科学について学ぶことを避けたい人でさえ、pHと呼ばれるものへの定期的な言及を聞かずに世界を交渉することは難しいでしょう。 化学の授業でそれが何であるかを知る必要がない場合、シャンプーのコマーシャルをいくつか見るだけで、pHレベル、および酸性度やアルカリ度などの関連用語への言及が表示される可能性があります。
ザ・ pHスケール は、化学者が溶液の酸性度（またはアルカリ性、「酸性」の反対）を測定するために考案したツールです。 ホットタブの塩素レベルが 生化学者が酸性度によって影響を受ける反応の理想的な条件を理解できるようにする必要がある場所 発生する。
pHスケールは、物理科学で使用される多くのツールと同様に、一般的なクイズのスコアやパーセンテージに使用される0から10または1から100の範囲のような、「直感的な」スケールとは異なります。 しかし、水溶液中の分子（分子）の振る舞いに関して、その数が何を意味するのかを深く理解すると、 水中の成分原子や分子に溶解）、スキーム全体が理にかなっているだけでなく、まったく新しい理解への新しい扉を開きます 化学。
pHスケールとは何ですか？
略語pHは「水素イオンの可能性」を表します。 この用語はデンマークの生化学者によって造られました セーレンセーレンソン、「p」を水素イオン濃度の対数の負の値を取るための指示として定義した、[H+]. pHはの負の対数です モル濃度 Hの測定値であり、単位体積あたりの質量ではなく、単位体積あたりの総イオンの測定値です。
数学的には、pHの定義は次のとおりです。
pH = -log_ {10} [H ^ {+}]
モルとモル濃度とは何ですか？
物理科学の多くでは、「濃度」の概念は、他の特性ではなく、粒子の塊に適用されます。 たとえば、5.85グラム（g）の普通の塩（塩化ナトリウム、またはNaCl）を1,000ミリリットルまたはmL（1リットルまたはL）の水（H2O）この場合、水中の塩化ナトリウムの濃度は、5.85 g / L、5.85 mg / mL、またはその他の同等の単位で表すことができます。
ただし、化学では、重要な物質の「量」は、その物質が何グラムまたはキログラムあるかではなく、個々の原子または分子がいくつあるかです。 これは、原子と分子が質量比ではなく、原子と分子の比率に基づいて相互に反応するためです。
さまざまな種類の原子（つまり、さまざまな元素）の質量は異なり、グラム数は 1モル (6.02 × 1023 元素の周期表の元素の「ボックス」に記載されている個々の粒子）（「参考文献」を参照）。
たとえば、Hの1分子2Oには2つの水素原子と1つの酸素原子があります。 各Hの質量は約1gですが、O原子の質量は16g弱です。 したがって、水分子の質量の16/18 = 88.9％は酸素で構成されていますが、水は常にH原子とO原子の比率が2対1です。
この概念は確立するために使用されます モル濃度、または リットルあたりのモル、 専用 M. たまたま、Naのモル質量は23.0 g、塩素のモル質量は35.5 gであるため、NaClの1モル（計算では1 mol）の質量は58.5gになります。 5.85 gはこの1/10なので、5.85 g NaCl / 1 L = 0.1 M NaCl溶液、
対数目盛とは何ですか？
対数またはログに慣れていない場合は、それらを、量の真の変動性をより数学的に関連性のある形式に圧縮する簡単な方法を表すものと考えてください。 ログは、上司以外の形式で処理される指数であり、数学的な処理と通常は計算機が必要です。
あなたが知る必要がある部分はそれです 水素イオンの濃度が10倍になるごとに、pHは1整数単位減少し、逆に. これは、pHが5.0の溶液の[H+] pHが6.0、[H]の1 / 1,000の溶液の+] 3.0-pH溶液の。
- 酸の強さ（つまり、個々の酸の固有の特性）と酸の濃度（ラボで変更できます）の両方が、溶液のpHを決定します。
pHはどのように測定されますか？
前述のように、純粋な水素イオン（関連する陰イオンを含まない）の1モル（1M）溶液のpHは0です。 これは自然界では見られず、pHメーターの一部である電極を使用してpHを測定するための基準点として使用されます。 これらは、参照溶液と目的の溶液の間の電圧差を後者のpH値に変換するように校正されています。
1 モル リットルあたりのイオンの量は約6.02×10を意味します23 溶液1リットルあたりの個々の分子または原子（つまり、個々の粒子）。
pHの重要性は何ですか？
pHの一般的な値には、胃酸が約1.5、ライムジュースが約2、ワインが3.5、純水が7、健康な人間の血液が約7.4、漂白剤が9、家庭用アンモニアが12です。 後者の2つの化合物は強塩基性であり、メカニズムは異なりますが、酸と同じように物理的損傷を与える可能性があります。
と呼ばれる血中を循環する陰イオン 重炭酸塩 （HCO3−）は、水と二酸化炭素から形成され、血液をいくらかアルカリ性に保ち、Hの場合の「緩衝液」として機能します。+ イオンは、呼吸が長期間中断されたときのように、血液中に急速に蓄積します。
酸とは対照的に、制酸剤である「制酸剤」の広告を見たことがあるかもしれません。 多くの場合、プロトンを受け入れて水を形成するヒドロキシル（-OH）基を提供することにより、プロトンを受け入れることができます 分子。
胃が自然に分泌する塩酸から胃内のH +イオンの結果として生じる「掃引」は、内膜に対する酸の有害な影響からの救済を提供することができます。
pH計算の例
例： [H +]が4.9×10の溶液のpHはいくつですか。−7 M？
pH = -log [H+] = −log [4.9×10−7] = 6.31.
負の符号は、測定されたイオンの濃度が低いことを説明していることに注意してください。 指数値が負であるため、ソリューションは負の結果を伴うスケールを生成します。
例： pHが8.45の溶液の水素イオン濃度はどれくらいですか？
今回は、同じ方程式を少し異なる方法で使用します。
8.45 = −log [H+]、または-8.45 = log [H+].
解決するには、括弧内の数値がログのベースである10であり、ログ自体の値に引き上げられるという事実を使用します。
[H +] = 10−8.45 = 3.5 × 10−9 M。
オンラインpH計算機
関連するpH値を決定する際に、溶液中の酸の正体と濃度を操作できるツールの例については、「参考文献」を参照してください。
提供されているドロップダウンリストでさまざまな酸を試し、さまざまなモル濃度を使用すると、 pHについての興味深い事実を発見してください：それは酸の正体（したがってその固有の強さ）とその固有の強さの両方に依存します 濃度。 したがって、より高いモル濃度のより弱い酸は、より強い酸の十分に希釈された溶液よりも低いｐＨの溶液を生成する可能性がある。