我們都知道水溶液中的氫離子濃度代表其酸性的大小， 但是氫離子的濃度等於0.000000001 和氫離子的濃度等於0.00000001， 哪個酸的濃度比較大呢？ 光唸完那個零， 是不是都要恍神了~ 科學家索任生在調配酸鹼濃度時， 就常搞錯氫離子濃度小數點的位數， 所以導致實驗常常失敗。 為了解決這個令人難以溝通的濃度表示方式， 索任生發明了「pH值」， 這樣我們一眼就能看出溶液酸鹼性。 那什麼是pH值呢？ pH值又稱標值， 亦稱酸鹼值， 是溶液中氫離子的濃度， 可作為溶液酸鹼程度的衡量標準， 為丹麥科學家索任生所提出， 符號的寫法是由一個小寫的p和大寫的H所組成， 以拉丁文來說明pH的意義， 可解釋為「氫的量」， 除了這種說法外， pH也有別的說法。 如果大家有興趣也可以上網查唷！ 而「pH」中的「H」代表氫離子的體積莫耳濃度， 「p」表示對該濃度的數值取對數後再加上負號， 也可以表達成氫離子的濃度等於10⁻ᵖᴴ。 舉個例子來說： 當氫離子的濃度等於10⁻⁵， 即0.00001， 可以轉換成pH＝5。 而pH＝3， 即氫離子濃度等於10⁻³， 也就是0.001。 用pH值來表達水溶液中的氫離子的濃度， 是不是簡單又方便呢？ 除了pH值， 還有pOH值。 而pOH中的OH代表氫氧離子的濃度， 顧名思義pOH值是表達水溶液中氫氧離子的濃度。 舉個例子來說： 當氫氧離子的濃度等於10⁻⁶， 即可以轉換成pOH＝6。 當pOH＝4時， 氫氧離子的濃度就等於10⁻⁴， 也就是0.0001。 國中曾經學過阿瑞尼斯的解離說： 電解質溶於水中時就會分解成帶電的離子， 帶正電的稱為陽離子； 帶負電的稱為陰離子。 這個分解的步驟就稱為「解離」。 那純水會解離嗎？ 咦？純水不是電解質， 應該不會解離的啊！ 但其實純水並非完全不解離， 只是解離的數量非常的少， 根據實驗研究發現， 在25℃時， 每一公升純水只有10⁻⁷莫耳的水解離， 且為等量解離， 解離所產生的氫離子有10⁻⁷莫耳， 氫離子的濃度為10⁻⁷莫耳除以1公升等於10⁻⁷M， 即pH＝7； 而解離所產生的氫氧離子也是10⁻⁷莫耳， 此時水溶液中的氫離子濃度等於氫氧離子濃度， 我們稱溶液呈中性， 故在25℃時， pH＝7為中性溶液。 再來我們看氫離子濃度和氫氧離子濃度與pH值的關係， 水溶液中， 氫離子的濃度愈大， 氫氧離子的濃度愈小， 二者呈反比關係。 在25℃時： 當pH值小於7時， 此溶液為酸性； 當pH值等於7時， 此溶液為中性； 當pH值大於7時， 此溶液為鹼性。 也就是說， pH值愈小， 酸性愈強， 氫離子的濃度愈大， 氫氧離子的濃度愈小； pH值愈大， 鹼性愈強， 氫氧離子的濃度愈大， 氫離子的濃度愈小。 而純水之解離程度隨溫度升高而增加， 故理論上， 不同溫度下中性水之pH值亦有所差異， 大於25℃時小於7， 小於25℃時大於7。 總結來說， 由此表格我們可以發現， 當pH值從5變成4， pH值相差1， 其氫離子濃度從10⁻⁵變成10⁻⁴， 氫離子濃度相差了十倍。 像是胃酸的pH值約為1.5左右， 而檸檬汁的pH值約為3.8左右， 雖然感覺差距不大， 但其中的氫離子濃度可是相差了超過100倍， 這也是為什麼每次嘔吐後喉嚨會有灼燒感， 就是因為胃酸的酸性很強的緣故。 另外， 如果要瞭解溶液的酸鹼性， 除了直接用pH計測量其pH值外， 還可利用酸鹼指示劑。 什麼是酸鹼指示劑呢？ 就是會因pH值變化而改變顏色的物質， 目前常用的酸鹼指示劑有廣用試紙、酚酞、酚紅等， 常見酸鹼指示劑隨pH值的顏色變化關係如圖。 其中， 石蕊試紙、酚酞指示劑和甲基紅指示劑， 在不同酸鹼溶液的顏色如表格所示。 而市面上也有很多花卉跟蔬菜汁中所含的色素， 也會因為溶液的酸鹼性而產生顏色改變， 因此也可以用來當作酸鹼指示劑， 例如：紫甘藍菜汁。 接下來要複習一下對數的基本運算， 記下重要的對數公式後， 就來練習一下氫離子濃度和pH值間的換算吧！ 讓我們來複習一下今天所學到的內容： pH值為一個方便判斷溶液酸鹼性的指標， 在25℃時， 當溶液pH值小於7時， 為酸性； 等於7時， 為中性； 大於7時， 為鹼性。 另外是pH值的計算公式， 「H」代表氫離子的體積莫耳濃度， 「p」表示對該濃度的數值取對數後再加上負號， 也可以表達成氫離子的濃度等於10⁻ᵖᴴ。 最後， 市面上流行的蝶豆花飲料， 顏色鮮豔多變， 可以調成葡萄般的紫紅色、深紫色， 甚至是深藍色。 蝶豆花炫目的顏色變化是靠花朵中的天然色素－花青素， 在不同酸鹼環境下會呈現不同的顏色。 而最火紅的蝶豆花飲品， 不外乎夢幻漸層色， 請大家想一想， 除了可以用檸檬汁， 蘇打水等不同的酸鹼性改變其蝶豆花飲料的顏色， 還有哪些飲品可以加入呢？ 一起調配出最好喝的飲品吧！ 歡迎在下方留言告訴我們你的答案哦！