pH值

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提示：此条目的主题不是酸度。

pH，亦称pH值、氢离子浓度指数、酸值、酸鹼值、「⿰离巠」（離氫切、注音：ㄌㄧㄥˊ、拼音：líng）標值，是溶液中氢离子活度的一种标度，也是衡量溶液酸碱程度的最普遍标准。概念在1909年由丹麦生物化学家瑟倫·索倫森提出，「pH」的「H」代表氫離子（H⁺）；「p」的來源則有幾種說法：第一種稱p代表德语「potenz」，意思是力度、強度；第二種稱pH代表拉丁文「pondus hydrogenii」，即「氫的量」；第三種認為p只是索倫森随意选定的符号，因为他也用了q。现今的化学界把p加在无量纲量前面表示该量的负对数。

通常（25℃、298.15K），溶液pH小于7时呈酸性，pH大于7时呈碱性，等于7时为中性。

pH可小于0，如10M鹽酸的pH为−1；也可大于14，如10M氫氧化鈉的pH为15.00。

定義

一些常見物質的pH（取至2位小數）

物質	pH值	性質
鹽酸（10 M）	-1.00	酸性
鹽酸（1 M）	0.00
鉛酸蓄電池的酸液	1.00
鹽酸（0.08 M）	1.15
胃酸	1.20
鹽酸（0.01 M）	2.00
檸檬汁	2.40
可樂	2.50
食醋	3.00
橙汁	3.20
蘋果汁	3.50
啤酒	3.90
酸雨	4.50
咖啡	5.10
茶	5.70
牛奶	6.50
蒸馏水，氯化钠溶液	7.00	中性
人血	7.30～7.50	鹼性
海水	8.00
洗手皂	8.90～10.10
家用氨水除垢劑	11.50
漂白水（次氯酸鈉）	12.50
家用通渠剂	13.50
氫氧化鈉（1 M）	14.00
氫氧化鈉（10 M）	15.00
氫氧化鈉（100 M）	17.50

pH的計算公式是

pH＝-log[H⁺]＝log${\frac {1}{\left[{\mbox{H}}^{+}\right]}}$

[H⁺]指溶液氫離子活度（有時也寫為[H₃O⁺]，水合氫離子活度），單位摩／升或M（mol/L），稀溶液中氫離子活度約等於氫離子濃度，可用氫離子濃度來近似計算。

在25°C，pH＝7的水溶液（如純水）為中性，水在25°C自然電離出的氫離子和氫氧根離子濃度的乘積（水的離子積常數，K_w）始終是1×10⁻¹⁴，且兩種離子的濃度都是1×10⁻⁷M。pH小于7即H⁺濃度大於OH⁻濃度，溶液酸性強，而pH大于7則H⁺濃度小於OH⁻濃度，溶液鹼性強。是故pH愈小，溶液愈酸；pH愈大，溶液也就愈鹼。

如溶劑非水或溫度非25°C，中性溶液pH就可能不是7，而須計算該溶劑在這溫度的電離常數來決定中性pH的值；水在373K（100℃）的离子积常数为5.5×10⁻¹³，pH约6.13，此时為中性溶液。現实的溶液不是理想溶液，仅用H⁺浓度不可准确测量，也无法准确计到溶液的pH，故应採H⁺活度，即

pH＝-log$(a{H}^{+})=\log _{10}\left({\frac {1}{a{H}^{+}}}\right)$

这样从理论上讲只要知道氢离子的活度a(H⁺)就可以得到溶液的准确pH。

于是pH有了操作定义：测量以下伽伏尼电池的电动势E_未知：

参比电极｜浓氯化鉀溶液‖要測的溶液｜H₂｜鉑（電極）

将未知pH的溶液换成已知pH的溶液，同样测量电池的电动势E_已知，则

pH（未知）＝pH（已知）＋${\frac {(E_{\text{已知}}-E_{\text{未知}})F}{RTln(10)}}$

F为法拉第常数，$R$为摩尔气体常数，$T$为热力学温度。测定未知溶液与标准溶液的电动势就可计出未知溶液的pH。IUPAC为此规定了一些标准溶液的pH。

测量

溶液pH有很多方法来测量：

• 在待测溶液加入pH指示剂，不同指示剂根据不同的pH会变色，根据指示剂的研究就可以确定pH的范围。滴定时，可以作精确的pH标准。此外，有多种pH指示剂配制而成的pH试剂。
• 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，然后根据试纸颜色对照比色卡也可以得到溶液的pH。上方表格就相当于比色卡。
  • pH试纸不能夠顯示出油份的pH，pH试纸以氫離子來量度待测溶液的pH，但油沒有氫離子，pH试纸不能顯示出油份的pH。
  • pH試紙及pH指示劑難以測試有顏色的溶液，因為溶液的顏色會干擾結果的顏色，所以不能使用pH試紙及pH指示劑測試有顏色的溶液。
• 使用pH计，pH计是测量溶液pH的仪器，它通过pH选择电极（如玻璃电极）来测量出溶液的pH。pH计可精确到小数点后三位。

pOH

pOH（氢氧根离子浓度指数）是和pH相对应、表示溶液中氢氧根离子活度的概念，

pOH＝－lg[OH⁻]

在298K（25℃），水的离子积K_w＝[H⁺][OH⁻]＝10⁻¹⁴，lg K_w＝lg[H⁺]＋lg[OH⁻]，pOH＝14－pH，pH和pOH之和為14。

用途

生物系統中的pH

組織或物質	pH
胃酸	1
溶酶體	4.5
嗜鉻細胞顆粒	5.5
人類皮膚	5.5
尿液	6.0
37°C的純水	6.81
細胞質	7.2
腦脊液（CSF）	7.5
血液	7.34－7.45
線粒體基質	8.0
胰腺分泌物	8.1

由pH定义得知pH是衡量溶液酸碱的尺度，很多領域都要知溶液pH從而控制溶液酸碱：

• 医学：人血pH通常在7.35－7.45间，超出範圍就是病理现象。唾液pH也用于判断病情。
• 化学和化工：很多化学反应須在特定pH，否则得不到期望产物。
• 农业：茶等很多農作物有喜歡酸土或碱土的习性，控制土壤pH可使農作物更茁壯。

参见

• 酸
• 碱
• 酸度（另一种酸碱度的标度）
• pH指示劑
• 緩衝溶液
• 酸度系数

延伸閱讀

• Online pH Calculator（页面存档备份，存于互联网档案馆）

外部鏈接

• The pH Scale
• Chem1 Virtual Textbook, Acid-base Equilibria and Calculations（页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Red Cabbage pH Indicator（页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Food and Foodstuff – pH Values（页面存档备份，存于互联网档案馆）
• Online pH Calculator for about 100 inorganic Acids, Bases, and Salts（页面存档备份，存于互联网档案馆）