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pH

1924
  • Søren Peder Lauritz Sørensen
  • G. N. Lewis
  • IUPAC
在分析化学中使用数字仪表测量实验室 pH 值。.

(图片仅供参考)

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.

由于单个离子的活性无法独立测量,因此 IUPAC 已制定了操作性定义。该定义基于一个基准标准参比池和一系列具有指定pH值的认证标准缓冲溶液。实际的pH测量方法是将样品溶液中电极的电位与其在这些标准缓冲溶液中的电位进行比较,从而有效地根据已建立的标度校准测量结果。这确保了全球范围内测量的pH值的一致性和可比性。

UNESCO Nomenclature: 2201
分析化学

类型

抽象系统

中断

基础

用法

广泛使用

前体

  • 阿伦尼乌斯酸碱理论
  • 古尔德伯格和瓦格的质量作用定律
  • GN Lewis 的化学活性概念
  • 对数尺度的发展
  • 索伦森的基于初始浓度的pH标度

应用程序

  • 水质监测
  • 农业土壤测试
  • 临床诊断(血气分析)
  • 食品和饮料生产
  • 化学合成
  • 药物制剂

专利:

NA

潜在创新理念

  • 使用纳米传感器实时监测细胞pH值
  • 生物反应器的自动pH控制系统
  • 用于精准农业的智能土壤传感器
  • 可穿戴 sensors for monitoring sweat pH for health diagnostics
  • pH响应性药物输送系统
  • 工业管道先进腐蚀监测系统
  • 配备高精度pH值探头的海洋酸化跟踪浮标
  • on-chip 电泳 systems with integrated pH gradients
  • 可长期无人值守部署的自校准 pH 计
  • 人工智能驱动的水处理厂,可根据实时 pH 数据优化化学剂量
相关术语:pH值、氢离子活度、对数、电化学、分析化学、IUPAC命名法、浓度、水溶液、酸度、pOH值。

历史背景

PH

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

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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