pH, отрицательный десятичный логарифм концентрации (точнее, активности) ионов водорода (в г-ион/л) в данном растворе:
В. п. служит количественной характеристикой кислотности растворов, которая оказывает существенное влияние на направление и скорость многих химических и биохимических процессов. При обычных температурах (точнее, при 22 °С) pH = 7 для нейтральных, pH < 7 для кислых и pH > 7 для щелочных растворов. Точное измерение и регулирование pH необходимо как при лабораторных химических и биохимических исследованиях, так и в многочисленных промышленных технологических процессах, а также при оценке свойств почвы и проведении мероприятий по повышению её плодородия.
Вода диссоциирует на ионы по уравнению
где с - молярные концентрации, а К - постоянная при данной температуре величина (1,8·10-16 г-ион/л при 22 °С). В 1 л воды содержится
(количество диссоциировавших молекул настолько мало, что его можно не учитывать). Поэтому
Константу КВ называют ионным произведением воды. Поскольку в чистой воде (и в любой нейтральной среде)
то
При добавлении к воде кислот cH+ возрастает, а pH соответственно уменьшается. Так, для 0,01 молярного (М) раствора HCl концентрация cH+ = 10-2 и pH = -lgcH+ = 2. Наоборот, при добавлении щелочей возрастает cOH-; тогда
уменьшается и соответственно возрастает pH.
Например, в 0,01 М растворе NaOHcOH- = 10-2. Это значит, что
и pH = 12.
Для точных определений pH используют преимущественно методы потенциометрии (см.
Электрохимические методы анализа).
При определениях, не требующих высокой точности, pH измеряют б. ч. с помощью набора индикаторов, меняющих свою окраску каждый при определённом pH. Шкала pH обычно используется для растворов, имеющих концентрации ионов водорода от 1
г-ион/л и меньше.
Нейтральным водным растворам отвечает pH = 7 лишь при комнатных температурах. При повышении температуры диссоциация воды усиливается, KB возрастает, и при 100 °С чистая вода имеет pH ≈ 6. При температурах ниже 22 °С в чистой воде pH > 7. При этом во всех случаях в нейтральной среде cH+ = cOH-.
Лит.: Киреев В. А., Краткий курс физической химии, 4 изд., М., 1969.
В. Л. Василевский.
