《醫(yī)用化學》 二、溶液的PH值

在純水或中性溶液中，25℃時

當向水中加入酸時，溶液中[H+]就會增大，設達到新的平衡時該溶液的[H+]為1.0×10-2mol·L-1,因[H+][OH-]=1.0×10-14,則

可見,在酸性溶液中,[H+]＞1.0×10-7 mol·L-1,而[OH-]＜1.0×10-7 mol·L-1.

如果向純水中加入堿時,溶液中[OH-]就會增大,設達到新的平衡時該溶液的[OH-]為1.0×10-2mol·L-1,同理計算出[H+]=1.0×10-12 mol·L-1?？梢?在堿性溶液中[OH-]＞1.0×10-7mol·L-1,而[H+]＜1.0×10-7 mol·L-1。由上述三種情況可知：

在純水或中性溶液中　[H+]=1.0×10-7 mol·L-1=[OH-]

在酸性溶液中[H+]＞1.0×10-7mol·L-1＞[OH-]

在堿性溶液中[H+]＜1.0×10-7mol·L-1＜[OH-]

當然，[H+]或[OH-]都可用來表示溶液中的中性、酸性或堿性，但實際應用中多采用[H+]來表示。但是，在生物學與醫(yī)學上許多重要溶液的[H+]往往是一個很小的數(shù)值，而且?guī)в胸撝笖?shù)，用[H+]表示溶液的酸堿性不方便。例如，人的血液[H+]為0.0000000398mol·L-1,即3.98×10-8 mol·L-1,血液究竟是酸性還是堿性,不容易看清楚。索侖生（Sorensen）首先提出用PH值表示水溶液的酸堿性。

溶液的PH值是氫離子濃度的負對數(shù)值。

它的數(shù)學表示式為：pH=-lg[H+]

即　[H+]=10-pH（3-3）嚴格地說，考慮活度時：

Pα+=lgαH+?。?-4）

必須注意，PH值每相差一個單位時，其[H+]相差10倍；PH值相差二個單位時，[H+]相差100倍；依此類推。

用PH值表示稀的水溶液的酸堿性，則有“

在純水或中性溶液中，　[H+]=1.0×10-7 mol·L-1　PH=7

在酸性溶液中，　[H+]＞1.0×10-7mol·L-1　PH＜7 ，PH越小，則酸性越強。

在堿性溶液中，　[H+]＜1.0×10-7 mol·L-1 PH＞7，PH越大，則堿性越強。

和PH相仿，[OH-]和KW也可用它們的負對數(shù)來表示，即

pOH=-lg[OH-]?。?-5）

pKw=-lgKw（3-6）

由于在25℃時，[H+][OH-]=KW=1.0×10-14

將方程兩邊取負對數(shù)，則得

-lg[H+]-lg[OH-]=-lgKw=-lg1.0*10-14

所以

pH+pOH=pKw=14　(3-7)

水溶液中[H+]，[OH-]，PH，POH值與溶液酸堿性的關(guān)系如表3-2。

表3-2 [H+]，[OH-]，PH，POH值與溶液酸堿性的關(guān)系

[H+]10010-110-210-310-410-510-610-710-810-910-1010-1110-1210-1310-14PH1234567891011121314的酸堿性中酸性逐漸增強性 堿性逐漸增強POH1413121110987654321[OH-]10-1410-1310-1210-1110-1010-910－810－710－610－510－410－310－210－1100

在實際應用中，PH值一般只限于0-14范圍內(nèi)。當　[H+]或[OH-]大于（即100）時，就不再采用PH值，而仍用[H+]或[OH-]表示溶液的酸堿性。

必須注意，用PH值表示的是溶液的酸度或有效酸度而不是酸的濃度。酸度或有效酸度是指溶液中H+濃度，嚴格地說是指H+的活度，是指已離解部分酸的濃度。酸的濃度也稱總酸度或分析濃度，它是指在1升溶液中所含酸的物質(zhì)的量，包括已離解和未離解兩部分酸的總濃度，其大小要用滴定分析來確定。酸度或有效酸度則用PH試紙或PH計來測定。潛在酸度是指未離解部分的濃度，即總酸度與有效酸度之差。例如，0.01mol·L-1HCL和0.01 mol·L-1HOAc的濃度相同,但有效酸度不同。0.01 mol·L-1HCL溶液總酸度為0.01mol·L-1,其有效酸度[H+]也是相同數(shù)值,25℃時,總酸度為0.01mol·L-1的HOAc溶液,其有效酸度[H+]則僅為4.2×10-4mol·L-1。

例1 分別求出0.1mol.L-1HCl溶液和0.01mol.L-1HOAc溶液的pH值，已知其[H+]分別為0.01mol.L-1和4.2*10-4mol.L-1。

解：HCl溶液的pH=-lg0.01=-lg10-2=2.0

HOAc溶液的pH=-lg(4.2*10-4)

=[0.62+(-4)]

=3.38

例2　已知某溶液的pH=4.60,計算該溶液的氫離子濃度。

解：-lg[H+]=pH=4.60

lg[H+]=4.60=-5+0.40=5.40

查0.4的反數(shù)為2.512，故

[H+]=2.512*10-5mol.L-1