pH,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。这个概念是1909年由丹麦生物化学家Søren Peder Lauritz Sørensen提出。p代表德语Potenz,意思是力量或浓度,H代表氢离子(H)。pH在拉丁文中是pondus hydrogenii。
其中[H+](此为简写,实际上应是[H3O+],水合氢离子活度)指的是溶液中氢离子的活度(稀溶液下可近似按浓度处理),单位为mol·L-1。
298K时,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。水溶液的酸碱性亦可用pOH衡量,即氢氧根离子的负对数,由于水中存在自偶电离平衡,298K时,pH + pOH = 14。
pH小于7说明H+的浓度大于OH-的浓度,故溶液酸性强,而pH大于7则说明H+的浓度小于OH-的浓度,故溶液碱性强。所以pH愈小,溶液的酸性愈强;pH愈大,溶液的碱性也就愈强。
在非水溶液或非标准温度和压力的条件下,pH=7可能并不代表溶液呈中性,这需要通过计算该溶剂在这种条件下的电离常数来决定pH为中性的值。如373K(100℃)的温度下,中性溶液的pH ≈ 6。
另外需要注意的是,pH的有效数字是从小数点后开始记录的,小数点前的部分为指数,不能记作有效数字。
有很多方法来测量溶液的pH:
在待测溶液中加入pH指示剂,不同的指示剂根据不同的pH会变化颜色,例如:
(1)将酸性溶液滴入石蕊试液,则石蕊试液将变红;将碱性溶液滴进石蕊试液,则石蕊试液将变蓝(石蕊试液遇中性液体不变色)。根据指示剂的研究就可以确定pH的范围。
(2)使用台式PH/ORP检测仪,pH计是一种测量溶液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计可以精确到小数点后两位。