酸性食物ph范围 酸性有哪些
我们知道水是pH值为7的中性溶液 。另外 , 任何酸性溶液的pH值小于7 , 碱性溶液的pH值大于7 。
然而 , 这些数字是什么 , 或者它们试图告诉我们什么?溶液的pH值只能在0-14之间 , 还是有可能超过这个范围?
pH值的计算
PH值用于确定物质是酸性还是碱性 , 并用于计算化学物质的强度 。PH是1到14之间的数字 。对于大多数常见的化学物质来说 , 越接近就越中性 。
低于7的数值是酸度的指标 , 随着数值的减小而增大 , 高于7的数值是碱度的指标 , 随着数值的增大而增大 。
值得注意的是pH值不是线性的 。换句话说 , pH值为3的酸的强度不是pH值为6的酸的两倍 。
需要理解的一个重要区别是 , pH值是对数标度 。pH的正式定义表明pH仅仅是给定溶剂中氢离子活性的量度 。
这里的活性是指它们的运动是自由的 , 只有当化学物质被电离 , 从而将离子释放到溶液中时才有可能 。pH的计算公式如下:pH= -lg[H](氢离子 , 上标不能输入) 。
这是一个以10为底的对数方程 。在这个范围内 , pH为3的物质的酸度是pH为4的物质的10倍 , 是pH为5的物质的100倍 。
同样 , pH值为9的物质的碱度是pH值为8的物质的10倍 , 是pH值为6的物质的1000倍 。
图为:丹麦化学家索伦·皮特·劳里茨 。
pH中的P代表什么?
发现pH背后的故事很有趣 。pH的概念首先是由一位名叫索伦·彼得·劳里茨的化学家提出的 , 他在丹麦哥本哈根的嘉士伯实验室工作 。第一次提到这个词是这个(pH) , 这个H是小P的下标 , 这里就不输入了 。
当H代表氢离子浓度时 , 整个概念都围绕它展开 , 而P的确切含义则存在争议 。这个电表基本上是通过计算10的负次方来测量不同溶液之间的电位差 。
这两个词——“力量”和“潜力”——都是以p开头的 , 这三种语言(法语、德语和丹麦语)是索隆使用和发表其研究成果的语言 。
鉴于这种模糊性 , P的含义仍然是化学中最大的谜团之一 , 尽管它对概念本身并不十分重要 。
pH值可以在0-14的范围之外吗?
理论上 , pH值范围应该是从负无穷大到正无穷大 。这个说法是基于它的定义 , 即物质的pH值是由氢离子浓度的负对数定义的值 。
然而 , 在标准实验室中发现的大多数溶液的pH值在0到14之间 。这是因为需要非常强的酸性或碱性溶液来分别达到低于0或高于14的pH水平 。
根据摩尔浓度 , 饱和氢氧化钠溶液(NaOH)的pH值应为15 。但由于水的存在 , 这种化学物质不会完全溶解 , 因为水会阻碍大分子的溶解(分解) 。
这反过来会导致氢氧根离子(OH-)的释放减少 , 氢氧根离子可以吸收氢离子并增加溶液的pH值 。
有没有可能pH值是负的?
pH值为负是绝对有可能的 。实际上 , 当任何酸的摩尔浓度大于1时 , 它的pH值为负 。但是 , 一种酸的pH值是否为负值 , 在实验室中无法得到有效的验证 。
为了更好地理解这一点 , 考虑12M盐酸溶液(HCL) 。这种化学物质的pH值应该是-1.08 , 比标准pH值高一个单位 , 但我们无法用任何已知的仪器测量 。
石蕊试纸(测量pH值最常用的方法)只显示pH值是高于还是低于7 。因此 , pH计是确定实际值所必需的 。
但是 , 即使是pH玻璃电极也会因为一种叫做酸误差的东西(因为酸度高 , 氢离子活度低 , 所以pH高 , 导致酸差)而在这种极端的测量中失败 。) , 这使得即使这些非常先进的设备也可以测量高于真实值的pH值 。
即使我们提高了这些工具的效率 , 达到了完美(这似乎几乎是不可能的) , 还有最后一个问题——有效集中 。
有效浓度是多少?
强酸在水中永远不会完全分解 , 释放出使仪器显示负值所需的氢离子 。
这个问题强调的是氢离子的有效浓度 , 它总是低于真实浓度 , 因为在强酸和浓酸溶液中 , 单位酸中的水分很少 。
水有助于分解酸 , 在这个过程中释放出氢离子 。这是因为水是偶极分子 , 它将产生净有效偶极运动 。
然而 , 在没有水的情况下 , 酸分子不会像它们应该的那样分解 , 这使得pH值比我们根据它们的摩尔浓度预期的高得多 。
图为:pH-生命中物质的来源网络
最后
总之 , pH值确实有可能超过0-14的常规范围 。但是 , 由于仪器和溶液本身的各种限制 , pH并不是一个有效的测量值 。对于高浓度溶液的标签 , 必须直接使用浓度 , 如摩尔浓度 。
从简单的角度来说 , pH的作用就是把极少量的氢离子浓度带到一个更直观的数值范围 。但随着浓度的增加 , 这种做法就失去了价值 , 就会适得其反 。
希望随着时间的推移 , 会有一些修改来提高极限测量的效率和精度 。
【酸性食物ph范围 酸性有哪些】毕竟 , pH是化学世界中最著名和最有用的概念之一 。在科学领域 , 准确性至关重要!
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