酸鹼平衡與滴定

pH 值

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把 pH 值想成一個旋鈕,它告訴你一份水溶液有多酸或多鹼。檸檬汁落在旋鈕的低端,家用氨水落在高端,而純水正好落在中間。一個小小的數字,就概括了你本來得用嚐或摸才能知道的東西。

確切地說,pH 是溶液中氫離子活度以 10 為底的負對數——在日常工作中,它接近氫離子濃度(以每升莫耳數計)的負對數。pH 越低,氫離子越多,溶液越酸;pH 越高,氫離子越少,溶液越鹼。我們熟悉的 0 到 14 的範圍,只是稀水溶液中通常遇到的跨度,並不是一堵硬牆。

pH 之所以重要,是因為對數把一個極大的範圍壓縮成了好用的數字:每跨一個整數,氫離子濃度就變化十倍,所以 pH 3 的溶液比 pH 5 的溶液酸一百倍。一個誠實的提醒是:pH 是通過活度而非裸濃度來定義的,所以在含鹽或濃溶液中,讀數和簡單的濃度估計會逐漸分道揚鑣。

把一條指示紙條蘸進醋裡,它變成暖紅色,讀數約為 pH 3;把一條新紙條蘸進小蘇打水裡,它變成藍綠色,讀數約為 pH 9——兩種廚房液體的酸度相差一百萬倍。

相差六個 pH 單位,意味著氫離子濃度相差一百萬倍。

pH 低於 0 或高於 14 是完全可能的——濃的強酸和強鹼常常落在教科書的範圍之外。0 到 14 的跨度是稀水溶液的一種約定,而不是物理極限。