酸性有哪些(酸性食物ph范围)

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。

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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