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「pH」
という言葉を聞いたことがあると思います。
これは「ペーハー」もしくは「ピーエイチ」と呼ばれるもので、
このpHの概念は化学において非常に重要なものです。
pHなくして化学は語れないし、
pHを理解していなければ化学は絶対に理解できません。
あんまり長いことは話さないのですが、
一応「pHっていうものがあるんだよ」っていうことを皆さんにもお伝えしておきたいので、
簡単にpHの説明をしておきたいと思います。
最初に言っておきますが、
これは、完全に化学の授業ですよ（笑）
変な数式が出てくるのを覚悟してください(^-^;ぇ
◎pH（ピーエイチ/ペーハー）とは
pHとは、
溶液の水素イオン濃度を対数換算して表した指数です。
日本語で言うとしたら「水素イオン濃度指数」です。
こうやって言うと
なんのこっちゃわからんですよね。
簡単に言えばpHとは溶液の酸性、中性、アルカリ性を数値化したものです。
このように、pHは「０」から「１４」の数値で表され、
０が最も小さく、
１４が最も大きい数値になります。
そして
pHが０に近づくほど強酸性
pHが１４に近づくほど強アルカリ性
となり、
pHが７となると完全に中性です。
人間の肌表面はpHがおよそ5．5～6.5くらいと言われています。
その為人間の肌表面は「弱酸性」だと言われるわけなのです。
他の例は上の画像を参照していただけると良いですね。
ちなみに市販のシャンプーは大体pHが７～８程度、
石鹸は１０弱くらいで、
良いシャンプーになるとpHが５．５から６．５くらいになってます。
そして塩酸や硫酸のような強力な酸はpHが１以下で、
水酸化ナトリウムや水酸化カリウムみたいな強力なアルカリはpHがほぼ１４になってます。
こうやってpHの概念が分かればその溶液の危険性や安全性も、
数字を見ただけで判断できます。
ところで、pHが溶液の酸やアルカリを表す数値であることは分かりましたが、
結局pHというものが何者なのかはよくわかりませんよね。
最近では簡単にpHを測定できるpHメーターが売られてますが
pHの計算ってどうやるのでしょうね。
pHをしっかりと理解するにはpHが何を基準に定められた値なのかを知る必要があります。
一番最初にも言いましたが、
pHというのは溶液中の「水素イオン」の濃度から算出する値です。
溶液中の水素イオンの濃度さえ分かれば簡単に計算できます。
ちょっと待って「水素イオン」ってなんだ？
というのが一般的な感想でしょう。
ちょっとオカルトっぽい名前ですよね。
例えば強力な酸なんかを水に溶かすと、
強力な酸は「水素イオン」という物質を放出します。
これは塩酸を例にした時の式です。
このように塩酸は水に溶けるとほぼ100％このような反応を起こして、
水素イオンと塩化物イオンに分かれます。
その時に加えた塩酸の量が０．１molという量だったら、
（molという単位のことは深く考えないでくださいね）
水素イオンも同様に０．１mol発生します。
これがもしも１Lの水に対しての数値であれば、
水素イオンは０．１mol/Lだけ存在することになり、
これで水素イオンの濃度がわかったことになります。
水素イオンの濃度が０．１mol/LのときのpHは、
およそ「１」になります。
計算の仕方は、水素イオン濃度の数字を分数で表し、
その分母の「０」の数がpHの値と同じです。
０．１であれば、１/１０なので、
塩酸 ０．１mol/L の pHは 「１」 です(^-^)
あれ、でも上の画像では塩酸は「０」って書いてありますよね…
ここがpHの難しいところですよね。
実は上の画像に書いてあるpHの例は変動します！
そう、溶かす酸やアルカリの濃度によって変動するものなので、
これがこの辺！というのはなかなか難しいのです。
例えば塩酸１mol/Lならば限りなく０に近いですね。
ものすごく強力な酸になります。
さてここで問題です。
pHは水素イオン濃度に依存していることが分かりましたね。
ではpHが１０のセッケンと、pHが６の弱酸性シャンプーでは、
どのくらいの水素イオン濃度の差があるでしょうか。
これそんなに難しい問題ではないですよ。
さっき言ったように、
pHの値は濃度を分数にしたときの分母の０の数ですから、
セッケンで言えば分母は１００００００００００で、
弱酸性シャンプーで言えば１００００００になります。
つまり水素イオン濃度で言えば１００００倍の差があります。
実は水素イオンがたくさん発生するほど強力な酸になり、
水素イオンがなくなるほど強力なアルカリになります。
つまり僕らにとってみれば弱酸性のpH６あたりを基準に考えれば、
セッケンなどは１００００倍も基準からズレたアルカリ性ということになるのですね。
へー結構怖いですね。
まぁ本当はアルカリ性の水素イオン濃度なんて測れないのでこの計算はある意味間違っていますけどね(^-^;
以上とりとめの無い記事で申しわけありません…m(_ _;)m
とりあえず
pHを簡単に説明するのは非常に難しいということが分かりました。(ｰｰ;)笑
※
アルカリ性の場合は水素イオンが発生しないので、代わりに「水酸化物イオン」というものの濃度で「pOH」というものを求め、逆酸してpHを求めます。
強アルカリの水酸化ナトリウム０．１molを１Lの水に溶かすと、水酸化物イオン濃度も同様に０．１mol/Lになるなので、同様の求め方でpOH＝１が導けます。
pH＝１４－pOHという決まりがあるので、
水酸化ナトリウム０．１mol/LのpHは１３ということになります。
※
「pH」の「p」とは「-log(10)」という数式を表す文字です。「H」はそのまま「水素イオン濃度」を表しています。
上で紹介しているpHの計算方法はかなり簡略化して言っているために簡単ですが、本来は-logを用いた対数の計算になるので結構難しいです（苦笑）
あんなに簡単に計算ができるのは100％電離すると考えられる強酸・強塩基だけで、電離度が異なる弱酸や弱塩基では非常にややこしい計算式になります。
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