了解pH值

pH測(cè)量幾乎是所有水質(zhì)應(yīng)用中的重要參數(shù)。在廢水處理中，pH值排放許可作為一部分進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且許多處理過(guò)程都依賴于pH值。在環(huán)境采樣和監(jiān)測(cè)中，pH值都高或低可以表明存在照明。

pH值在食品工業(yè)中很重要，因?yàn)樗谑澄锏奈兜溃ㄋ嵝?新鮮，中性=平淡，堿性=不可食用）和保存中發(fā)揮著重要作用。在生物技術(shù)中，在免疫測(cè)定溶液的生產(chǎn)中過(guò)程中必須密切監(jiān)測(cè)pH值。這些只是pH值作為養(yǎng)殖應(yīng)用中的一部分的重要測(cè)量值。

氫離子的形成

pH值描述了溶液的酸性或堿性程度。水溶液是否發(fā)生酸反應(yīng)或堿反應(yīng)取決于其氫離子（H+）的含量。事實(shí)上，“pH"源自拉丁語(yǔ)，是“potia Hydrogenii"（氫的力量）的縮寫(xiě)。

由于水的自解離，即使是化學(xué)純的中性水也含有氫離子[1]。在這個(gè)過(guò)程中，水分子被分解成更簡(jiǎn)單的成分（即離子）。

[1] H 2 O ? H + + OH -

在該反應(yīng)中，H 2 O被去質(zhì)子化（即失去質(zhì)子）。這導(dǎo)致形成帶正電的氫離子（H + ）和帶負(fù)電的氫氧根離子（OH - ）。氫離子通常用來(lái)代表質(zhì)子。

氫離子不會(huì)長(zhǎng)期保持游離質(zhì)子狀態(tài)，因?yàn)樗芸炀蜁?huì)形成被周圍的非離子水分子水合。氫離子（水合氫離子）的如方程 [2] 所示：

[2] H 2 O + H + ? H 3 O +

在平衡條件（750 mmHg 和 25 °C）下，1 L 純中性水含有 10 -7 mol H + 和 10 -7 mol OH - 離子。

酸和堿的定義

酸是釋放出氫離子（即質(zhì)子）的物質(zhì)，因此如果溶液中氫離子含量多于中性水中，則溶液被認(rèn)為是酸性的。

堿是接受氫離子的物質(zhì)。當(dāng)堿溶解在水中時(shí)，它們會(huì)與攪拌分離形成一些氫離子。堿性溶液比中性水含有較少的氫離子。

在25℃時(shí)，如果水中含有超過(guò)10 -7 mol/L的氫離子，則被認(rèn)為是酸性的；如果水中含有少于10 -7 mol/L的氫離子，則被認(rèn)為是堿性的。

酸和堿相互作用，形成水和鹽。一個(gè)例子是氫氧化鈉（NaOH）和鹽酸（HCl）的反應(yīng)，如下式[3]所示：

[3] NaOH + HCl ? NaCl + H 2 O

酸和堿之間的反應(yīng)涉及質(zhì)子的轉(zhuǎn)移。在上述形成酸堿反應(yīng)中，HCl（酸）向NaOH（堿）提供質(zhì)子、氯化鈉（NaCl)和水。