本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
我記得在學校很早的時候就學到了酸和鹼（或酸和鹼性物質）。酸是像檸檬汁一樣尖銳的醋味物質，而鹼是像石灰水或苛性鈉一樣的肥皂狀物質。我們還學習了 pH 標度，它衡量物質的酸度或鹼度。pH 標度從 1-14，pH7 是完全中性的，即水。任何 pH 值非常低的物質都是酸性的，而 pH 值高的物質是鹼性的。
直到後來我才發現 pH 標度實際上意味著什麼，當我弄明白時，它徹底顛覆了我的認知。我一直以為它要麼代表兩個詞，要麼是以某人的名字命名的。我有時會想為什麼它被寫成那樣（小寫 p，大寫 H），但從來沒有認真地問過它。
首先，那個 H 不是一個 H。它大寫的原因是因為它是氫的符號。
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p 也不是一個 p，它是一個用作數學運算速記的字母。具體來說，運算是“ -log10”。我一直以為的字母 pH 實際上是一個科學公式，氫離子濃度的 -log10
pH = - log10[H+]
考慮到這一點，pH 標度作為酸度的衡量標準就更有意義了。酸有幾種不同的定義，但總的來說，它們是在溶液中可以產生氫離子的物質。pH 是一種顯示它們釋放多少氫離子而無需計算所有離子的方法。pH 也沒有單位，這對於像我這樣覺得單位令人困惑的人來說非常有用。
為了呈酸性，物質必須含有氫，以可以釋放到水中的形式存在。像 CH4（甲烷）這樣的物質不是酸性的，因為所有四個氫都非常緊密地結合在碳上，並且不會移動。CH4 的 pH 值是中性的，約為 7。另一方面，像鹽酸 HCl 這樣的物質透過極性離子鍵結合在一起，當放入水中時，氫會分解形成氫離子，使液體呈酸性。因此，HCl 具有非常低的 pH 值，是一種非常強的酸。
pH 值為 5 或 6 的弱酸稍微複雜一些。這些酸是在化合物可以釋放氫離子，但只能非常微弱地釋放氫離子時形成的。例子通常是有機化合物，它們雖然在其化學結構中有很多氫，但在溶液中很少有氫可以分解出來。乙酸 (HC2H3O2) 是一種弱酸，因為只有方程式前面的氫可以離解，而且這樣做在能量上不是很有利。
我真的很喜歡“pH”具有實際的化學和數學意義，而不僅僅是一組隨機的字母。雖然酸度的數學原理隨著你深入化學領域會變得有點複雜，但 -log10[H+] 仍然是酸度和鹼度的主要定義。
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