pH值

化學原理啟迪165

1.     因為水溶液裡的[H⁺]濃度非常小，用pH來說明溶液的酸性會更便利。pH值是以10為底數的log值：

pH=－log[H⁺]

2.     對於一個這樣的溶液

[H⁺]=1.0×10^－7M

可以寫成pH=－(－7.00)＝7.00

3.     對數log的規則是，log數值中有幾個代表「十進位」的0，是依據原始數值的「有效數字significant figures」的位數。

4.     下面的例子，pH值是9.00，log數值 9.00在小數點後寫出二位數（用2個0代表），是因為原始數值的有效數字1.0是二位數。

[H⁺]＝1.0×10^－9M  →2個有效數字

pH＝9.00  →2個十進位

5.     同樣地，log值也可以用來說明其他的數值。舉例來說：

pOH=－log[OH^－]

pK＝－log K

6.     因為pH值的底數是10，pH值每減少「1」，[H⁺]濃度就增加「10倍」。舉例來說，「pH 3」的溶液H⁺濃度，是「pH 4」的溶液的10倍，是「pH 5」溶液的100倍。

7.     特別注意，因為pH值的定義是－log[H⁺] ，pH值愈低，[H⁺]濃度愈高。下表是pH值量表，其中包含許多物質的pH值。

8.     「鹽酸HCl」的pH值是0，是因為「鹽酸」溶解於水中之後幾乎完全解離：[H⁺]＝10⁰＝1，意思是1莫耳「鹽酸」解離出1莫耳「H⁺」。

9.     溶液的pH值通常用pH測量計，pH測量計有一個電子探測針可以深入未知pH值的溶液。

10. 探測針有一個被特殊玻璃膜包覆的酸性溶液，允許H⁺離子穿透。如果這個未知的溶液的pH值跟探測針的的酸性溶液不一樣，就會出現電位差，顯示器就顯示這個電位差代表多少pH值。

11. 到目前為止我們已經討論所有關於酸鹼溶液的定義，接著要討論這些溶液的平衡狀態。酸鹼問題有些難解的主因是，溶液通常含有好幾種化合物，這讓問題變得很複雜，但是只要按照以下的步驟，就能成功的解決問題。

12. 【摘要 解決酸鹼問題的一般策略】 

l      依據化學原則思考。注意溶液的組成和它們的反應。選擇最重要的反應來分析。

l      系統化分析。酸鹼問題需要按部就班的解決方法。

l      要有彈性。雖然所有酸鹼反應都十分類似，但其中也確實有重大的差異。所以，應該把每個問題當成個別的問題來看。千萬不要把某個問題強加解釋成你以前解決過的問題。仔細觀察相似性與差異性。

l      要有耐心。一個複雜的完全溶液的問題，沒有辦法立刻瞭解它的細節。要用一套可行的程序來分析問題。

l       要有信心。尋找溶液的真正問題，讓問題引導你。要先假設自己可以想清楚問題。不要靠死記解決問題的方法。事實上死記解答是很不利的，因為這樣做是在強迫把一個新問題拗成跟你以前遇過的問題一樣。瞭解並且思考，不要只是死背。

n   翻譯編寫Steven S. Zumdahl 《Chemical Principles》