水素イオン指数
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水素イオン指数（すいそイオンしすう）又は水素濃度イオン濃度指数とは、物質の酸性、アルカリ性の度合いを示す数値である。pH（potential Hydrogen, power of Hydrogenの略）という記号で表される。pHの読みはピーエイチ（英語読み）、またはペーハー（ドイツ語読み）。日本では1957年にpHのJISを制定する際に読みがピーエイチに定められたが、ペーハーの読みも依然用いられる事が多い。
特に断らない場合は水溶液中での値を指す。なお、pH=7 の場合は中性と呼ばれる。pH値が小さくなればなるほど酸性が強いとされ、逆にpH値が大きくなればなるほどアルカリ性が強いとされる。
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[編集] 定義
水素イオン指数pHは、水素イオン活量を [ H+ ] と表すとき、次式により定義される。なお、対数 (log) は底を10とする常用対数を使用する。
![\mathrm{pH} = -\log_{10} [\mathrm{H}^+] = \log_{10} \frac{1}{[\mathrm{H}^+]}](../../../../math/c/7/0/c7056afba9a5dd6350e17b77e80cb049.png)
酸性の場合、水素イオン活量が水酸化物イオン活量より大きくなり、中性の場合は水素イオン活量と水酸化物イオン活量とが等しくなり、そしてアルカリ性の場合は水素イオン活量より水酸化物イオン活量が大きくなる。
水素イオン指数pHと同様にして、水酸化物イオン指数: pOHを次式により定義することができる。
![\mathrm{pOH} = -\log_{10} [\mathrm{OH}^-] = \log_{10} \frac{1}{[\mathrm{OH}^-]}](../../../../math/3/1/6/31662da533fa59ad4c63986d2b645517.png)
水素イオン活量 [ H+ ] と水酸化物イオン活量 [ OH− ] の積（水のイオン積）は25℃、1 atm でほぼ 1 × 10−14 (mol/L)² （実際の測定値は 1.008 × 10−14 (mol/L)²）で一定なので、次式の関係が成り立つ。
25 ℃ の純水の場合ほぼ pH=7（中性）となる。中性を境に pH<7 の場合を酸性、pH>7 の場合を塩基性（アルカリ性）と呼ぶ。
[編集] 値の範囲
通常の物質において、pHは0～14の値をとる。しかし超酸や超塩基ではpHの値が0より小さく（マイナスに）なる場合や、14を超える場合が存在する。このときpOHの値も14～0の範囲を超える。例えば pH=-3 のとき pOH=17。
[編集] 測定
pHは、測定によって数値を求める事が出来る。
- リトマス紙
- 単に酸性、中性又はアルカリ性かのみを確認する場合、リトマス紙が用いられる。
- pH指示薬（pHインジケーター）
- 必要に応じ、試験管などに分取した液に指示薬を加えることで、判定する。通常、指示薬の一覧にあるような色素が用いられ、市販されており、それぞれ色が異なる。複数試すことで、液のpHが概ねいくつなのかを判断する事が出来る。
- pH試験紙
- 指示薬を紙に染み込ませ、乾燥させたものなどが、販売されている。液に触れると、液のpHに応じ、色が変化する。また、複数（2〜4種類程度）の小さな試験紙が付属しているものもあり、このタイプはそれぞれの色の組み合わせによって、pHの数値を読み取る事が出来る仕組みにあらかじめなっている。
- pH計
- pH電極（ガラス電極や白金電極など）を接続したpH計を使用し、電気的に測定する事が出来る。
[編集] 関連項目
[編集] 外部リンク
- 「pH」 - Encyclopedia of Earthにある「水素イオン指数」についての項目（英語）。
