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氫離子濃度指數

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氫離子濃度指數測試儀氫離子濃度指數,也稱pH值、酸鹼值,是溶液中氫離子活度的一種標度,也就是通常意義上溶液酸鹼程度的衡量標準。這個概念是1909年由丹麥生物化學家SørenPeterLauritzSørensen提出。

氫離子濃度指數氫離子濃度指數測試儀
氫離子濃度指數,也稱pH值、酸鹼值,是溶液中氫離子活度的一種標度,也就是通常意義上溶液酸鹼程度的衡量標準。這個概念是1909年由丹麥生物化學家SørenPeterLauritzSørensen提出。p代表德語Potenz,意思是力量或濃度,H代表氫離子(H+)。有時候pH也被寫為拉丁文形式的pondushydrogenii。通常情況下(25℃、298K左右),當pH大於7的時候,溶液呈鹼性,當pH小於7的時候,溶液呈酸性,當pH=7的時候,溶液為中性。pH值允許小於0,如鹽酸(10M)的pH為-1.

1 氫離子濃度指數 -基本定義

氫離子濃度指數氫離子濃度指數計算公式
其中[H+]指的是溶液中氫離子的活度(有時也被寫為[H3O+],水合氫離子活度),單位為摩爾/升,在稀溶液中,氫離子活度約等於氫離子的濃度,可以用氫離子濃度來進行近似計算。

在標準溫度和壓力下,pH=7的水溶液(如:純水)為中性,這是因為水在標準溫度和壓力下自然電離出的氫離子和氫氧根離子濃度的乘積(水的離子積常數)始終是1×10-14,且兩種離子的濃度都是1×10-7mol/L。pH值小於7說明H+的濃度大於OH-的濃度,故溶液酸性強,而pH值大於7則說明H+的濃度小於OH-的濃度,故溶液鹼性強。所以pH值愈小,溶液的酸性愈強;pH愈大,溶液的鹼性也就愈強。

在非水溶液或非標準溫度和壓力的條件下,pH=7可能並不代表溶液呈中性,這需要通過計算該溶劑在這種條件下的電離常數來決定pH為中性的值。如373K(100℃)的溫度下,pH=6為中性溶液。

2 氫離子濃度指數 -測量方法

有很多方法來測量溶液的pH值:

氫離子濃度指數PH試紙
在待測溶液中加入pH指示劑,不同的指示劑根據不同的pH值會變化顏色,根據指示劑的研究就可以確定pH值的範圍。滴定時,可以作精確的pH標準。

使用pH試紙,pH試紙有廣泛試紙和精密試紙,用玻棒蘸一點待測溶液到試紙上,然後根據試紙的顏色變化並對照比色卡也可以得到溶液的pH值。上方的表格就相當於一張比色卡。

pH試紙不能夠顯示出油份的pH值,由於pH試紙以氫鐵製成和以氫鐵來量度待測溶液的pH值,但油中沒含有氫鐵,因此pH試紙不能夠顯示出油份的pH值。

使用pH計,pH計是一種測量溶液pH值的儀器,它通過pH選擇電極(如玻璃電極)來測量出溶液的pH值。pH計可以精確到小數點后兩位。

3 氫離子濃度指數 -實際應用

由氫離子濃度指數的定義可知,氫離子濃度指數是衡量溶液酸鹼性的尺度,在很多方面需要控制溶液的酸鹼,這些地方都需要知道溶液的pH:

醫學上:人體血液的pH值通常在7.35-7.45之間,如果發生波動,就是病理現象。唾液的pH值也被用於判斷病情。如夏季蚊蟲叮咬會分泌出甲酸(蟻酸),人感到癢,是因為此時pH低於7顯酸性可採用肥皂水、牙膏來增加pH值可以使人減輕痛癢感。

化學和化工上:很多化學反應需要在特定的pH下進行,否則得不到所期望的產物。

農業上:很多植物有喜酸性土壤或鹼性土壤的習性,如茶的種植。控制土壤的pH可以使種植的植物生長的更好。

工業應用上怎麼得到液體的PH值呢,現在測量PH的儀錶有很多,比如筆式PH計(penpHmeter),在線PH計,都可以隨時精確的測量出PH值。

4 氫離子濃度指數 -人體指數

醫學研究表明,我們的內環境的酸鹼度應該是在7.35到7.45之間,而PH值是以7為酸鹼分界線,也就是說,我們的體液應該呈現弱鹼性才能保持正常的生理功能和物質代謝。可是據一項都市人群健康調查發現,在生活水平較高的大城市裡,80%以上的人體液PH值經常處於較低的一端,使身體呈現不健康的酸性體質,人體的體液偏酸的話,細胞的作用就會變弱,它的新陳代謝就會減慢,這時候對一些的臟器功能來說就會造成一定的影響,那麼時間長了,疾病就會隨之而來了,這裡有一組數字:當人的體液PH低於中性7時就會產生重大疾病;下降到6.9時就會變成植物人;如果只有6.8到6.7時人就會死亡。當然,大多數酸性體質的人並不會酸得這麼嚴重,一般來說體內的PH值仍然是在7.35左右,與偏向7.45的人相比只是偏酸一點,甚至檢查不出什麼病症,但是您可不要小看這零點幾甚至零點零幾的變化,長此以往,女性的皮膚就會過早的黯淡和衰老,少年兒童會造成發育不良、食欲不振、注意力難以集中等癥狀,中老年人則會因此而引發糖尿病、神經系統疾病和心腦血管疾病。

5 氫離子濃度指數 -電極法

一、方法概要

利用玻璃電極及參考電極,測定水樣中電位變化,可決定氫離子活性,而以氫離子濃度指數(pH)表示之(於25℃,理想條件下,氫離子活性改變10倍,即改變一個pH單位,電位變化為59.16mV)。

氫離子濃度指數電極法
二、適用範圍

本方法適用於飲用水水質、飲用水水源水質、地面水體、地下水、放流水及廢(污)水中pH值之測定。

三、干擾
(一)
pH值在10以上時,高濃度之鈉離子造成測定誤差,可改用特殊低鈉誤差電極(Lowsodiumerrorelectrode)以減少誤差。

(二)
溫度對pH測定之影響:
pH計之電極電位輸出隨溫度而改變,可由溫度補償裝置校正之;水樣之離子平衡隨溫度而變化,測定時應同時記錄水溫。

四、設備及材料
(一)
pH計:附有溫度補償裝置。

(二)
玻璃電極。

(三)
參考電極:使用甘汞電極或銀—氯化銀電極。

(四)
電磁攪拌器。

(五)
溫度計及/或自動溫度補償感應器。


五、試劑
(一)
試劑水:去離子蒸餾水,或將導電度小於2μmhos/cm煮沸冷卻后之蒸餾水;每50mL蒸餾水中加一滴飽和氯化鉀(KCl)溶液,所得溶液之pH值應在6.0~7.0間。

(二)
標準緩衝溶液:校正pH計用,,保存期限為四星期。或使用市售之商品溶液,保存期限依商品規定。

六、採樣及保存

採樣時水樣可使用玻璃瓶或塑膠瓶,於現場立刻分析。

七、步驟
(一)
pH計校正:選擇二種標準緩衝溶液(兩者之pH值差為3左右,且範圍能涵蓋水樣之pH者)以校正pH計。或依照製造商提供之儀器操作手冊之說明來校正儀器。

1.
各取適量之緩衝溶液及水樣於清凈小燒杯中。

2.
將電極移出以蒸餾水淋洗,再以柔軟面紙輕輕拭乾,置於第一種緩衝溶液,以磁石攪拌,俟穩定后校正儀器;再以同法用第二種緩衝溶液校正儀器。

3.
最後再置於第一種標準緩衝溶液,查核其pH。

(二)
pH值測定:將電極沖洗拭乾後置入水樣中,(每更換水樣均應先將電極淋洗乾凈並拭乾)以磁石攪拌,俟穩定後讀取pH值並記錄溫度。

(三)
量測pH值時應注意下述事項:
當樣品pH>10時,溫度變化影響氫離子解離程度較大,檢測人員可以控制樣品溫度於25±1℃並注意正確的使用緩衝溶液校正pH計。現場檢測無相關恆溫設施,則應記錄水溫。

八、結果處理

直接讀取pH值及溫度並記錄之。

九、品質管制

每批樣品量測前必須先校正;連續量測十個樣品后,須再量測校正液確保穩定性。


十、精密度與準確度
 
良好的pH計可得精密度為±0.02,準確度為±0.05。某實驗室配製pH=7.30之樣品,另分給三十家實驗室分析,所得標準偏差為±0.13。

6 氫離子濃度指數 -相關詞條

氨氣氮氣高密度脂蛋白
化學元素周期表焰色反應阿伏伽德羅常數

7 氫離子濃度指數 -參考資料

1、http://www.chemyq.com/xz/xz5/49737npegv.htm

2、http://www.niea.gov.tw/niea/REFUSE/R20803C.htm

3、http://ecaaser3.ecaa.ntu.edu.tw/weifang/water/WQ_measurement/%E6%B0%B4%E4%B8%AD%E6%B0%AB%E9%9B%A2%E5%AD%90%E6%BF%83%E5%BA%A6%E6%8C%87%E6%95%B8%E6%B8%AC%E5%AE%9A%E6%96%B9%E6%B3%95%20%EF%BC%8D%20%E9%9B%BB%E6%A5%B5%E6%B3%95.htm

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