pH 值

PH 标度确定了物质、材料或溶液的酸性、中性或碱性性质。pH 代表氢的势。这意味着 pH 值是根据溶液中存在的氢离子确定的。pH 标度的范围在 0 到 14 之间。pH 值为 7 被认为是中性。中性物质的最佳例子是水。

如上所示，pH 标度显示了酸性、中性和碱性溶液的范围。

在这里，我们将讨论以下主题

什么是 pH 标度？

酸性、中性和碱性的意义

不同 pH 值的物质

石蕊试纸

土壤分类及其 pH 范围

生命系统中的 pH 值

pH 标度的应用

什么是 pH 标度？

在化学中，pH 代表势和氢。它用于确定水溶液的性质（酸性或碱性）。pH 标度显示了从 0 到 14 的范围内的不同颜色。这意味着它显示了 15 种不同的颜色，这些颜色标志着物质的性质。

下面显示了 pH 标度

pH 低于7 为酸性，pH 高于 7 为碱性。当数值从 7 减小时，物质的酸性增加。同样，当数值从 7 增加时，物质的碱性增加。

我们也可以说 pH 0 是强酸性，pH 14 是强碱。碱是碱金属或碱土金属的碱性盐。也称为溶于水的碱。

pH 通常在室温（25 摄氏度）下测量。pH 标度的值也可以小于 0 或大于 14，但这些物质是强酸和强碱。

酸性、中性和碱性的意义

pH 标度上有三种物质，即酸性、中性和碱性。酸性和碱性是 pH 标度的两个极端。大多数物质都属于这两类。让我们来讨论这三种物质的意义。

酸性

任何 pH 值低于 7 的物质或材料都被认为是酸性。水是中性物质，而雨水是酸性的。这是因为雨水中溶解了来自大气中的酸，例如二氧化碳。

为什么酸的 pH 值较低？

酸是根据氢离子的存在而分类的。它很容易在水中提供氢离子。酸越强，它提供的氢离子（H+）越多。这意味着氢离子浓度越高，溶液的酸性越强。因此，酸的 pH 值较低。

性质

酸的性质如下

• 酸与活泼金属反应生成氢气。
• 它导电。
• 酸尝起来是酸的。
• 酸可以改变某些指示剂的颜色。
• 例如包括盐酸、柠檬、醋等。
• 盐酸在人体中起着重要作用。它有助于消化食物。它还可以预防身体免受感染。

中立

pH 值为 7 的物质被认为是中性的。最常见的例子是水。它既不是酸性也不是碱性。蒸馏水也是中性物质。但是，纯蒸馏水有时可能呈酸性，因为它会吸收大气中的二氧化碳。

性质

• 中性物质的性质如下
• 它具有等量的氢氧根离子和氢离子。

基础

pH 值高于 7 的物质被认为是碱。碱在水中溶解时会产生氢氧根离子 (OH-)。

为什么碱的 pH 范围高于 7？

碱是提供氢氧根离子的物质，氢氧根离子负责较低的 pH 值。它很容易提供这些氢氧根离子。当氢氧根离子与氢离子结合时，会形成水，如下式所示

水的形成会增加 pH 值。因此，我们可以说强碱在水中完全解离。因此，碱的 pH 范围较高。

性质

碱的性质如下

• 碱也可以改变指示剂的颜色，例如石蕊试纸。
• 碱与酸不同，不会与金属反应。
• 碱与酸混合时会失去其能力。
• 碱性物质的味道通常是苦的。
• 碱不与碳酸盐（碳酸的盐）反应。

不同 pH 值的物质

让我们讨论一些流行的物质及其 pH 标度。我们将讨论物质保持相应 pH 值的原因。

石蕊试纸

它是一种用作pH 指示剂的纸。它用于测试水溶液的酸性或碱性。它只是纸，可以在家安全使用。它也用于实验室的实验目的。

石蕊试纸的类型

石蕊试纸有三种类型。

黄色石蕊试纸

红色石蕊试纸

蓝色石蕊试纸

黄色石蕊试纸

黄色石蕊试纸浸入酸性溶液中会变红。同样，浸入碱性溶液中会变蓝。如果黄色石蕊试纸变绿或紫，则表示相应的溶液是中性的。如下所示

红色石蕊试纸

红色石蕊试纸浸入酸性溶液中保持红色，浸入碱性溶液中会变蓝。如下所示

它并不是完全红色的。它通常用于测试碱性或中性溶液。

蓝色石蕊试纸

蓝色石蕊试纸浸入酸性溶液中会变红，浸入碱性溶液中会保持蓝色。如下所示

蓝色石蕊试纸通常用于测试是否存在酸性溶液。否则，它会保持蓝色。

因此，我们可以得出结论，黄色石蕊试纸可以测试酸性、中性和碱性溶液。而红色石蕊试纸用于测试碱性溶液的存在，蓝色石蕊试纸仅用于测试酸性溶液。

它是如何工作的？

将石蕊试纸浸入水溶液中时，它会改变颜色。这意味着，

石蕊试纸浸入酸性溶液中的颜色是：红色

石蕊试纸浸入碱性溶液中的颜色是：蓝色

石蕊试纸还可以指示中性溶液的存在。这意味着它在浸入含有中性物质的水溶液时会变成绿色或紫色。

pH 值的计算

pH 值计算为溶液中氢离子浓度的对数。它由下式给出

让我们考虑一个例子。

示例：计算氢离子活度为 5 x 10^-6 的溶液的 pH 值？

解答：pH 值可计算为

pH = log10 (1 / 5 x 10^-6)

pH = log10 (2 x 10^5)

pH = 5.3

土壤分类及其 pH 范围

有各种类型的土壤，pH 范围不同。根据 pH 范围对土壤进行分类有助于不同类型农作物的正确种植。土壤的理想 pH 范围在 6 到 7 之间。

土壤还可分为酸性和碱性。酸性土壤的 pH 值低于 7，而碱性土壤的 pH 值高于 7。根据 pH 范围，土壤分类如下

上表显示了土壤的类型、pH 值以及适合在该 pH 范围内种植的植物示例。大多数作物适合在 5 - 7.5 的 pH 范围内生长。包括苹果、芜菁、南瓜、西兰花、卷心菜、生菜、土豆、小麦、玉米等。

土壤的高酸性导致作物生长不良。

施肥对土壤的影响

向土壤中添加肥料会导致 pH 值变化。它还会影响土壤中存在的养分数量。它通常是为了增加作物产量。一些肥料甚至会使土壤变硬，并导致各种缺点，例如水污染、土壤肥力下降等。

例如：

磷酸：它会增加土壤的酸性。它还会对土壤产生不利影响，例如植物生长不良。磷有助于植物的能量转移。

氨基肥料：它也被添加到降低土壤的 pH 值。它还会直接损坏叶子。与其它肥料相比，氨基肥料产生的温室气体更少。氨中的氮也有助于植物生长。

生命系统中的 pH 值

pH 值是地球生存最重要的因素。人体最重要的任务是消化食物。

胃中的酸的 pH 值在 1.5 到 3 之间。它有助于分解食物和酶。它还有助于杀死有害的病毒和细菌。

让我们看看人体不同部分的 pH 值。如下表所示。

我们体内的血液 pH 值在 7.3 到 7.4 之间。特定标度上的 pH 值对于身体的正常运作至关重要。

pH 值的不平衡可能导致各种疾病。让我们详细讨论人体内的 pHImbalance。

人体内 pHImbalance

人体的肺和肾脏在平衡 pH 值方面起着至关重要的作用。酸碱平衡对于身体的正常运作至关重要。这种Imbalance需要医疗关注，不能通过饮食改变迅速解决。

• 血液 pHImbalance 的主要问题称为酸中毒或碱中毒。当血液的 pH 值大于 7.4 且小于 7.3 时，就会出现这些问题。它是由呼吸系统问题引起的。
• 当胰腺的 pH 值降低时，就会发生 pHImbalance。引入到较低 pH 值的酸化会对酶的活性产生不利影响。
• 尿液 pHImbalance 会引起问题。例如，较低的尿液 pH 值可能表明肾脏中存在结石。
• 人体皮肤的 pH 值会受到化妆品、污染、酒精等的影响。pHImbalance 会导致皮肤发炎以及痤疮等其它问题。

pH 标度的应用

pH 标度的应用范围从学校实践到工业应用不等。让我们讨论一些最常见的应用。

医学

药物的研制是为了治疗胃酸过多，胃酸的 pH 值在 1.5 到 3.0 之间。这可能导致烧心、消化不良和身体功能Imbalance。该药物作为抗酸剂，可降低酸度。

水处理

pH 标度用于测量水的 pH 值。如果水含有更多的氢氧根离子，则水是碱性的。同样，如果水含有更多的游离氢离子，则水是酸性的。它有助于确定水的化学性质并去除杂质。

化学

在化学中，pH 还有助于确定水溶液的酸性和碱性。它也用于实验室进行实验。

农学

农学被定义为土壤管理的研究。pH 标度用于检查土壤的酸性或碱性。

它有助于确定适合种植的最佳作物范围。因此，它在农业中非常受欢迎。

工业过程

pH 标度还用于测试食品、产品等的酸性或碱性。它有助于确定不同食品的味道和质量。例如，柠檬酸作为防腐剂添加到液体包装产品中。