「水素イオン指数」の版間の差分

2018年2月17日 (土) 07:18時点における版

2018年3月22日 (木) 02:36時点における版

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{{酸と塩基}}

'''pH'''（ピーエッチ、ピーエイチ、またはペーハー）は、[[溶液]]の'''液性'''（[[酸と塩基|酸性・アルカリ性]]の程度）を表す[[物理量]]である。常温常圧の[[水溶液]]では、水溶液のpHが7より低小さいときは酸性、7より高大きいときはアルカリ性、7くらい付近のときは[[中性 (酸塩基)|中性]]である。[[水素イオン]]の[[濃度]]を[[モル]]毎[[リットル]] (mol/L) 単位<ref group="注釈">1 L = 1 [[立方デシメートル|dm³]] なので、mol/L は mol/dm³ に等しい。</ref>で表した数値の[[逆数]]の[[常用対数]]に相当すとして定義される物理量であり、'''水素イオン指数'''（すいそイオンしすう）または'''水素イオン濃度指数'''（すいそイオンのうどしすう）とも呼ばれる。pHが低小さいほど水素イオン濃度は高い。pHが1低下減少することは水素イオン濃度が10倍に、1上昇増加することは水素イオン濃度が10分の1になることを意味する。

pHは単位をの付けかない（単位が1の）[[無次元量]]である。「pH」は物理量の名称としても、物理量の記号としても用いられる<ref name="greenbook84">[[#グリーンブック (2009)|グリーンブック (2009)]] p. 84.</ref>。

==読み方==

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pHの値と、よく知られている溶液の関係の例(イラスト。ただし文字は英語表記)。下部がpH=0に相当し強酸性、上部がpH=14前後に相当し強アルカリ性。]]

簡単には、pHは、[[水素イオン]]の[[濃度]]を[[対数]]によって表す[[物理量]]である。もう少し正確にいうと、水素イオンの[[モル濃度]]を[[モル]]毎[[リットル]] (mol/L) 単位<ref group=注釈>1 L = 1 [[立方デシメートル|dm³]] なので、mol/L は mol/dm³ に等しい。</ref>で表した数値の[[逆数]]の[[常用対数]]がpHである。より正確な定義は、水素イオンの[[活量]]の逆数の常用対数がpHである。

歴史的には、水溶液の[[酸と塩基|酸性・アルカリ性]]の度合いを示すための指標として考案されたものである。1909年に[[デンマーク]]の生化学者[[ソレン・ソーレンセン|セレン・セーレンセン]]により提唱された。その後、1924年に定義が改訂され、現在ではモル濃度のかわりに活量（活動度）を用いて定義されている<ref name="greenbook90">[[#グリーンブック (2009)|グリーンブック (2009)]] pp. 90-91.</ref>{{sfnp|Covington et al.|1985|p=534}}。モル濃度による値と活量による値の差は通常0.1以下<ref name="koujien" />なので、実用上はほぼ同一視してよい。

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通常は[[大気圧]]の下にある薄い[[水溶液]]の値を指す。[[酸]]や[[塩基]]の濃度が十分に低ければ、濁った水（[[懸濁液]]や[[乳濁液]]）でも測定可能である。

25℃においては、{{nowrap|1=pH = 7.0}} が[[中性 (酸塩基)|中性]]である。pHの値が中性のときの値よりも低小さくなればなるほど酸性が強く、逆に高大きくなればなるほどアルカリ性が強い<ref name="koujien">『広辞苑』【pH】。</ref>。[[質量パーセント濃度]]が数パーセント以下の水溶液のpHは、おおむね0～14の範囲にある。市販のpH[[センサ]]（pH電極）で計測できるのも、通常は0～14までか、それより狭い範囲である。

pHがこの範囲から外れるような液体の場合は、モル濃度による値と活量による値の差が無視できないほど大きくなるので、水素イオンのモル濃度をmol/L単位で表した数値の逆数の常用対数がpHである、と考えるのは不適当である。モル濃度が 1 mol/L を超えるような、濃厚な酸や濃厚アルカリ溶液の酸性・アルカリ性の強さは、[[酸度関数]]によって表現するのが一般的である。