しじ 剂 ,不同 ふどう 指示 しじ 剂根据 すえ 不同 ふどう 的 てき pH会 かい 变色,根 ね 据 すえ 指示 しじ 剂的研究 けんきゅう 就可以确定 てい pH的 てき 范围。滴 しずく 定 てい 时,可 か 以作精 せい 确的pH标准。此外,有 ゆう 多 た 种pH指示 しじ 剂配制 せい 而成的 てき pH试剂。
使用 しよう pH试纸 ,pH试纸有 ゆう 广泛试纸和 わ 精密 せいみつ 试纸,用 よう 玻棒沾一点待测溶液到试纸上,然 しか 后 きさき 根 ね 据 すえ 试纸颜色对照比 ひ 色 しょく 卡也可 か 以得到 いた 溶液 ようえき 的 てき pH。上方 かみがた 表 ひょう 格 かく 就相当 とう 于比色 しょく 卡。
pH试纸不能 ふのう 夠顯示 けんじ 出 で 油 あぶら 份的pH,pH试纸以氫 離 はなれ 子來 こらい 量 りょう 度 ど 待 まち 测溶液 えき 的 てき pH,但 ただし 油 あぶら 沒 ぼつ 有 ゆう 氫 離 はなれ 子 こ ,pH试纸不能 ふのう 顯示 けんじ 出 で 油 あぶら 份的pH。
pH試 ためし 紙 し 及pH指示 しじ 劑 ざい 難 なん 以測試 ためし 有 ゆう 顏色 かおいろ 的 てき 溶液 ようえき ,因 いん 為 ため 溶液 ようえき 的 てき 顏色 かおいろ 會 かい 干 ひ 擾結果 けっか 的 てき 顏色 かおいろ ,所以 ゆえん 不能 ふのう 使用 しよう pH試 ためし 紙 し 及pH指示 しじ 劑 ざい 測 はか 試 ためし 有 ゆう 顏色 かおいろ 的 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的 てき 仪器,它通过pH选择电极(如玻璃 はり 电极)来 らい 测量出 で 溶液 ようえき 的 てき pH。pH计可精 せい 确到小数点 しょうすうてん 后 きさき 三 さん 位 い 。
pOH(氢氧根 ね 离子 浓度指数 しすう )是 ぜ 和 わ pH相 あい 对应、表示 ひょうじ 溶液 ようえき 中 ちゅう 氢氧根 ね 离子活 かつ 度 ど 的 てき 概念 がいねん ,
pOH=-log[OH⁻]
在 ざい 298K(25℃),水 すい 的 てき 离子积Kw =[H⁺][OH⁻]=10⁻¹⁴,log Kw =log[H⁺]+log[OH⁻],pOH=14-pH,pH和 わ pOH之 の 和 わ 為 ため 14。
由 ゆかり pH定 てい 义得知 ち pH是 ぜ 衡量溶液 ようえき 酸 さん 碱的尺度 しゃくど ,很多領域 りょういき 都 と 要 よう 知 ち 溶液 ようえき pH從 したがえ 而控制 せい 溶液 ようえき 酸 さん 碱:
医学 いがく :人 ひと 血 ち pH通常 つうじょう 在 ざい 7.35-7.45间,超 ちょう 出 で 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 病 びょう 情 じょう 。
化学 かがく 和 わ 化工 かこう :很多化学 かがく 反 はん 应須在 ざい 特定 とくてい pH,否 いや 则得不 ふ 到 いた 期 き 望 もち 产物。
农业 :茶 ちゃ 等 とう 很多農作物 のうさくもつ 有喜 うき 歡酸土 ど 或 ある 碱土的 てき 习性,控 ひかえ 制 せい 土壤 どじょう pH可 か 使 つかい 農作物 のうさくもつ 更 さら 茁壯。
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