pH и как его измерить

Знание значения pH раствора или жидкости очень важно для многих химических и аналитических задач, и его измерение определяет любые последующие измерения.

Измерение pH часто кажется тривиальной задачей, поэтому измерения pH часто не подвергаются сомнению.  Но для того, чтобы измерение pH было полезным, необходимо уделять пристальное внимание деталям измерения'  Чтобы правильно измерить pH и избежать ошибок, вам необходимо сначала ознакомиться с основами измерения pH.

Элементарные вопросы такие:

Что определяет значение pH?

Как измерить значение pH?

Где и почему проводятся измерения pH?

Что означает значение pH при измерении pH?

Молекула воды обладает свойством диссоциировать на две ионные компоненты в водных растворах.

H2O <-> H+ + OH-

Ион H+ называется ионом водорода или протоном, ионом гидроксида OH-.

Значение pH описывает активность ионов водорода в водных растворах, как правило, по шкале от 0 до 14  На основе этой шкалы pH жидкости характеризуются как кислые, щелочные или нейтральные: раствор, который не является ни кислым, ни щелочным, является нейтральным.  Это соответствует значению 7 по шкале pH.  Кислотность указывает на более высокую активность ионов водорода и значение измерения pH ниже, чем 7  Щелочные растворы характеризуются более низкой активностью ионов водорода или более высокой активностью гидроксид-ионов соответственно и значением измерения pH выше 7 

Шкала pH логарифмическая.  Разница в один измерение pH единица представляет собой десятикратное или десятикратное увеличение или уменьшение активности ионов водорода в растворе.  Это объясняет, как агрессивность решения's увеличивается с расстоянием от нейтральной точки.

Одним из ключей к пониманию измерений pH является термин "активность", поскольку активность зависит от температуры, она не совпадает с концентрацией раствора's  Активность a определяется как произведение коэффициента активности y, который всегда меньше 1, и фактической концентрации c соответствующего соединения (a=y * c).

Активность – это эффективная концентрация химического соединения, а точнее его частиц в растворе.  В реальном растворе активность всегда меньше фактической концентрации.  Это верно, поскольку только в идеальном (бесконечно разреженном) растворе частицы растворенного вещества не влияют друг на друга.  В этом случае они раздвинуты, поскольку между ними находится много молекул растворителя.  Разница между активностью и концентрацией становится очевидной в реальных растворах ионов, поскольку ионы взаимодействуют друг с другом за счет своего электрического заряда.  Чтобы максимально точно описать или рассчитать характеристики раствора, в законе действующих масс необходимо использовать активность, а не концентрацию.