溶液的酸碱性和

(一)溶液的酸碱性和[H+]的关系

常温时,纯水中[H+]和[OH-]相等,都是1×10-7mol/L,溶液呈中性。

如果向纯水中加酸,[H+]增大,破坏了水的电离平衡,使其平衡向左移动,达到新平衡时,[H+]>[OH-],溶液呈酸性。反之,在碱性溶液中,[H+]<[OH-],溶液呈碱性。

综上所述,常温时:

由于存在水的电离平衡,任何水溶液中H+和OH-是共存的,溶液显中性、酸性或碱性,取决于[H+]与[OH-]浓度的相对大小。[H+]浓度越大,[OH-]浓度就越小,溶液的酸性越强;反之[H+]浓度越小,[OH-]浓度就越大,溶液的碱性越强。因此,溶液的酸碱度可以用[H+]或[OH-]表示。

(二)pH

在化学和医学上经常使用H+浓度很低的溶液,如血清中的[H+]=3.98×10-8mol/L,书写和计算不方便,常采用pH来表示溶液的酸碱性。pH是指溶液中[H+]浓度的负对数。

溶液的酸碱性与pH的关系是:

可见,pH越小,溶液的酸性越强;反之,pH越大,溶液的碱性越强。H+和pH的对应关系表示见表4-2。

表4-2　[H+]和pH的对应关系

由表4-2可以看出,pH常用范围在1～14。当溶液的[H+]大于1mol/L时,用pH来表示溶液的酸碱性并不方便,而是直接用[H+]来表示。

另外,还必须注意,溶液的pH相差一个单位,[H+]相差l0倍。pH增大1个单位,[H+]减小10倍;pH减小2个单位,[H+]增大100倍;依次类推。

(三)pH在医学上的意义

pH在医学上具有重要的意义。例如,人体血液的pH可直接影响全身各部分的功能,正常人血液的pH总是维持在7.35～7.45,临床上把人体血液的pH大于7.45,称为碱中毒;把血液的pH小于7.35称为酸中毒。当pH偏离正常范围0.4个单位以上时,就有生命危险,必须采取适当的措施纠正。静脉输液时,药液的pH最好与血液的pH相差不大,以免引起血液pH的改变。另外,人体体液都有各自一定的pH范围(表4-3)。

表4-3　人体体液的pH

(四)溶液pH的测定

溶液pH的测定方法很多,常见的有以下几种。

1.酸碱指示剂 酸碱指示剂是一种借助于自身颜色变化来指示溶液pH的物质,它们在不同的pH溶液中能显示不同的颜色,可以根据它们在某溶液中显示的颜色来粗略地判断溶液的pH。指示剂发生颜色变化的pH范围叫作指示剂的变色范围。常见酸碱指示剂的名称、变色范围和颜色变化见表4-4。

表4-4　常用酸碱指示剂的变色范围及颜色变化

2.pH试纸　由多种酸碱指示剂的混合液浸渍而成的试纸称pH试纸。pH试纸在不同的pH溶液中显示出不同的颜色。使用时将待测溶液滴到pH试纸上,将试纸呈现的颜色与标准比色卡对照,即可测出溶液的近似pH。如临床上常用pH试纸测定病人尿液的pH。

3.pH计　pH计又称酸度计,是准确测定溶液pH的精密仪器。

重点提示

人体内的各个组织器官都有着各自不同的生存环境需求,其实质就是体内环境所呈现出的不同酸碱性,其酸碱程度通常用pH来表示。