Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
家 » pH

pH

1924
  • Søren Peder Lauritz Sørensen
  • G. N. Lewis
  • IUPAC
分析化学におけるデジタルメーターを用いた実験室でのpH測定。.

(画像はイメージです)

pH is formally defined as the negative decimal logarithm of the hydrogen ion activity, [latex]a_{H^+}[/latex]. The formula is [latex]pH = -\log_{10}(a_{H^+})[/latex]. Activity is the effective concentration of hydrogen ions, accounting for intermolecular forces, and is dimensionless. For dilute solutions, activity is approximately equal to the molar concentration of [latex]H^+[/latex] ions, simplifying the calculation.

The modern definition of pH using hydrogen ion activity ([latex]a_{H^+}[/latex]) is a refinement of Sørensen’s original 1909 proposal, which used hydrogen ion concentration. The activity is related to concentration ([latex]c[/latex]) by the activity coefficient ([latex]\gamma_{H^+}[/latex]): [latex]a_{H^+} = \gamma_{H^+} \cdot c/c^0[/latex], where [latex]c^0[/latex] is the standard concentration (1 mol/L). In dilute solutions, [latex]\gamma_{H^+}[/latex] approaches 1, and activity approximates concentration. However, in more concentrated solutions, ionic interactions reduce the effective concentration, making the activity-based definition more accurate.

単一イオンの活性は独立して測定できないため、 IUPAC 運用上の定義が確立されています。この定義は、一次標準参照セルと、pH値が割り当てられた一連の認証済み標準緩衝溶液に基づいています。実際のpH測定では、試料溶液中の電極電位をこれらの標準緩衝溶液中の電極電位と比較することで、確立されたスケールに対して測定値を効果的に校正します。これにより、世界中で測定されるpH値の一貫性と比較可能性が確保されます。

UNESCO Nomenclature: 2201
分析化学

タイプ

抽象システム

混乱

基礎

使用法

広く普及している

前駆物質

  • アレニウスの酸塩基理論
  • グルドバーグとワーゲによる集団作用の法則
  • G.N.ルイスによる化学活性の概念
  • 対数スケールの開発
  • ソーレンセンの初期濃度に基づくpHスケール

アプリケーション

  • 水質モニタリング
  • 農業における土壌検査
  • 臨床診断(血液ガス分析)
  • 食品・飲料製造
  • 化学合成
  • 医薬品製剤

特許:

NA

潜在的なイノベーションのアイデア

  • real-time cellular pH monitoring using nano-sensors
  • automated pH control systems for bioreactors
  • smart soil sensors for precision agriculture
  • ウェアラブル sensors for monitoring sweat pH for health diagnostics
  • pH-responsive drug delivery systems
  • advanced corrosion monitoring systems in industrial pipelines
  • ocean acidification tracking buoys with high-precision pH probes
  • on-chip 電気泳動 systems with integrated pH gradients
  • self-calibrating pH meters for long-term unattended deployment
  • AI-driven water treatment plants that optimize chemical dosing based on real-time pH data
関連キーワード:pH、水素イオン活性、対数、電気化学、分析化学、IUPAC、濃度、水溶液、酸性度、pOH。

歴史的背景

PH

1920
1921
1924
1924
1925
1926
1927
1920
1921
1922
1924
1925
1926
1926
1927

(日付が不明または関連性がない場合、例えば「流体力学」などでは、その注目すべき出現時期の概算値が提示されます。)

10年目 周年

フルサイズの画像とダウンロードは、登録会員のみが100%無料で利用できます。