主な違い – pH vs 酸度

pH と酸性度は、互いに説明し合う関連用語です。

酸性とは、溶液中に存在するヒドロニウムイオンの量のことで、pH は溶液中に存在するヒドロニウムイオンの量を測定するために使用される尺度です。

したがって、pHはシステムの酸性度を定量化することができる。

これらの用語は、水域の挙動や特性を説明する水生化学でよく使用されます。

pHと酸度の主な違いは、pHが溶液の酸性度または塩基性度を定量的に測定するのに対し、酸度は溶液の酸性度を定性的に測定することである。

pHとは

pHとは、システムの酸性度や塩基性度を測定するために使用される尺度です。

一般に、pHは1～14の範囲で示される。

これらのpH値は対数値であるため、単位はない。

pHは、ヒドロニウムイオン濃度の逆数の対数として定義することができます。

これを数学記号で表すと次のようになります。

pH = -log10[H3O+(aq)] となります。

系のpHは、その系が酸性か塩基性かを示すことができる。

pH7は中性pHとみなされる。

これは、pH 7では正味の酸性または塩基性が存在しないためです。

しかし、特定の系のpH値がpH 7を下回る場合、その系は酸性系として知られています。

ここでは、より多くの酸性種が存在する。

もし、ある系のpHがpH7以上であれば、その系は塩基性系と呼ばれます。

ここでは、より多くの塩基性種が存在する。

系のpH値を計算する場合、ヒドロニウムイオンの濃度は単位mol/Lで取られます。

したがって、系のpHを計算するためには、まずH3O+の濃度を測定し、それを上記の式に用いる必要がある。

塩基性の場合は、pHの代わりにpOH値を測定する。

pOHの計算方法はpHと同じですが、OH-濃度を先に測定します。

図1：pHメーター

pHはpHメーターで簡単に測定することができる。

上の図は、その一例です。

pHメーターのプローブを溶液に浸すと、溶液のpHが測定されます。

浸漬後、”read “ボタンを押します。

すると、その溶液のpHが画面に表示されます。

酸味とは

酸味とは、特定の系の酸性の度合いを示す。

酸性度は、溶液中のヒドロニウムイオン（H3O+）の存在によって示される。

したがって、酸性度は、特定の系に存在するヒドロニウムイオンの量と定義することもできる。

溶液の酸性度はpHで測定される。

酸性の性質が強い物質は酸と呼ばれます。

これらの物質は電離によってプロトン（H+イオン）を放出することができ、溶液中でヒドロニウムイオンを形成することができます。

このヒドロニウムイオンが溶液の酸性の原因となる。

イオン化の仕方によって、強酸と弱酸があります。

強酸は完全にイオン化し、溶液中に可能な限りのプロトンを放出することができます。

弱酸は部分的にイオン化してプロトンの一部を放出し、その結果、平衡状態になります。

酸の解離定数は、溶液の酸性度を知る手がかりとなります。

例えば、酸 “HA “の解離を考えてみましょう。

HA + H2O A- + H3O+ となります。

HA の酸解離定数は次のように与えられます。

Ka = [A-][ H3O+] / [HA] です。

上式によると、ヒドロニウムイオン濃度の変化により、Ka値が変化します。

したがって、溶液中のKa値が高いほど酸性であることを意味します。

Ka値が低ければ、その溶液は弱酸性です。

ある酸は1つのプロトンを放出する（または1つのヒドロニウムイオンを形成する）ことができますが、他の酸はより多くのプロトンを放出することができます。

したがって、溶液の酸性度は、そこに存在する酸性物質1分子がどれだけのヒドロニウムイオンを形成するかにも依存する。

酸度は、リトマス試験紙を使って簡単に求めることができる。

リトマス紙をある溶液に浸して、青いリトマス紙が赤色に変われば、その溶液は酸性溶液であることがわかります。

上の図は、過塩素酸の構造を示しています。

放出されるプロトン（H+イオン）は1個です。

つまり、一価の酸です。

過塩素酸の水溶液は、酸性度が高い。

pHと酸の関係

• pH と酸度は、どちらも溶液の酸性度を測定することができます。
• pH は酸性度を定量的に測定するものです。
• 酸性度は溶液中に存在するヒドロニウムイオンの量であるため、pHは酸性度の逆数の対数値です。
• pH 値が高いほど、酸性度が低い。
• pH 値が低いほど、システムの酸性度は高くなります。

pHと酸の違い

定義

pH。

pHは、ヒドロニウムイオン濃度の逆数の対数で定義できる。

酸度。

酸度とは，特定の系の酸性度のこと。

自然

pH：溶液の酸性度、塩基性度を定量的に測定したものです。

酸度。

酸性度は、溶液の酸性度を定性的に測定するものです。

単位

pH：pH値は無単位です。

酸度。

酸度はmol/L単位で測定できる。

基本性能

pH：pH は溶液が酸性か塩基性かを示す。

酸度。

酸度は溶液が塩基性であるかどうかを示すことはできない。

結論

純水は酸性や塩基性の種が溶けていないため、pH値7が与えられています。

しかし、私たちが普段使っている水のpH値は、6.5～7.5程度であることが多い。

これは、水が良質の溶媒であるため、多くの化学種が水に溶けているためです。

しかし、水の酸性度はpHで示される。

pH値が7以下のものは酸性と呼ばれます。

pHが非常に低い場合（pH=2程度）は強酸性、pH7に近い値（ただし7以下）は弱酸性と呼ばれる。

したがって、pHと酸性度の違いとその関係を理解することは非常に重要です。