pH值

pH值就是所謂的酸鹼值,其定義為溶液中的氫離子濃度,也稱為氫離子濃度指數,pH值的 p 有許多種說法,而 H 則是氫離子,pH值的範圍在 0 至 14 之間,pH=7 時為中性,pH值小於 7 時溶液呈現酸性,越小代表溶液的酸度越酸,pH值大於 7 時容液呈現鹼性,數字越大代表溶液鹼性越強。一般情況下可以使用這樣的方式判斷溶液酸鹼值,但若是在非標準情況下,則必須加入電離常數的計算,才能判斷出 pH值與酸鹼值的真實關係。

pH值的計算公式

pH值的計算公式

pH值的每個數字區間彼此的氫離子濃度相差十倍,例如 pH值=4 的溶液,氫離子濃度會比 pH=5 的溶液還要濃 10 倍,所以 pH值的 log 底數為 10。

pH值的量測

科學上量測 pH值的方法有很多種,普遍來說可以透過石蕊試紙、pH試紙、酸鹼指示劑以及 pH儀器來檢測。

石蕊試紙 - 石蕊試紙是最早的 pH值檢測方式,分為紅色石蕊試紙以及藍色石蕊試紙兩種,當溶液的 pH值低於 4.5 時,溶液的酸性會讓藍色石蕊試紙變成紅色的,當溶液的 pH值大於 8.3 時,溶液的鹼性會讓紅色石蕊試紙變成藍色的,當 pH值介於 4.5 與 8.3 之間時,石蕊試紙不會變色。

pH試紙 - pH試紙是新一代的檢測試紙,也稱為指示劑或廣用試劑,適用的檢測範圍為 pH4~10,改善了石蕊試紙無法檢測 pH值介於 4.5 與 8.3 之間的酸鹼值問題,但普遍來說當溶液的 pH值小於 3 或大於 12 的超出範圍酸鹼值將無法檢測。

酸鹼指示劑 - 酸鹼指示劑(Acid-base indicator)也是一種用來檢測 pH值的方式,與石蕊試紙或 pH試紙類似的地方在於都是透過顏色的差異來判斷酸鹼值,但因為人類對於顏色的深淺主觀判斷不同,很容易造成誤差。

pH儀器 - pH儀器是目前最精準的 pH值檢驗方法。

pH值的範例

pH值範圍
在一般的情況下,pH值介於 0 到 14 之間,中間值 7 代表中性,數字小於 7 代表酸性,且數字越小代表酸性越強,數字大於 7 則代表鹼性,且數字越大代表鹼性越強,並非所有溶液都在 pH值的標準範圍內,例如鹽酸(化學式:HCl)的 pH值就低於 0,當鹽酸的濃度 (m/m) 在 10% 時,pH值為 0.5,當濃度 (m/m) 達到 30% 時,pH值便來到 -1,另外,強鹼氫氧化鈉(NaOH)濃度在 10 mol/L 時,pH值則來到 15。

pH值的應用

pH值用來檢測酸鹼值的特性,無論是在科學、醫學、農業、養殖 ... 等產業應用都有相當程度的重要性,例如人類的血液、皮膚表層、細胞、胃酸以及其他的器官都有特定的 pH值範圍,醫學上除了可以用 pH值做研究,也同樣做身體機能運作的檢測,農業界常採用 pH值做為土壤酸鹼值判斷,調整較適合農作物生長的土壤、肥料或灌溉水源,養殖業則常使用 pH值檢測所養殖水產的水質表現,調配適合各種水產魚蝦生活的水質。

酸雨的檢測也使用 pH值做為檢測標準,當 pH值小於 5.6 或小於 5 的時候稱之為酸雨

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最後更新於 2014-11-09
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