pH博士课堂 | 什么是pH？pH测出来为什么是负值？

pH是表示酸度的一种方法，酸碱度与溶液的氢离子活度有关。而氢离子活度就是氢离子的有效浓度，常用 mol/L为单位。

早在1909年，丹麦生物化学家索伦森就提出了pH的标度，现在普遍采用的pH定义为氢离子活度的负对数。一般认为pH中的p来自于德文单词potenz, 翻译过来是势力、幂的意思，而且在数学上，常用对数的负值，通常用p表示，其中的H表示氢离子。

由于pH的特殊性，pH的写法只有p小写H大写符合规范，都小写、都大写，或大写P小写h（ph，PH，Ph）等，都是不规范的写法。

虽然氢离子的有效浓度，用摩尔每升为单位，但是取对数以后pH就没有单位了。实际上溶液的氢离子活度是难以直接测量的，现在普遍采用电极法测量，国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）定义了如下公式 : 

 pH = pHs + (Es - E) / k

其中，

k为能斯特方程的理论斜率

E为测得的电位差

s表示的是标准溶液的数值

最初索伦森对pH的定义，是氢离子浓度的负对数，这种情况下pH的范围可以超过0-14pH。例如，饱和氢氧化钠溶液(NaOH)的浓度为20mol/L左右，按照索伦森的定义进行如下演算，其pH应是15.3左右。

如果浓盐酸溶液(HCl)的浓度为12mol/L，pH应是-1.08，其计算过程如下：

12mol/L 盐酸溶液的pH计算

（按索伦森的定义）

pH =  - lg( cH⁺)

pH = - lg((12 mol/L) / (1 mol/L)) = -1.08

随着浓度的增加，活度的变化不再明显，pH变化不再明显。pH的定义也修改成pH是氢离子活度的负对数：pH =  - lg( aH+)。在这种情况下，水溶液的pH值一般在0到14之间，随着工业和科技的发展，pH测量不仅仅限于水溶液了，还扩展到非水领域，那么pH超出0-14范围的情况是存在的，针对这些新的应用，梅特勒托利多开发的pH仪表其测量范围是：-2到20pH，可以满足客户的更多需求。