酸、鹼與離子平衡
pH 值
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想想那種在檸檬汁裡變紅、在肥皂水裡變藍的試紙,或者魚缸、游泳池的檢測套件。它們讀的就是 pH——一個數字,通常在 0 到 14 之間,讓你一眼就看出一份水溶液有多酸或多鹼。數字小代表酸,數字大代表鹼,7 是中性。
確切地說,pH 是水合氫離子濃度的以 10 為底的負對數:pH = -log[H3O+]。因為它是對數,刻度上每變化 1,酸度就相差十倍。pH 為 4 的溶液,其 H3O+ 是 pH 為 5 的十倍,是 pH 為 6 的一百倍。這就是為什麼 pH 上看似不大的變動,可能是一次很大的化學改變。
pH 之所以重要,是因為生命和工業都運行在狹窄的 pH 窗口之內。你的血液被維持在 7.4 附近;偏離太遠,酶就會失效。莊稼、釀造、游泳池和藥物配方,全都仰賴 pH 的好壞。只要記住這把尺子是對數的、不是線性的,而且它並非嚴格止於 0 和 14——非常強的濃酸和濃鹼可以超出這個範圍。
檸檬汁的 pH 在 2 附近,家用氨水在 11 附近。相差四個單位,意味著檸檬汁所含的水合氫離子大約是它的一萬倍。
pH 把巨大的酸度範圍壓縮到一把簡單的對數尺度上。
只有在 25 °C 附近,中性才對應 pH 7。由於水的自偶電離會隨溫度移動,體溫或沸騰時的純淨中性水,其中性 pH 會低於 7,儘管它依然是完全中性的。
又稱
另見