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氢离子浓度指数是什么?

发布时间:2013-07-14

浓度指数,我们在日常生活、工作中都经常用到,但不知道大家对“氢离子浓度指数”是否知道呢?本文收集整理了一些资料,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值。
氢离子浓度指数
氢离子浓度指数
简介


pH是1909年由丹麦生物化学家Soren Peter Lauritz Sorensen提出。p来自德语Potenz(means potency,power),意思是浓度、力量,H(hydrogen ion)代表氢离子(H);有时候pH也被写为拉丁文形式的Pondus hydrogenii(Pondus=压强、压力,hydrogen=氢)。

如果某溶液所含氢离子的浓度为每升0.00001摩尔(mol/L),它的氢离子浓度指数就是5,计算方法为-lg[浓度值]。

与其相反,如果某溶液的氢离子浓度指数为5,他的氢离子浓度为0.00001摩尔每升(mol/L),计算方法为10^(-浓度指数)
氢离子浓度指数(pH值)一般在0-14之间,在常温下(25℃时),当它为7时溶液呈中性,小于7时呈酸性,值越小,酸性越强;大于7时呈碱性,值越大,碱性越强。
当温度升高,中性对应的pH值逐渐减小【当在95℃时,中性对应的pH值=6,pH小于6时呈酸性,值越小,酸性越强;大于6时呈碱性,值越大,碱性越强。此时,氢离子浓度指数在0-12之间。

pH是溶液中氢离子活度的一种标度,也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。pH值越趋向于0表示溶液酸性越强,反之,越趋向于14表示溶液碱性越强,在常温下,pH=7的溶液为中性溶液。

由于实际中的溶液不是理想溶液,所以仅仅用H+浓度是不可以准确测量的,因此也无法准确计算得到溶液的pH。故而应当采用H+活度,即pH=-lg aH+=-lgγ·cH+。这样从理论上讲只要知道氢离子的活度aH+就可以得到溶液的准确pH。
在常温下(25℃时),pH>7为碱性pH<7为酸性。

积常数

为了便于理解和说明pH,首先阐述一下水的电离和水的离子积常数。

水的电离:水是一种极弱的电解质,可以发生微弱的电离,其电离方程式为:H2O+H2O≒H3O+ + OH-,简写为H2O≒H+ + OH-,是一个吸热过程。水的电离受温度影响,加酸加碱都能抑制水的电离。水的电离是水分子与水分子之间的相互作用而引起的,因此极难发生。实验测得,25℃时1L纯水中只有1×10^(-7)mol的水分子发生电离。由水分子电离出的H+和OH-数目在任何情况下总相等。25℃时,纯水中[
H+]=[OH-]=1×10^(-7)mol/L.

水的离子积常数:[H+]·[OH-]=K(W),其中K(W)称作水的离子积常数,简称水的离子积;[H+]和[OH-]是分别是指整个溶液中氢离子和氢氧根离子的总物质的量浓
度.K(W)只随温度变化而变化,是温度常数.如25℃,[H+]=[OH-]=1×10^(-7)mol/L,K(W)=1×10^(-14);100℃时,[H+]=[OH-]=1×10^(-6)mol/L,K(W)=1×10^(-12).

水的pH值


pH值是水溶液最重要的理化参数之一。凡涉及水溶液的自然现象。化学变化以及生产过程都与pH值有关,因此,在工业、农业、医学、环保和科研领域都需要测量pH值。

水的pH值是表示水中氢离子活度的负对数值,表示为:

pH=-lgaH+

pH值有时也称氢离子指数,由于氢离子活度的数值往往很小,在应用上很不方便,所以就用pH值这一概念来作为水溶液酸性、碱性的判断指标。而且,氢离子活度的负对数值能够表示出酸性、碱性的变化幅度的数量级的大小,这样应用起来就十分方便,并由此得到:

⑴中性水溶液,pH=7

⑵酸性水溶液,Ph<7,pH值越小,表示酸性越强;

⑶碱性水溶液,Ph>7,pH值越大,表示碱性越强。

溶液pH


涵义

溶液酸性、中性或碱性的判断依据是:[H+]和[OH-]的浓度的相对大小.在任意温度时溶液[H+]>[OH-]时呈酸性,[H+]=[OH-]时呈中性,[H+]<[OH-]时呈碱性.但当溶液中[H+]、[OH-]较小时,直接用[H+]、[OH-]的大小关系表示溶液酸碱性强弱就显得很不方便.为了免于用氢离子浓度负幂指数进行计算的繁琐,丹麦生物化学家泽伦森(Soernsen)在1909年建议将此不便使用的数值用对数代替,并定义为"pH"。数学上定义pH为氢离子浓度的常用对数负值,即:pH=-log[H+]。

在标准温度(25℃)和压力下,pH=7的水溶液(如:纯水)为中性,这是因为水在标准温度和压力下自然电离出的氢离子和氢氧根离子浓度的乘积(水的离子积常数)始终是1×10^(-14),且两种离子的浓度都是1×10^(-7)mol/L。pH值小说明H+的浓度大于OH-的浓度,故溶液酸性强,而pH值增大则说明H+的浓度小于OH-的浓度,故溶液碱性强。所以pH值愈小,溶液的酸性愈强;pH愈大,溶液的碱性也就愈强。

通常pH值是一个介于0和14之间的数,当pH<7的时候,溶液呈酸性,当pH>7的时候,溶液呈碱性,当pH=7的时候,溶液呈中性.但在非水溶液或非标准温度和压力的条件下,pH=7可能并不代表溶液呈中性,这需要通过计算该溶剂在这种条件下的电离常数来决定pH为中性的值。如373K(100℃)的温度下,pH=6为中性溶液。
氢离子浓度指数
氢离子浓度指数
pH计算

在pH的计算中[H+]指的是溶液中氢离子的物质的量浓度(有时也被写为[H3O+],水合氢离子的物质的量浓度),单位为mol/L(摩尔/升),在稀溶液中,氢离子活度约等于氢离子的浓度,可以用氢离子浓度来进行近似计算。

综上所述,本文已为讲解氢离子浓度指数,相信大家对氢离子浓度指数的认识越来越深入,希望本文能对各位读者有比较大的参考价值。

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