hydrogenionkonsentrasjon

Hydrogenionkonsentrasjon er et mål på hvor mange hydrogenioner (H+) som finnes i en løsning per liter. Den vanligste enheten er mol per liter (mol/L). Forholdet mellom hydrogenionkonsentrasjon og pH beskrives av pH-verdien, definert som pH = -log10[H+]. Når [H+] er høy, er pH lav og løsningen sur; når [H+] er lav, er pH høy og løsningen basisk.

I vann ved standardbetingelser er [H+] og [OH-] like store i ren vann, hvilket gir pH 7,0 ved 25°C. Produktet av konsentrasjonene av hydrogenioner og hydroksidioner, Kw = [H+][OH-] = 1,0×10^-14 mol^2/L^2 ved 25°C. Dette betyr at økt surhet (høy [H+]) vanligvis kommer på bekostning av [OH-], og omvendt. pH-verdien kan derfor også påvirkes av temperatur; Kw varierer med temperatur, og dermed forholdet mellom [H+] og [OH-].

Hydrogenionkonsentrasjonen kan endres av syrer og baser. Sterke syrer gir store økninger i [H+], mens svake syrer gir mindre, ofte sammen med konjugerte baser. Bufferløsninger består av en svak syre og dens salt av konjugert base og opprettholder relativt konstant pH ved mindre tilsetninger av syre eller base. Henderson-Hasselbalch-ligningen gir en tilnærming til pH i buffersystemer: pH = pKa + log10([A-]/[HA]).

Praktiske anvendelser av kunnskap om hydrogenionkonsentrasjon finnes i kjemi, biologi, medisin og miljøvitenskap. For eksempel har blodets pH et strengt regulert område (omtrent 7,35–7,45) for at kroppens enzymer skal fungere riktig, mens magesyre i magen har et svært lavt pH (rundt pH 1–3) for å nedbryte mat. Måling av pH og justering av syre-base-forhold er derfor sentralt i industrielle prosesser, jord- og vannkvalitetsanalyser og biokjemiske studier.