pH实际上是水溶液中酸碱度的一种表示方法。

 

平时我们经常习惯于用百分浓度来表示水溶液的酸碱度,如1%的硫酸溶液或1%的碱溶液,但是当水溶液的酸碱度很小很小时,如果再用百分浓度来表示则太麻烦了,这时可用pH来表示。

 

pH的应用范围在0-14之间,当pH=7时水呈中性;pH<7时水呈酸性,pH愈小,水的酸性愈大;当pH>7时水呈碱性,pH愈大,水的碱性愈大。

 

    pH 英文全名hydrogen ion concentration,氢离子浓度指数。这个概念是1909年由丹麦生物化学家Soslashren Peter Lauritz Soslashrensen提出。p代表德语Potenz,意思是力量或浓度,H代表氢离子(H+)。有时候pH也被写为拉丁文形式的pondus hydrogenii。

    

 

计算方法:C(H)为H离子活度 -lg(C(H)),例如0.01mol/L HCl溶液,-lg(10^-2)=2

  注:由于常态下水的活度系数接近于1,故常用浓度([H+])代替活度(c(H+))
  碱性溶液中
  pH=-lg[H+]=-lg10^(-14)/[0H-] 
  =-{lg10^(-14)-lg[0H-]} 
  

=14+lg[0H-]  pH越大,碱性越强,pH越小,酸性越强,pH等于7左右为中性,25摄氏度时,pH=7为中性。 

 

   

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[1]。

 

  于是人们给pH下了一个操作定义。[2]对于溶液X,测量下列伽伏尼电池的电动势Ex:
  参比电极 | KCl浓溶液 | 溶液X | H2 | Pt
  将未知pH(X)的溶液X换成标准pH(S)的溶液S,同样测量电池的电动势Es。则
  pH(X)=pH(S)+(Es-Ex)F/(RTln10)
  

式中F为法拉第常数,R为摩尔气体常数,T为热力学温度。

 

因此可以通过测定未知溶液与标准溶液的电动势就可以计算出未知溶液的pH。为此IUPAC规定了一些标准溶液的pH.