了解pH值

pH測量幾乎是所有水質應用中的重要參數。在廢水處理中，pH值排放許可作為一部分進行調節，并且許多處理過程都依賴于pH值。在環境采樣和監測中，pH值都高或低可以表明存在照明。

pH值在食品工業中很重要，因為它在食物的味道（酸性=新鮮，中性=平淡，堿性=不可食用）和保存中發揮著重要作用。在生物技術中，在免疫測定溶液的生產中過程中必須密切監測pH值。這些只是pH值作為養殖應用中的一部分的重要測量值。

氫離子的形成

pH值描述了溶液的酸性或堿性程度。水溶液是否發生酸反應或堿反應取決于其氫離子（H+）的含量。事實上，“pH”源自拉丁語，是“potia Hydrogenii”（氫的力量）的縮寫。

由于水的自解離，即使是化學純的中性水也含有氫離子[1]。在這個過程中，水分子被分解成更簡單的成分（即離子）。

[1] H 2 O ? H + + OH -

在該反應中，H 2 O被去質子化（即失去質子）。這導致形成帶正電的氫離子（H + ）和帶負電的氫氧根離子（OH - ）。氫離子通常用來代表質子。

氫離子不會長期保持游離質子狀態，因為它很快就會形成被周圍的非離子水分子水合。氫離子（水合氫離子）的如方程 [2] 所示：

[2] H 2 O + H + ? H 3 O +

在平衡條件（750 mmHg 和 25 °C）下，1 L 純中性水含有 10 -7 mol H + 和 10 -7 mol OH - 離子。

酸和堿的定義

酸是釋放出氫離子（即質子）的物質，因此如果溶液中氫離子含量多于中性水中，則溶液被認為是酸性的。

堿是接受氫離子的物質。當堿溶解在水中時，它們會與攪拌分離形成一些氫離子。堿性溶液比中性水含有較少的氫離子。

在25℃時，如果水中含有超過10 -7 mol/L的氫離子，則被認為是酸性的；如果水中含有少于10 -7 mol/L的氫離子，則被認為是堿性的。

酸和堿相互作用，形成水和鹽。一個例子是氫氧化鈉（NaOH）和鹽酸（HCl）的反應，如下式[3]所示：

[3] NaOH + HCl ? NaCl + H 2 O

酸和堿之間的反應涉及質子的轉移。在上述形成酸堿反應中，HCl（酸）向NaOH（堿）提供質子、氯化鈉（NaCl)和水。