pH值

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  提示：此條目的主題不是酸度。

酸鹼化學
酸度係數 酸鹼萃取 酸鹼理論 酸鹼中和滴定 解離常數 緩衝溶液 pH 質子親和力 兩性物質 水的自偶電離 酸鹼質子理論
酸
布侖斯惕酸 路易斯酸 無機酸 有機酸 弱酸 強酸 超強酸
鹼
布侖斯惕鹼 路易斯鹼 非親核鹼 有機鹼 弱鹼 強鹼 超強鹼

pH，亦稱pH值、氫離子濃度指數、酸值、酸鹼值、「⿰离巠」（離氫切、注音：ㄌㄧㄥˊ、拼音：líng）標值，是溶液中氫離子活度的一種標度，也是衡量溶液酸鹼程度的最普遍標準。概念在1909年由丹麥生物化學家瑟倫·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代表德語「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只是索倫森隨意選定的符號，因為他也用了q。現今的化學界把p加在無量綱量前面表示該量的負對數。

通常（25℃、298.15K），溶液pH小於7時呈酸性，pH大於7時呈鹼性，等於7時為中性。

pH可小於0，如10M鹽酸的pH為−1；也可大於14，如10M氫氧化鈉的pH為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
蒸餾水，氯化鈉溶液	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
家用通渠劑	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＝－lg[H⁺]＝lg${\frac {1}{\left[{\mbox{H}}^{+}\right]}}$

[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小於7即H⁺濃度大於OH⁻濃度，溶液酸性強，而pH大於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℃）的離子積常數為5.5×10⁻¹³，pH約6.13，此時為中性溶液。現實的溶液不是理想溶液，僅用H⁺濃度不可準確測量，也無法準確計到溶液的pH，故應採H⁺活度，即

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

這樣從理論上講只要知道氫離子的活度a(H⁺)就可以得到溶液的準確pH。

於是pH有了操作定義：測量以下伽伏尼電池的電動勢E_未知：

參比電極｜濃氯化鉀溶液‖要測的溶液｜H₂｜鉑（電極）

將未知pH的溶液換成已知pH的溶液，同樣測量電池的電動勢E_已知，則

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

F為法拉第常數，$R$為摩爾氣體常數，$T$為熱力學溫度。測定未知溶液與標準溶液的電動勢就可計出未知溶液的pH。IUPAC為此規定了一些標準溶液的pH。

測量

溶液pH有很多方法來測量：

• 在待測溶液加入pH指示劑，不同指示劑根據不同的pH會變色，根據指示劑的研究就可以確定pH的範圍。滴定時，可以作精確的pH標準。此外，有多種pH指示劑配製而成的pH試劑。
• 使用pH試紙，pH試紙有廣泛試紙和精密試紙，用玻棒沾一點待測溶液到試紙上，然後根據試紙顏色對照比色卡也可以得到溶液的pH。上方表格就相當於比色卡。
  • pH試紙不能夠顯示出油份的pH，pH試紙以氫離子來量度待測溶液的pH，但油沒有氫離子，pH試紙不能顯示出油份的pH。
• 使用pH計，pH計是測量溶液pH的儀器，它通過pH選擇電極（如玻璃電極）來測量出溶液的pH。pH計可精確到小數點後三位。

pOH

pOH（氫氧根離子濃度指數）是和pH相對應、表示溶液中氫氧根離子活度的概念，

pOH＝－lg[OH⁻]

在298K（25℃），水的離子積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
粒線體基質	8.0
胰腺分泌物	8.1

由pH定義得知pH是衡量溶液酸鹼的尺度，很多領域都要知溶液pH從而控制溶液酸鹼：

• 醫學：人血pH通常在7.35－7.45間，超出範圍就是病理現象。唾液pH也用於判斷病情。
• 化學和化工：很多化學反應須在特定pH，否則得不到期望產物。
• 農業：茶等很多農作物有喜歡酸土或鹼土的習性，控制土壤pH可使農作物更茁壯。

參見

• 酸
• 鹼
• 酸度（另一種酸鹼度的標度）
• pH指示劑
• 緩衝溶液
• 酸度係數

延伸閱讀

• Online pH Calculator（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）

外部鏈接

• The pH Scale
• Chem1 Virtual Textbook, Acid-base Equilibria and Calculations（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• Red Cabbage pH Indicator（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• Food and Foodstuff – pH Values（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）
• Online pH Calculator for about 100 inorganic Acids, Bases, and Salts（頁面存檔備份，存於網際網路檔案館）