酸、碱与离子平衡
pH 值
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想想那种在柠檬汁里变红、在肥皂水里变蓝的试纸,或者鱼缸、游泳池的检测套件。它们读的就是 pH——一个数字,通常在 0 到 14 之间,让你一眼就看出一份水溶液有多酸或多碱。数字小代表酸,数字大代表碱,7 是中性。
确切地说,pH 是水合氢离子浓度的以 10 为底的负对数:pH = -log[H3O+]。因为它是对数,刻度上每变化 1,酸度就相差十倍。pH 为 4 的溶液,其 H3O+ 是 pH 为 5 的十倍,是 pH 为 6 的一百倍。这就是为什么 pH 上看似不大的变动,可能是一次很大的化学改变。
pH 之所以重要,是因为生命和工业都运行在狭窄的 pH 窗口之内。你的血液被维持在 7.4 附近;偏离太远,酶就会失效。庄稼、酿造、游泳池和药物配方,全都仰赖 pH 的好坏。只要记住这把尺子是对数的、不是线性的,而且它并非严格止于 0 和 14——非常强的浓酸和浓碱可以超出这个范围。
柠檬汁的 pH 在 2 附近,家用氨水在 11 附近。相差四个单位,意味着柠檬汁所含的水合氢离子大约是它的一万倍。
pH 把巨大的酸度范围压缩到一把简单的对数尺度上。
只有在 25 °C 附近,中性才对应 pH 7。由于水的自偶电离会随温度移动,体温或沸腾时的纯净中性水,其中性 pH 会低于 7,尽管它依然是完全中性的。
又称
另见