pHはpotential hydrogenの略で、「p」はpotential、「H」はhydrogenを表します。 pHスケールは、物質中の水素イオン活性の量に基づいて、他の物質に対する物質の相対的な塩基性または酸性度をランク付けするために使用される尺度です。
この尺度は本質的に対数であり、すべてのpH値が前の値の10倍の変化を示すことを意味します。 pH スケールは、中性である pH 7 を中心に、酸でも塩基でもない物質を表します。
pH スケールの基礎
酸と塩基の概念に精通していなくても、何らかの形で触れているのは確かです。 塩基性物質とは重曹のようなもので、酸性物質とはオレンジジュースやソーダのようなものです。 物質が持つ水素イオンの濃度によって、塩基と酸に分類される。 pHのHは、ある溶液中の水素イオンの活性度を表します。
酸性の溶液とは、水素イオンの量が純水（中性7）よりも多い溶液のことを指します。 これに対して塩基性溶液は、水素イオンの濃度が水よりも低くなります。
純水はpHスケールで中性点として機能するので、水の性質を見て、水素イオンとの関連で整理してみましょう。 水のイオン化とは、一定量の水に含まれる水分子のうち、ごく一部の分子が解離、つまり小さな粒子に分裂する際に、自然に水素イオンを発生させることを指します。 これを自己イオン化と呼ぶこともあります。 自己イオン化の過程では、同数の水酸化物イオン（OH-）と水素イオン（H+）が生成されます。 なお、水素イオンは通常、近くの水分子と直接結合してヒドロニウム（H3O+）を形成します。 つまり、実際には水中に大量の水素イオンが浮遊しているわけではありません。 しかし、科学者たちは、水のイオン化と生成される水素イオンを、他の溶液中の水素の濃度を比較するための尺度として利用しています。 水酸化物イオンは通常、水素イオンとは異なり、溶液内でただ浮いているだけです。
自己イオン化によって発生する水素イオンの数については、1 x 10^-7 Mに相当します（純水であると仮定しています）。 表記は、水1リットルあたりのモル数を指しています。 イオン化した水分子の数は、任意の量の純水に含まれる水分子の総数のうち、信じられないほど小さな割合です。
Acid Solutions And Basic Solutions
さて、溶液の塩基性と酸性度の基準点を確立したので、酸および塩基がどう定義されているかについて説明しましょう。 酸性溶液とは純水よりH+濃度が大きい溶液のことで、塩基性溶液とは純水よりH+濃度が小さい溶液のことである。 4250>
Base = H+ concentration < 1 x 10^-7 M
Acid = H+ concentration > 1 x 10^-7 M
溶液内の水素イオン濃度は通常pH値で与えられ、これはその溶液に対する水素イオン濃度の逆ログとして算出されます。
pH = -log10
注意
したがって、水の水素イオン濃度をこの式に入れると、7.0、つまりpHスケールで中性pHという数値が得られることになるのです。 細胞内の細胞質、人体の血液など、水を主成分とする物質のpHは中性に近い7であることがおわかりいただけると思います。 水溶液に酸や塩基を加えると、その溶液の濃度が中性から遠ざかります。 塩基は通常、水酸化物を環境に導入し、水素イオンを集めて溶液から引き抜くことでpH値を上昇させる。 一方、酸性物質とは、解離してその水素原子の1つを溶液中に導入することによって、水素イオン濃度を高めるものである。
酸が強力であればあるほど、分解してH+を放出する速度が速くなる。 強酸の例はHClで、水と結合すると、すばやく完全に解離して塩化物と水素のイオンになる。 これに対し、酢のような弱酸は完全に解離しません。 強塩基性物質は、水中でH+を吸収できる水酸化物イオンを放出し、強酸性物質と同じように完全に分解される。 4250＞＜2154＞pHスケールの強さ＜2621＞＜5658＞前述のように、pHスケールは、さまざまな化学組成を、その塩基性（アルカリ性ともいう）と酸性度の観点からランク付けするのに役立っています。 pHは対数であり、pHが1上がるごとにH+の濃度は10倍になります。 pH0～14の範囲外の物質もありますが、ほとんどの溶液はこの範囲に入るため、pHスケールは通常0～14で表され、塩基性物質は7以上、酸性物質は中性7以下の値をとります。 強塩基性物質と強酸性物質の両方は、自然界では腐食性があり、人の組織を損傷することがあります。 溶液のpH、さらされる溶液の量、さらされる時間、これらすべてが、その物質がどれだけのダメージを与えるかを決める要因です。 胃酸、つまりあなたの胃の中の酸は、強い酸性の物質であることにお気づきでしょうか。 あなたの体はこの酸からどのように身を守っているのでしょうか？ 胃酸と体内の他の細胞との間のバリアとして特別に作られた胃の細胞があり、それが常に作られ、犠牲になっているのです。
Examples
Some examples of common solutions and the pH values possess are:
- Milk – 弱酸性で pH 値は約 6.5
- Rain – 弱酸性で pH 値は約 5.5
- Coffee – 弱酸性でpH値は約 4.1
- Malestone – 弱酸性で pH 値は約 6.1 Milk -弱酸性で pH 値は約 6.1
- Rain -弱酸性で pH 値は約 6.18.4561>
- トマトジュース-pH値約3.0の弱酸性
- バッテリー酸-pH値約1.0の強酸性
- 血液-ph7.3前後の弱塩基性
- 海水-pH約8の弱塩基性
- Black of the Sea Water-pH約8.0の弱塩基性
- Sea Water-ph8.0の弱塩基性
- Tomato Juices-ph3.0前後
- 重曹-pH約8.0のやや塩基性
- Milk of magnesia-pH約10.6の中程度の塩基性
- Lye-pH約13.5の強塩基性