◇◇新语丝(www.xys.org)(xys3.dxiong.com)(www.xysforum.org)(xys2.dropin.org)◇◇   从pH值说起   作者:pingshcn   pH值是个在生活中还挺常见的化学名词,在提到液体酸碱性的时候经常用到 这个词,比如说酸雨的时候,pH小于5.6的雨水为酸雨。由于这个词有化学专业 背景,因此也经常被一些有意无意的骗子拿来扯虎皮,比如一些“保健”饮用水 及设备生产商等。但可惜的是骗子“往往”毕竟是骗子,经常要出点明显的差错, pH经常被写成PH,也就是小写的p被写成大写的P。这个错误在没有专业背景的人 来说,不值一提,但这个往往直接能说明那个专业“保健”公司是个骗子公司 (到目前我没发现例外),因为真正有专业背景的人一般不会在重要文件里犯这 样的失误。pH来源于“power of hydrogen”,里面的p表示取H离子(离子是微 观粒子的一种状态,带电荷)浓度的负对数,比如,对于氢离子浓度为0.01摩尔 /升(摩尔/升为浓度的单位),那么该溶液的pH值为-lg0.01=2。因为在需要知 道pH值的体系里,氢离子浓度往往小于1摩尔/升,如果取对数的话,结果也往往 是负值,取负对数无非就是了得到正值,从而带来一些便利。取负对数的方法在 常数的表示上很常见(如果该常数很小),比如酸的电离常数,pKa,其中p表示 取负对数,Ka为电离常数(电离是一种分解过程)。有pH值的计算方法得知,对 于pH值相差为1的两个溶液,其氢离子浓度相差正好10倍。   除了作为pH的误写外,PH指什么呢?在一般的化学里没有这样的指标,至少 肯定不是用来表示溶液的酸碱性质的。一些骗子公司大概是为了表示正式,常把 小写的p写成大写的P,而这往往是他们露馅的时机。在我看来这个经常是判断这 类公司信用的第一个入口。随便google下,就能发现如下露馅者们:   碱性保健水杯,托玛琳保健杯,世罕泉天然苏打水,水宜生,好美电解水机 等等,很多,懒得一一列举。希望这些公司或产品为了自己的“声誉”以后能重 视这样的“门面”问题。   纯水为中性,25度时其pH值为7.0,小于这个值的溶液为酸性,高于这个值 为碱性。纯水也会电离(一种分解过程,分解出带电荷的离子),电离出氢离子 H+和氢氧根离子OH-(+和-号为上标,表示正电和负电),已经证明在25度的时 候,水溶液(无论是否含有酸或碱)里面的氢离子和氢氧根离子的浓度的乘积为 常数,总是等于10的-14次方,比如,当氢离子浓度为0.1摩尔/升时,氢氧根离 子浓度必定为10的-13次方摩尔/升。   水的电离过程可以表示如下: H2O == (H+) + (OH-),这并非数学里的方 程式,在此只表示一个过程,即一个水分子可以分解出一个氢离子和一个氢氧根 离子。由于水的该分解程度受温度影响,因此纯水(不含任何杂质)中的pH值并 不总是为7.0, 泛泛地说,酸性是指溶液里氢离子多过氢氧根离子。   一般而言,pH值不会出现小于0或大于14的状况,这样的溶液里氢离子或氢 氧根离子的浓度就很大了(超过1摩尔/升),溶液的酸性或碱性就会直接用浓度 来表示,而非pH值了。   生活中常见的酸最典型的可能算酸醋了,这个物质的名称在化学里正好倒过 来,叫醋酸,也叫乙酸,食用酸醋一般是6%左右的醋酸溶液,根据其电离常数可 以计算出其pH值为2.4左右,直接喝酸醋当然会觉得很酸。其实我们身体里有比 这个更酸的:胃液,其pH常在2以下,即比酸醋要酸5倍左右(氢离子浓度大5倍 左右)。从这里可以基本看出那些要我们喝碱性水的骗局了,水喝进人体后从口 腔食道下来后,就到了胃,无论喝进的水有多碱性,到这里统统是酸性了。以胃 液体积为10毫升为例,如果要把这些pH值为2的胃液变成pH为7的中性水,需要pH 值为8.4的碱性水40000毫升,得一下子增加40公斤“体重”。能否喝碱性更大的 水呢?技术上当然可以,往下灌就是了,不过实在没人愿意,市场上也没有高过 这个pH值的碱性饮用水。相反,人们往往喜欢吃酸性的东西:吃醋,山楂,杨梅, 葡萄等等,相信很多人有这些东西吃多了,第二天牙齿酸软只能吃豆腐的经验。   上面说了纯水的pH值在25度时为7.0,这是理论值,而我们实际生活中的纯 水是应该偏离这个值的,因为那纯水不“纯”,因为里面含有二氧化碳,这是一 种气体,生活中的燃烧都能产生二氧化碳,这个气体在水里的溶解量还不算太小, 1升水里能溶解接近1升的二氧化碳(远大于氧气和氮气在水里的溶解量)。而二 氧化碳溶解于水后,又能变成碳酸,顾名思义,碳酸是酸性的,但很弱,饱和的 碳酸的pH值在5.6左右,这也是定义酸雨是pH值小于5.6的雨水的原因。   除了以上两个经常和人们打交道的酸以外,还有一些酸跟日常生活密切相关: 氨基酸,不过没有这样的饮料,也就是说一般而言我们不用直接品尝氨基酸的味 道,也不用在意其pH值等参数指标的,直接接触也没有什么伤害。   三大著名工业强酸,硫酸、盐酸和硝酸,这些一般不会出现在我们的生活里, 只有在相关工厂、学校和实验室等地方出现。这些酸的腐蚀性(浓度较高的情况 下)都比较强,比如明显加速服饰的“衰老”。   跟酸相对的是碱,碱性是指溶液里氢氧根离子多于氢离子,在生活中最有代 表性的碱当属熟石灰(学名氢氧化钙),工业中最常见的是烧碱(学名氢氧化 钠)。纯碱(碳酸钠)也是常见的一种碱性物质,而这个物质虽然名字里有个 “纯”字,但其实并非是严格意义上的碱,而是一种盐,跟食盐同类。能食用的 小苏打(学名碳酸氢钠)也是碱性的,它是一种弱碱。其实很多人都尝过纯碱和 小苏打的味道,小苏打常被用做馒头发酵粉,加热后小苏打能分解,生成纯碱, 这也是发酵粉多了,馒头常有点涩的原因。而所谓的苏打水,一般就是小苏打稀 溶液。   在生活中是不是看见物质名词里含有“酸”字,那东西就有酸性呢?不是的。 上面已经提过了纯碱(碳酸钠)的例子,这样的“酸”不过是给物质取名字的需 要,不表示该物质的性质,俗称水玻璃的硅酸钠溶液的碱性很强,直接接触能损 伤皮肤。 (XYS20090127) ◇◇新语丝(www.xys.org)(xys3.dxiong.com)(www.xysforum.org)(xys2.dropin.org)◇◇