
【化】 hydrion
【医】 hydrion; hydrogen ion; hydrogen-ion
index; index number
【计】 E; exponent; exponential; power of number
【医】 exponent; index
【经】 exponent; index; index number; indexes
氢离子指数(Hydrogen Ion Exponent)是化学中表示溶液酸碱度的关键指标,通常用符号pH 表示。其定义为溶液中氢离子活度(通常近似为浓度)的负对数,计算公式为:
$$ ce{pH = -log_{10}[H+]} $$
其中:
酸碱度量化标准
pH值范围通常在0到14之间(25°C水溶液)。pH=7为中性(纯水),pH<7为酸性([H⁺] > 10⁻⁷ mol/L),pH>7为碱性([H⁺] < 10⁻⁷ mol/L)。该标度由丹麦化学家索伦森(S.P.L. Sørensen)于1909年提出,用于统一量化酸碱强度。
对数关系的意义
pH每降低1个单位,[H⁺]增加10倍。例如pH=3的溶液[H⁺]是pH=4溶液的10倍。这种非线性关系使pH能直观反映酸碱强度的数量级差异。
跨学科应用
系统阐述pH概念及电位法测定原理(第6章 酸碱滴定)。
"pH"词条详述其定义、历史渊源及国际标准(p. 980)。
明确定义pH为"氢离子活度的负对数"(标准编号:pH_scale)。
注:pH的精确测定需校准标准缓冲溶液(如邻苯二甲酸氢钾pH=4.01),并考虑温度、离子强度等因素的影响。
氢离子指数(又称pH值)是衡量溶液酸碱性的核心指标,其定义和内涵可从以下几个方面详细阐述:
氢离子指数指溶液中氢离子浓度的负对数,数学表达式为: $$ text{pH} = -log_{10}[H^+] $$ 其中[H^+]表示氢离子的活度(单位:mol/L)。该概念由丹麦生物化学家索伦森于1909年提出,符号"p"源自德语"Potenz"(浓度),"H"代表氢离子。
酸碱判断标准
中性溶液中pH=7(25℃时),酸性溶液pH<7,碱性溶液pH>7。例如纯水在25℃时因电离平衡pH=7。
数量级表征优势
采用对数形式可将0.1-10⁻¹⁴ mol/L的氢离子浓度转换为0-14的线性标度,直观反映酸碱强度变化幅度。
水的微弱电离(H₂O ⇌ H⁺ + OH⁻)产生的离子积常数K_w=1×10⁻¹⁴(25℃),这是pH标度以7为中点的理论依据。当溶液中[H^+]增加时,pH值下降,酸性增强。
该指标在环境监测(如水质分析)、生物代谢、化工生产等领域具有广泛应用价值。
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