在水溶液中同时存在H ₃O ⁺和OH ^-，它们的含量不同，溶液的酸碱性也不同。室温时

在生产和科学研究中，经常使用一些H ₃O ⁺浓度很小的溶液，如血清中[H ₃O ⁺]=3.98×10 ^-3mol·L ^-1，书写十分不便。为此，常用pH值即氢离子浓度的负对数值来表示溶液的酸碱性，即

溶液的酸碱性也可用pOH表示，pOH是OH ^-离子浓度的负对数值

在298.15K时，水溶液中[H ₃O ⁺][OH ^-]=1.0×10 ^-14，故有pH+pOH=14。

当溶液中的H ₃O ⁺浓度为1～10 ^-14mol·L ^-1时，pH值范围在0～14。如果溶液中的H ₃O ⁺浓度或OH ^-浓度大于1mol·L ^-1时，可直接用H ₃O ⁺或OH ^-的浓度来表示溶液的酸碱性。

pH值在医学上具有非常重要的作用。生物体中的一些生物化学变化，只能在一定的pH值范围内才能正常进行，各种生物催化剂——酶也只有在一定的pH值时才有活性。人体的各种体液都有各自的pH值范围，表2-2列出了正常人各种体液的pH值范围。

在误差允许范围内，一元弱酸或弱碱水溶液pH值的计算，可使用简化公式。例如，在浓度为 c _a（mol·L ^-1）的弱酸HA的水溶液中，存在着两种质子传递平衡。

H ₃O ⁺、A ^-、OH ^-和HA四种物质的浓度都是未知的，要精确求得[H ₃O ⁺]，计算相当麻烦。因此，我们可考虑采用下面的近似处理。

（1）当 K _a c _a≥20 K _w时，可忽略水的质子自递平衡，认为溶液中的[H ₃O ⁺]主要来源于弱酸HA的解离，即

式（2-5）为一元弱酸溶液中计算[H ₃O ⁺]的近似式。

（2）当 K _a c _a≥20 K _w，且 c _a/ K _a≥500时，溶液中弱酸 HA的解离程度极小，[HA]= c _a-[H ₃O ⁺]≈ c _a，即

式（2-6）是计算一元弱酸溶液中[H ₃O ⁺]的最简式。采用最简式计算，误差不大于5%。同理可导出一元弱碱溶液酸度的计算公式

当 K _b c _b≥20 K _w时，

当 K _b c _b≥20 K _w，且 c _b/ K _b≥500 时，

必须注意，仅当弱酸（或弱碱）的 K _a c _a（或 K _b c _b）≥20 K _w，并且同时满足 c _a/ K _a（或 c _b/ K _b）≥500，才能使用最简式进行计算，否则将造成较大的误差。

例2-3 计算0.100mol·L ^-1HCN溶液的pH值。

解 HCN为一元弱酸，查表知 K _a=6.2×10 ^-10

因为 K _a c _a=6.2 ×10 ^-11≥20 K _w， c _a/ K _a=0.100/（6.2 ×10 ^-10）＞500，故可用最简式进行计算

例2-4 计算0.100mol·L ^-1CH ₂ClCOOH（一氯乙酸）溶液的pH值（已知 K _a=1.4×10 ^-3）。

解 CH ₂ClCOOH为一元弱酸，因为 K _a c _a=1.4×10 ^-3×0.100=1.4×10 ^-4≥20 K _w， c _a/ K _a=0.100/（1.4 ×10 ^-3）＜500，故应采用近似式计算

例2-5 计算0.100mol·L ^-1NaAc溶液的pH值。

解 NaAc为一元弱碱，已知 K _a（HAc）=1.75 ×10 ^-5，HAc与 Ac ^-为共轭酸碱对，则

由于 K _b c _b≥20 K _w， c _b/ K _b=0.100/（5.8 ×10 ^-10）＞500，