酸碱度pH,亦称氢离子浓度指数、酸碱值,是溶液中氢离子活度的一种标度,也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。这个概念是1909年由丹麦生物化学家Søren Peter Lauritz Sørensen提出。p代表德语Potenz,意思是力量或浓度,H代表氢离子(H)。pH在拉丁文中是pondus hydrogenii。
pH的定义式为:
其中[H+](此为简写,实际上应是[H3O+],水合氢离子活度)指的是溶液中氢离子的活度(稀溶液下可近似按浓度处理),单位为mol·L-1。
298K时,当pH<7的时候,溶液呈酸性,当pH>7的时候,溶液呈碱性,当pH=7的时候,溶液为中性。水溶液的酸碱性亦可用pOH衡量,即氢氧根离子的负对数,由于水中存在自偶电离平衡,298K时,pH + pOH = 14。
pH小于7说明H的浓度大于OH的浓度,故溶液酸性强,而pH大于7则说明H的浓度小于OH的浓度,故溶液碱性强。所以pH愈小,溶液的酸性愈强;pH愈大,溶液的碱性也就愈强。
在非水溶液或非标准温度和压力的条件下,pH=7可能并不代表溶液呈中性,这需要通过计算该溶剂在这种条件下的电离常数来决定pH为中性的值。如373K(100℃)的温度下,中性溶液的pH ≈ 6。
另外需要注意的是,pH的有效数字是从小数点后开始记录的,小数点前的部分为指数,不能记作有效数字。
有很多方法来测量溶液的pH:
酸碱度正常情况: 新生儿 出生后立即7.11~7.36 5~10分 7.09~7.30 30分 7.21~7.38 >1小时7.26~7.49 1天7.29~7.45 其后7.35~7.45 (H+浓度36~44nmol/L)
增加:代谢性碱中毒:应用过多碱性液体,胃酸丢失(呕吐或胃管引流),缺钾(应用大剂量利尿药及糖皮质类固醇激素,腹泻,禁食等),糖原累积病等。
呼吸性碱中毒:过度换气,脑损伤,高热,水杨酸类中毒,人工呼吸机通气量过大等。
降低:代谢性酸中毒:酮症酸中毒,高脂低碳水化合物饮食,乳酸性酸中毒,肾衰,肾小管性酸中毒,阿狄森病,腹泻,肠瘘,应用阳离子交换树脂,摄入过多酸性食物或药物等。
呼吸性酸中毒:肺心病,呼吸衰竭,肺水肿等。