私は学校でかなり早い時期に酸と塩基（または酸とアルカリ）について学んだことを覚えています。 酸はレモン汁のような鋭い酢のような物質で、アルカリは石灰水や苛性ソーダのような石鹸のような物質でした。 また、物質の酸性・アルカリ性を表すpHスケールも習いました。 pHは1～14まであり、pH7は完全な中性、つまり水です。 pHが非常に低いものは酸性で、高いものはアルカリ性です。

pHスケールの実際の意味を知ったのは後になってからでしたが、知ったときには完全に驚かされましたね。 私はずっと、2つの単語の頭文字をとったものか、誰かの名前に由来するものだと考えていました。 手始めに、H は H ではありません。大文字なのは、それが水素のシンボルだからです。 具体的には、”-log10 “という演算です。 私がpHという文字だと思い込んでいたのは、実は科学式で、水素イオンの濃度の-log10：

pH = – log10

そう考えると、pHスケールは酸度を表すものとして、より理にかなっていることがわかりますね。 pHには単位がないので、私のように単位がわかりにくい人間には非常に便利です。 CH4（メタン）のような物質は、4つの水素がすべて炭素に非常に強く結合しており、どこにも移動しないので酸性ではありません。 CH4のpHは中性で、7程度です。 一方、塩酸（HCl）のような物質は、極性イオン結合によって結合しており、水の中に入れると水素が離れて水素イオンとなり、液体を酸性にします。

pH5や6の弱酸は、もう少し複雑なものです。 これは、化合物が水素イオンを放出することができるが、非常に弱い場合に形成されます。 例としては、有機化合物が多く、化学構造上多くの水素を持っていますが、溶液中で分解できるものはごくわずかです。 酢酸 (HC2H3O2) は弱酸で、方程式の先頭にある水素だけが解離することができ、そうすることはエネルギー的にあまり有利ではありません。

pH スケールと各 pH の物質のリスト。 上部が酸、下部が塩基。

私は、「pH」が単なるランダムな文字の集合ではなく、実際の化学的および数学的意味を持つという事実が気に入っています。 酸性度の数学は、化学に進むほど少し複雑になりますが、それでも -log10 は酸性度とアルカリ度の両方の主要な定義です。

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