pH值,亦称氢离子浓度指数、酸碱值,是 溶液中氢离子活度的一种标度,用来表示溶液的酸碱程度。pH值是通过测量物质中氢离子(H+)的浓度来确定的,其范围从0到14,其中7表示中性。小于7的pH值表示酸性,而大于7的值则表示碱性。pH值的变化会影响许多生物化学反应,包括体内的酶活性和血液的氧运输。如果pH值过低或过高,就可能导致代谢紊乱和疾病。
具体来说,在标准温度和压力下,pH值与氢离子浓度([H+])的关系可以用以下公式表示:
[ pH = -log_{10}[H+] ]
其中,[H+]表示氢离子的活度,单位为mol/L。pH值小于7说明H+的浓度大于OH-的浓度,溶液呈酸性;pH值大于7则说明H+的浓度小于OH-的浓度,溶液呈碱性;当pH值等于7时,溶液呈中性。
pH值在许多领域都有广泛应用,包括化学、生物学、医学和环境科学等。例如,在医学中,人体血液的pH值正常范围在7.35到7.45之间,低于7.35的会引起酸性中毒,而高于7.45则可能引起碱中毒。在环境科学中,pH值是评价水体酸碱度的重要指标,对于水质控制和污水处理具有重要意义。