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酸度计原理
日期：2024-11-22 07:56
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摘要：
酸度计原理
什么是pH？pH是拉丁文“Pondus hydrogenii”一词的缩写（Pondus=压强、压力hydrogenium=氢），用来量度物质中氢离子的活性。这一活性直接关系到水溶液的酸性、中性和碱性。水在化学上是中性的，但不是没有离子，即使化学纯水也有微量被离解：严格地讲，在与水分子水合作用以前，氢核不是以自由态存在。
什么是pH？pH是拉丁文“Pondus hydrogenii”一词的缩写（Pondus=压强、压力hydrogenium=氢），用来量度物质中氢离子的活性。这一活性直接关系到水溶液的酸性、中性和碱性。水在化学上是中性的，但不是没有离子，即使化学纯水也有微量被离解：严格地讲，在与水分子水合作用以前，氢核不是以自由态存在。
H2O+ H2O=H3O+ + OHˉ，由于水合氢离子（H3O+）的浓度是与氢离子（H+）浓度等同看待，上式可以简化成下述常用的形式：
H2O=H+ + OHˉ
此处正的氢离子，人们在化学中表示为“H+离子”或“氢核”。水合氢核表示为“水合氢离子”。负的氢氧根离子称为“氢氧化物离子”。
利用质量作用定律，对于纯水的离解可以找到一平衡常数加以表示：
K=H3O+×OH-————H2O
由于水只有极少量被离解，酸度计因此水的质量摩尔浓度实际为一常数，并且有平衡常数K可求出水的离子积KW。
KW=K×H2O KW= H3O+·OH－=10－7·10－7=10－14mol/l(25℃)
也就是说对于一升纯水在25℃时存在10－7摩尔H3O+离子和10－7摩尔OHˉ离子。
在中性溶液中，氢离子H+和氢氧根离子OHˉ的浓度都是10－7mol/l。如：
假如有过量的氢离子H+，则溶液呈酸性。酸是能使水溶液中的氢离子H+游离的物质。同样，如果使OHˉ离子游离，酸度计那么溶液就是碱性的。所以，给出H+值就足以表示溶液的特性，呈酸性还是碱性，为了免于用此分子浓度负冥指数进行运算，生物学家泽伦森（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值”。数学上定义pH值为氢离子浓度的常用对数负值。即pH=-log[H+]。
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