pH

pH值用于衡量水溶液或其他液体溶液的酸性或碱性。它是化学、生物学和农学中常用的一个词。溶液中氢离子和氢氧根离子的活性为每升1到10?14克当量，pH刻度值为0到14之间。纯水的氢离子浓度为pH 7，这表明它是中性的（既不酸也不碱），其氢浓度为每升7-10克当量。pH小于7的溶液是酸性的，而pH大于7的溶液是碱性的。

丹麦生物化学家S.P.L. Srensen首次使用pH测量来描述水溶液中氢离子浓度（每升当量）

pH = log[H+]。

pH值完全基于测量。氢离子浓度的物理重要性未明确。这就是为什么pH被操作性定义的原因。在溶液中，特定标准电极之间存在电动势。根据美国国家标准与技术研究院的说法，溶液中特定电极之间的电动势表征了pH值。

pH计通过将其放入待测溶液中来确定pH值。参考电极之间的电动势（电势或电压）差决定了溶液的pH值。pH计中，伏特计连接到pH响应电极和参考电极。pH响应电极通常由玻璃制成，而参考电极通常由汞-氯化亚汞（甘汞）制成；然而，偶尔也会使用银-氯化银电极。当浸入溶液中时，两个电极充当电池。伏特计测量玻璃电极和参考电极之间的电位差。伏特计的玻璃电极产生与溶液中氢离子数量成比例的电势。仪表以数字或模拟模式（刻度和偏转指针）读取。尽管数字读数更精确，但模拟读数提供更好的变化率信号。在野外，带电池的便携式pH计常用于测量土壤的pH值。石蕊试纸或混合指示染料用于液体悬浮液中。将所得颜色与pH校准色卡进行比较也可以测量pH值，但这两种方法都不太准确。

测量pH值

电极法、比色法和水合纸法用于测量pH值。电极法中使用探头和仪表，是最常见也最准确的方法。仪表检测参考电极和测量电极之间微小的电压变化。此电压被转换为毫伏（mV）pH测量值。

在比色法中，使用溴百里酚蓝和酚红等指示剂化学品在溶液中产生颜色——酸性为红色，碱性为蓝色。然后将液体的颜色和强度与一组颜色标准进行比较。对于水合纸法，将一张特殊的试纸（石蕊试纸）浸入溶液中。然后将纸上产生的颜色与颜色标准进行比较。酸性使石蕊试纸变红，而碱性使其变蓝。

当与经过适当校准的仪表和新鲜样品一起使用时，电极可提供可靠的结果。大多数仪表可以使用三种常见pH缓冲液中的一种进行校准。通常使用pH为4、7和10的缓冲液。用这些缓冲液校准后，仪表被认为在广泛的pH值范围内都是准确的。

pH的重要性

pH值具有验证水中化学成分（如营养物质（磷、氮和碳）和重金属（铅、铜、镉等））溶解度和生物利用度的特性。pH值还可以用于确定水中磷的含量和类型，并将其用于水生生物。对于重金属，它们的毒性取决于它们的溶解度。因为在较低pH值下溶解度更高的金属，毒性更大。

酸和碱具有不同的性质。

1. 酸的性质

酸天然具有腐蚀性。

它们是优良的电导体。

尿液的pH值始终小于7。

酸性化学品与金属反应时会产生氢气。

酸有酸味。

硫酸[H₂SO₄]、盐酸[HCl]和乙酸[CH₃COOH]是一些酸性化学品的例子。

2. 碱的特性

所有碱都具有一些共同的特征，例如苦味。碱也具有滑腻感。此外，当碱浸入水中时会导电，因为它们在溶液中含有带电粒子。

它们摸起来有肥皂感。

当这些化学品溶解在水中时，它们会产生氢氧根离子（OH-离子）。

碱在水溶液中是良好的电导体。

碱的pH值始终高于7。

碱是具有苦味的化学品，可以使红色石蕊试纸变蓝。

氢氧化钠[NaOH]、氢氧化镁乳[Mg(OH)₂]和氢氧化钙[Ca(OH)₂]是一些碱的例子。

3. 既非酸性也非碱性的物质

既不具有酸性也不具有碱性的中性物质，其氢离子和氢氧根离子的数量与石蕊表面相同。这些物质不会改变石蕊表面的颜色。

这些化合物不具有酸性或碱性。

它们的pH值是7，或接近7。

在中性化合物上，红色或蓝色石蕊试纸没有影响。

纯水的pH值正好是7。

水和食盐是两个例子（NaCl）。

土壤的pH值

在农业中，土壤pH值可能是与土壤水分相关的单一重要属性，因为它表明哪些作物会在土壤中生长良好，以及需要进行哪些改变以使其适应种植其他作物。酸性土壤通常不肥沃。针叶树和许多杜鹃花科植物，如蓝莓，在碱性土壤中无法存活。通过用石灰处理酸性土壤，可以“甜化”或中和酸性土壤。当土壤酸度升高时，铝和锰在土壤中变得更易溶解，许多植物（包括农作物）只能忍受少量这些金属。土壤酸度的增加是由于微生物作用分解有机物、水解或硝化肥料盐、盐沼排水用作农田时硫化合物的氧化以及许多其他因素。

正常血pH值是多少？

血液的pH值应在7.35到7.45之间。这表明血液性质略呈碱性。而胃酸的pH值在1.5到3.5之间，表明其酸性性质。低pH值有利于消化和破坏进入胃的任何微生物。当血液pH值低于7.35变得过于酸性时，就会发生酸中毒。然而，当血液pH值高于7.45变得过于碱性时，就会发生碱中毒。有助于血液pH平衡的两个主要器官是

肺通过呼吸将二氧化碳排出体外。

而肾脏通过尿液或排泄将酸从该器官排出。

饮用水的pH值

天气趋势、人类活动和自然过程都会影响世界各地淡水的pH值。

化学或重金属污染可能导致水具有非常低或高的pH值。

不在“安全”pH范围6.5到8.5内的水，特别是如果它呈碱性，并不总是危险的。

另一方面，酸性很强的水可能带有令人不快的气味或味道，并可能损坏管道和输水设备。

pH值低于6.5的水更有可能受到污染，使其不适合饮用。它还会腐蚀金属管道。

pH值在食物罐装中扮演什么角色？

食物分为“酸性食物”（低pH值；pH值4.6或更低）或“低酸性食物”（pH值4.6或更高）。食物的pH值决定了安全的罐装方法。酸性水果和泡菜在沸水浴罐头机中小心保存。这样做是因为泡菜的酸和沸水（212°F）的结合可以杀死有害微生物，如耐酸霉菌和酵母。杀死这些微生物是必要的，因为这些微生物的存在会增加pH值。除了沸水，柠檬汁或柠檬酸也在浴罐头机处理前添加，因为无花果和番茄等物品的pH值也略高于4.6。重要的是要在压力罐头机中处理蔬菜和肉类等低酸性物品以保存食物。