pH值

pH的计算公式是

pH＝-log[H⁺]＝log${\displaystyle {\frac {1}{\left[{\mbox{H}}^{+}\right]}}}$

[H⁺]指溶液氢离子活度（有时也写为[H₃O⁺]，水合氢离子活度），单位摩／升或M（mol/L），稀溶液中氢离子活度约等于氢离子浓度，可用氢离子浓度来近似计算。

在25°C，pH＝7的水溶液（如纯水）为中性，水在25°C自然电离出的氢离子和氢氧根离子浓度的乘积（水的离子积常数，K_w）始终是1×10⁻¹⁴，且两种离子的浓度都是1×10⁻⁷M。pH小于7即H⁺浓度大于OH⁻浓度，溶液酸性强，而pH大于7则H⁺浓度小于OH⁻浓度，溶液碱性强。是故pH愈小，溶液愈酸；pH愈大，溶液也就愈碱。

如溶剂非水或温度非25°C，中性溶液pH就可能不是7，而须计算该溶剂在这温度的电离常数来决定中性pH的值；水在373K（100℃）的离子积常数为5.5×10⁻¹³，pH约6.13，此时为中性溶液。现实的溶液不是理想溶液，仅用H⁺浓度不可准确测量，也无法准确计到溶液的pH，故应采H⁺活度，即

pH＝-log${\displaystyle (a{H}^{+})=\log _{10}\left({\frac {1}{a{H}^{+}}}\right)}$

这样从理论上讲只要知道氢离子的活度a(H⁺)就可以得到溶液的准确pH。[3]

于是pH有了操作定义：[4]测量以下伽伏尼电池的电动势E_未知：

参比电极｜浓氯化钾溶液‖要测的溶液｜H₂｜铂（电极）

将未知pH的溶液换成已知pH的溶液，同样测量电池的电动势E_已知，则

pH（未知）＝pH（已知）＋${\displaystyle {\frac {(E_{\text{已知}}-E_{\text{未知}})F}{RTln(10)}}}$

F为法拉第常数，${\displaystyle R}$为摩尔气体常数，${\displaystyle T}$为热力学温度。测定未知溶液与标准溶液的电动势就可计出未知溶液的pH。IUPAC为此规定了一些标准溶液的pH。[5]

溶液pH有很多方法来测量：

• 在待测溶液加入pH指示剂，不同指示剂根据不同的pH会变色，根据指示剂的研究就可以确定pH的范围。滴定时，可以作精确的pH标准。此外，有多种pH指示剂配制而成的pH试剂。
• 使用pH试纸，pH试纸有广泛试纸和精密试纸，用玻棒沾一点待测溶液到试纸上，然后根据试纸颜色对照比色卡也可以得到溶液的pH。上方表格就相当于比色卡。
  • pH试纸不能够显示出油份的pH，pH试纸以氢离子来量度待测溶液的pH，但油没有氢离子，pH试纸不能显示出油份的pH。
  • pH试纸及pH指示剂难以测试有颜色的溶液，因为溶液的颜色会干扰结果的颜色，所以不能使用pH试纸及pH指示剂测试有颜色的溶液。
• 使用pH计，pH计是测量溶液pH的仪器，它通过pH选择电极（如玻璃电极）来测量出溶液的pH。pH计可精确到小数点后三位。

pOH（氢氧根离子浓度指数）是和pH相对应、表示溶液中氢氧根离子活度的概念，

pOH＝－log[OH⁻]

在298K（25℃），水的离子积K_w＝[H⁺][OH⁻]＝10⁻¹⁴，log K_w＝log[H⁺]＋log[OH⁻]，pOH＝14－pH，pH和pOH之和为14。

由pH定义得知pH是衡量溶液酸碱的尺度，很多领域都要知溶液pH从而控制溶液酸碱：

• 医学：人血pH通常在7.35－7.45间，超出范围就是病理现象。唾液pH也用于判断病情。
• 化学和化工：很多化学反应须在特定pH，否则得不到期望产物。
• 农业：茶等很多农作物有喜欢酸土或碱土的习性，控制土壤pH可使农作物更茁壮。

• 酸
• 碱
• 酸度（另一种酸碱度的标度）
• pH指示剂
• 缓冲溶液
• 酸度系数

• Online pH Calculator（页面存档备份，存于）

维基共享资源上的相关多媒体资源：PH值

• The pH Scale
• Chem1 Virtual Textbook, Acid-base Equilibria and Calculations（页面存档备份，存于）
• Red Cabbage pH Indicator（页面存档备份，存于）
• Food and Foodstuff – pH Values（页面存档备份，存于）
• Online pH Calculator for about 100 inorganic Acids, Bases, and Salts（页面存档备份，存于）