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水素イオン濃度指数(pH)

最終更新日 2019年8月22日

1 酸性とアルカリ性

水の中に物質が溶けていると、その水(水溶液)は「酸性」、「中性」、「アルカリ性」のうちのいずれかの性質を示しますが、水溶液がどの性質であるかを簡単に見分けるには、理科の実験で使った「リトマス試験紙」(リトマス紙)が使われます。

(1) 酸性
酸性の水溶液を青色のリトマス試験紙にたらすと、赤色に変わります。
酸性の液(例えば酢やレモンの汁)は、なめるとすっぱい(酸っぱい)味がします。
この酸性の性質は、水溶液の中に存在している水素イオン(H+)の働きによるもので、このH+の量により、酸性の強さが決まります。

(2) アルカリ性
一方、アルカリ性の水溶液を赤色のリトマス試験紙にたらすと、青色に変わります。
アルカリ性の液(例えば石けん水や灰汁)は、なめると苦く、指で触れるとヌルヌルしています。
このアルカリ性の性質は、水溶液の中に存在している水酸イオン(OH-)の働きによるもので、このOH-の量により、アルカリ性の強さが決まります。

(3) 中性
中性は、酸性とアルカリ性のちょうど中間に位置し、そのいずれの性質でもありません。

2 水素イオン濃度指数とは...

酸性やアルカリ性の強さはリトマス試験紙である程度わかりますが、その強さを数値で表す場合には、「水素イオン濃度指数」(pH = ピーエッチ 又は ペーハー)という尺度を用います。
水素イオン濃度指数(pH)とは、水溶液中に存在する水素イオン(H+)の濃度を示す数値であり、水溶液の酸性/アルカリ性の強さを示す尺度として用いられています。
水素イオン濃度は、例えば 10-6.5 のように小数点以下にゼロが多く並ぶ非常に小さな数値で、そのままでは扱いにくいので、この羃指数の -6.5 に注目して、その絶対値 (6.5) をとって正の数値にしたものが、水素イオン濃度指数(pH)です。
即ち pHは、次式に示すように、水溶液中の水素イオン濃度の逆数をとった数値(1/H+)を、さらに常用対数(Log10)で変換した数値です。


pH



3 pHの値

pHは、0~14の範囲の値をとりますが、酸性、中性、アルカリ性に対応する pHの範囲は次のとおりです。

pH範囲
酸性中性アルカリ性
0<pH<7 pH=7 7<pH<14 

温泉など特殊な例を除いて、河川などでは通常は pH=7 前後の中性に近い値となっています。
また、雨水の場合は、大気中の二酸化炭素(CO2)が雨水の中に溶け込んで飽和しているため、通常は pH=5.6 程度の値となっています。このため、pH が5.6より低い場合を一般に「酸性雨」と呼びます。

pHは、川や海の水の性質として重要な要素であり、「生活環境項目」の一つとして、水域ごとにその類型に対応した環境基準が設定されています。

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