pH 与酸碱性判断
把一片紫色石蕊试纸分别放入白醋和肥皂水中，试纸会显示出截然不同的颜色——一个变红，一个变蓝。这两种液体的差别，归根结底来自溶液中氢离子浓度的不同。为了把这种“酸碱程度”的差异用一个统一的数字来衡量，科学家引入了 pH（酸碱度）这个概念。pH 是判断溶液酸碱性最直接的工具，也是生活、医学、工农业生产中最常用的化学指标之一。
什么是 pH
pH 读作“pH 值”，是表示溶液酸碱程度的数值。它的取值范围通常在 0 到 14 之间。
溶液的酸碱性，本质上由溶液中氢离子（）和氢氧根离子（）的相对多少决定：
酸性溶液中， 的浓度大于 的浓度；碱性溶液中， 的浓度大于 的浓度；中性溶液中，两者浓度恰好相等。
pH 的大小与氢离子浓度之间有如下规律：
pH = 7 是中性的分界线：小于 7 是酸性，数值越小酸性越强；大于 7 是碱性，数值越大碱性越强。纯水在常温下 pH = 7，是最典型的中性液体。
例题 1
下列四种溶液，pH 分别为 2、7、9、13，请判断各溶液的酸碱性，并说明哪种溶液酸性最强。
解析：
pH = 2，小于 7，为酸性，且数值最小，酸性最强；pH = 7，恰好等于 7，为中性；pH = 9，大于 7，为碱性；pH = 13，大于 7，为碱性，且碱性强于 pH = 9 的溶液。
答： pH = 2 的溶液酸性最强；pH = 7 为中性；pH = 9 和 pH = 13 均为碱性，后者碱性更强。
pH 与酸碱强弱的关系
pH 的数值并不是均匀变化的——pH 每相差 1，溶液中 的浓度相差 10 倍。这意味着 pH = 1 的盐酸，其 浓度是 pH = 3 的盐酸的 100 倍，酸性要强得多。
下面展示了 pH 与酸碱程度的关系：
pH 相差 1，溶液酸碱性的“强弱”就已经有非常显著的差距。生活中，正常雨水的 pH 约为 5.6，这是因为空气中的 溶于雨水形成了碳酸；而酸雨的 pH 低于 5.6，是大气中 、 等酸性气体溶入水中造成的，对植物和建筑物危害明显。
酸碱指示剂
单凭肉眼看不出溶液是酸性还是碱性，需要借助酸碱指示剂来显示。指示剂是一类在不同酸碱环境下会发生颜色变化的物质，通过颜色来“告诉”人们溶液的酸碱性。
最常用的两种指示剂是石蕊和酚酞。
石蕊
石蕊是一种天然染料，它在酸性溶液中变红，在碱性溶液中变蓝，在中性溶液中保持紫色。
酚酞
酚酞在酸性或中性溶液中无色，在碱性溶液中变为粉红色（玫瑰红）。
酚酞只能判断溶液是否为碱性，不能区分酸性和中性（两者都是无色）。石蕊可以区分三种情况，但只能定性判断，不能给出具体 pH 数值。若需要知道确切的 pH，需要使用 pH 试纸或 pH 计。
例题 2
向一瓶无色液体中滴入几滴石蕊溶液，液体变为蓝色。再向其中滴入几滴酚酞溶液，液体变为粉红色。请判断该液体的酸碱性。
解析：
石蕊变蓝，说明溶液为碱性；酚酞变粉红，进一步确认溶液为碱性，两者结论一致。
答： 该液体为碱性溶液，pH > 7。
pH 试纸与 pH 计
指示剂只能告诉我们溶液大致是酸性还是碱性，而 pH 试纸可以给出更精确的 pH 范围估计。
pH 试纸的使用方法：
用干燥洁净的玻璃棒蘸取少量待测液，涂抹在 pH 试纸上，等颜色变化稳定后，对照标准比色卡读出对应的 pH 值。
不能将 pH 试纸直接浸入溶液中测定，这样会污染待测液；也不能用水润湿 pH 试纸，否则会稀释溶液，导致测定结果偏离真实值。
对于要求更精确数值的场合（如医院检验、工厂水质监测），会使用pH 计（酸度计）。pH 计通过电极插入溶液后，直接在屏幕上显示精确的 pH 数值，精度可达小数点后两位。
例题 3
用 pH 试纸测定某溶液的 pH，操作中将 pH 试纸先用水润湿再使用。这样操作会使测定结果偏高还是偏低？说明理由。
解析：
用水润湿 pH 试纸，相当于用水稀释了待测液。若原溶液为酸性（pH < 7），加水稀释后酸性减弱， 浓度降低，pH 升高，测定结果会偏高（偏向中性）；若原溶液为碱性，加水稀释后碱性减弱，pH 降低，测定结果会偏低；若为中性溶液，结果不变。
答： 酸性溶液测定结果偏高，碱性溶液测定结果偏低，中性溶液不变。
生活中常见物质的 pH
pH 的概念并不只存在于实验室，生活中几乎所有液体都有各自的 pH。了解常见物质的 pH，有助于理解它们对人体和环境的影响。
人体血液的 pH 极为稳定，正常范围为 7.35～7.45。这一弱碱性环境对于酶的活性、氧气的运输至关重要。若血液 pH 偏离正常范围——低于 7.35 称为“酸中毒”，高于 7.45 称为“碱中毒”——都会对身体造成严重影响。
胃液的 pH 约为 1.5～2，强酸性环境有助于消化蛋白质，同时也能杀死随食物进入胃部的细菌。服用含碳酸氢钠（）的胃药，正是利用碱性物质中和过多的胃酸，缓解胃部不适。
例题 4
某同学测得四种液体的 pH 分别为：液体甲 pH = 3，液体乙 pH = 7，液体丙 pH = 10，液体丁 pH = 1。
（1）哪种液体酸性最强？哪种液体碱性最强？
（2）加入石蕊后，哪些液体会使石蕊变红？哪些会使石蕊变蓝？
中和反应与 pH 的变化
将酸和碱溶液混合，发生中和反应，溶液的 pH 会随加入的碱量（或酸量）而改变。
向盐酸中逐滴加入 NaOH 溶液，溶液 pH 的变化过程如下：
中和过程中，随着 NaOH 不断加入，溶液中 浓度逐渐减小， 浓度逐渐增大，pH 从小于 7 升高，经过 7，再升高至大于 7。
中和反应恰好完全时，溶液 pH = 7，呈中性。这个“恰好”的点称为“中和点”。实际操作中常用指示剂（如酚酞变色的临界点）或 pH 计来精确判断。
例题 5
向 20 mL 的 NaOH 溶液中逐滴加入稀盐酸，用 pH 计实时测定 pH 值，发现 pH 从 13 开始逐渐下降，当加入一定量盐酸后，pH 降至 7。
（1）pH = 7 时，溶液中的溶质是什么？
（2）继续加入盐酸，pH 将如何变化？溶液呈什么性？
解析：
（1）pH = 7 说明中和反应恰好完全， 与 恰好完全反应，生成 和 ，溶液中只有 （食盐）。
（2）继续加入盐酸，盐酸过量，溶液中有多余的 ， 增多，pH 继续降低，溶液变为酸性（pH < 7）。
答： pH = 7 时溶质为 ；继续加盐酸后，pH < 7，溶液呈酸性。
练习题
选择题
第1题【知识点：pH 与酸碱性的判断】
下列四种溶液，pH 最小的是酸性最强的，pH 最大的是碱性最强的。已知甲溶液 pH = 4，乙溶液 pH = 11，丙溶液 pH = 7，丁溶液 pH = 1。下列说法正确的是（ ）
A. 甲溶液酸性最强
B. 乙溶液呈中性
C. 丙溶液呈中性，丁溶液酸性最强
D. 丁溶液呈碱性
第2题【知识点：酸碱指示剂的颜色变化】
向某溶液中滴入几滴酚酞溶液，溶液不变色。下列关于该溶液酸碱性的判断，正确的是（ ）
A. 该溶液一定是酸性的
B. 该溶液一定是中性的
C. 该溶液可能是酸性或中性
D. 该溶液一定是碱性的
第3题【知识点：pH 试纸的正确使用方法】
用 pH 试纸测定溶液 pH 时，下列操作正确的是（ ）
A. 将 pH 试纸直接浸入待测溶液中，取出后比色
B. 用水润湿 pH 试纸后，再蘸取待测液进行测定
C. 用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测液，涂在 pH 试纸上，对照比色卡读数
D. 先用酒精灯加热待测液再测定，使颜色更明显
第4题【知识点：中和反应与 pH 的变化】
向一定量的稀盐酸中逐滴加入 NaOH 溶液，下列描述溶液 pH 变化趋势正确的是（ ）
A. pH 从大于 7 开始，逐渐升高，最终远大于 7
B. pH 始终保持在 7 不变
C. pH 从小于 7 开始，逐渐升高，经过 7，继续升高至大于 7
D. pH 从小于 7 开始，逐渐降低至 0
计算题
第5题【知识点：酸碱中和与溶质质量计算】
取 10 g 质量分数为 4% 的 NaOH 溶液，与足量稀盐酸完全中和，发生反应：
（1）计算参与反应的 NaOH 的质量；
（2）计算反应生成的 NaCl 的质量。
（相对原子质量：Na = 23，O = 16，H = 1，Cl = 35.5）
第6题【知识点：根据 pH 变化判断溶液酸碱性及计算】
某工厂排放的废水 pH = 3，显酸性，需要加入石灰石（ 含量为 80%）进行中和处理，使 pH 升至 7。其中 与废水中的盐酸发生如下反应：
现有废水中含 HCl 的质量为 7.3 g，计算：
（1）完全中和该废水中的 HCl，需要纯 的质量；
（2）需要加入该石灰石（含 80%）的质量。
（相对原子质量：Ca = 40，C = 12，O = 16，H = 1，Cl = 35.5）