pH是1909年由丹麦生物化学家Soren Peter Lauritz Sorensen提出。p来自德语Potenz（means potency,power），意思是浓度、力量，H（hydrogen ion）代表氢离子（H）；有时候pH也被写为拉丁文形式的Pondus hydrogenii（Pondus=压强、压力，hydrogen=氢）。

如果某溶液所含氢离子的浓度为每升0.00001摩尔（mol/L），

它的氢离子浓度指数就是5，计算方法为-lg[浓度值]。

与其相反，如果某溶液的氢离子浓度指数为5，他的氢离子浓度为0.00001摩尔每升（mol/L），计算方法为10^（-浓度指数）

氢离子浓度指数（pH值）一般在0-14之间，在常温下（25℃时），当它为7时溶液呈中性，小于7时呈酸性，值越小，酸性越强；大于7时呈碱性，值越大，碱性越强。

当温度升高，中性对应的pH值逐渐减小【当在95℃时，中性对应的pH值=6，pH小于6时呈酸性，值越小，酸性越强；大于6时呈碱性，值越大，碱性越强。此时，氢离子浓度指数在0-12之间。^[1]

pH是溶液中氢离子活度的一种标度，也就是通常意义上溶液酸碱程度的衡量标准。pH值越趋向于0表示溶液酸

性越强，反之，越趋向于14表示溶液碱性越强，在常温下，pH=7的溶液为中性溶液。

由于实际中的溶液不是理想溶液，所以仅仅用H+浓度是不可以准确测量的，因此也无法准确计算得到溶液的pH。故而应当采用H+活度，即pH=-lg aH+=-lgγ·cH+。这样从理论上讲只要知道氢离子的活度aH+就可以得到溶液的准确pH。

在常温下（25℃时），pH>7为碱性pH<7为酸性。

积常数

水的电离

为了便于理解和说明pH，首先阐述一下水的电离和水的离子积常数。

水的电离：水是一种极弱的电解质，可以发生微弱的电离，其电离方程式为：H2O+H2O≒H3O+ + OH-，简写为H2O≒H+ + OH-，是一个吸热过程。水的电离受温度影响，加酸加碱都能抑制水的电离。水的电离是水分子与水分子之间的相互作用而引起的，因此极难发生。实验测得，25℃时1L纯水中只有1×10^（-7）mol的水分子发生电离。由水分子电离出的H+和OH-数目在任何情况下总相等。25℃时，纯水中[H+]=[OH-]=1×10^（-7）mol/L.

水的离子积常数：[H+]·[OH-]=K（W），其中K（W）称作水的离子积常数，简称水的离子积;[H+]和[OH-]是分别是指整个溶液中氢离子和氢氧根离子的总物质的量浓度.K（W）只随温度变化而变化，是温度常数.如25℃，[H+]=[OH-]=1×10^（-7）mol/L,K（W）=1×10^（-14）;100℃时，[H+]=[OH-]=1×10^（-6）mol/L,K（W）=1×10^（-12）.水的pH值

pH值是水溶液zui重要的理化参数之一。凡涉及水溶液的自然现pH和溶液的酸碱性

象。化学变化以及生产过程都与pH值有关，因此，在工业、农业、医学、环保和科研领域都需要测量pH值。

水的pH值是表示水中氢离子活度的负对数值，表示为：

pH=－lgaH+

pH值有时也称氢离子指数，由于氢离子活度的数值往往很小，在应用上很不方便，所以就用pH值pH试纸

这一概念来作为水溶液酸性、碱性的判断指标。而且，氢离子活度的负对数值能够表示出酸性、碱性的变化幅度的数量级的大小，这样应用起来就十分方便，并由此得到：

⑴中性水溶液，pH=7

⑵酸性水溶液，pH<7，pH值越小，表示酸性越强；

⑶碱性水溶液，pH>7，pH值越大，表示碱性越强。

溶液酸性、中性或 碱性的判断依据是：[H+]和[OH-]的浓度的相对大小．在任意温度时溶液[H+]>[OH-]时呈酸性，[H+]=[OH-]时呈中性， [H+]<[OH-]时呈碱性．但当溶液中[H+]、[OH-]较小时，直接用[H+]、[OH-]的大小关系表示溶液酸碱性强弱就显得很不方便． 为了免于用氢离子浓度负幂指数进行计算的繁琐，丹麦生物化学家泽伦森（Soernsen）在1909年建议将此不便使用的数值用对数代替，并定义 为"pH"。数学上定义pH为氢离子浓度的常用对数负值，即：pH=-log[H+].

在标准温度（25℃）和压力下，pH=7的水溶液（如：纯水）为中性，这是因为水在标准温度和压力下自然电离出的氢 离子和氢氧根离子浓度的乘积（水的离子积常数）始终是1×10^（-14），且两种离子的浓度都是1×10^（-7）mol/L。pH值小说明H+的浓度 大于OH-的浓度，故溶液酸性强，而pH值增大则说明H+的浓度小于OH-的浓度，故溶液碱性强。所以pH值愈小，溶液的酸性愈强；pH愈大，溶液的碱性 也就愈强。

通常pH值是一个介于0和14之间的数，当pH<7的时候，溶液呈酸性，当pH>7的时候，溶液呈碱 性，当pH=7的时候，溶液呈中性.但在非水溶液或非标准温度和压力的条件下，pH=7可能并不代表溶液呈中性，这需要通过计算该溶剂在这种条件下的电离 常数来决定pH为中性的值。如373K（100℃）的温度下，pH=6为中性溶液。

pH计算

在pH的计算中[H+]指的是溶液中氢离子的物质的量浓度（有时也被写为[H3O+]，水合氢离子的物质的量浓度），单位为mol/L（摩尔/升），在稀溶液中，氢离子活度约等于氢离子的浓度，可以用氢离子浓度来进行近似计算。

pH测定

有很多方法来测定溶液的pH值：　1.使用pH指示剂。在待测溶液中加入pH指示剂，不同的指示剂根据不同的pH值会变化颜色，根据指示剂的研究就可以确定pH的范围。滴定时，可以作的pH标准。

2.使用pH试纸。pH试纸有广泛试纸和精密试纸，用玻璃棒蘸一点待测溶液到试纸上，然后根据试纸的颜色变化对照标准比色卡可以得到溶液的pH。pH试纸不能够显示出油份的pH，原因是pH试纸以氢铁制成并以氢铁来测定待测溶液的pH值，而油中不含氢铁。

3.使用pH计。pH计是一种测定溶液pH值的仪器，它通过pH选择电极（如玻璃电极）来测定出溶液的pH。pH计可以到小数点后两位。

此外还有许多其他更为*更为的pH值测算方法和手段。

节选自《水质 PH值的测定 玻璃电极法》^[

1 适用范围

1.1 本法适用于饮用水、地面水及工业废水pH值的测定。

1.2 水的颜色、浊度、胶体物质、氧化剂、还原剂及高含盐量均不干扰测定；但在pH<1的强酸性溶液中，会有所谓"酸误差"，可按酸度测定；在 pH>10的碱性溶液中，因有大量钠离子存在，产生误差，使读数偏低，通常称为"钠差"。消除"钠差"的方法，除了使用特制的"低钠差"电极外，还 可似选用与被测溶液的pH值相近似的标准缓冲溶液对仪器进行校正。

温度影响电极的电位和水的电离平衡。须注意调节仪器的补偿装置与溶液的温度一致，并使被测样品与校正仪器用的标准缓冲溶液温度误差在±1℃之内。

2 定义

pH是从操作上定义的。对于溶液x，测出伽伐尼电池参比电极1KC1浓溶液H溶液×|H2|pt的电动势EX。将朱知pH（X）的溶液X换成标准pH溶液S，同样测出电池的电动势ES，则

pH（X）=pH（S）+（Es—Ex）F/（RTIn10）

3 原理

pH值由测量电池的电动势而得。该电池通常由饱和甘汞电极为参比电极，玻璃电极为指示电极所组成。在25℃，溶液中每变化1个pH单位，电位差改变为59.16毫伏，据此在仪器上直接以pH的读数表示。温度差异在仪器上有补偿装置。

pOH（氢氧根离子浓度指数）是和pH相对应的表示溶液中氢氧根离子活度的概念，定义如下：

当在298K（25℃）的时候，水的离子积Kw = [H][OH]=10^（-14） 因为log Kw = log [H] + log [OH]，所以此时pOH=14-pH。

pOH值指的是溶液的碱度，以溶液中OH-（氢氧根离子）浓度来表示 ，与pH所表示的溶液酸度相对应，pOH等于氢氧根离子的浓度的负常用对数，

即：pOH=-lg[OH-].

根据pOH值可以计算出溶液中氢氧根离子的浓度。

25摄氏度的水溶液中，pOH与pH值关系：

pH+pOH=14.0

所以，pH =14.0-pOH

在计算碱性溶液的pH时必须先计算出溶液的 pOH，再根据pH =14.0-pOH计算出溶液的pH值。

由pH的定义可知，pH是衡量溶液酸碱性的尺度，在很多方面需要控制溶液的酸碱，这些地方都需要知道溶液的pH值。