酸度

在化學中，酸度（或稱中和值、酸值、酸度）表示中和1克化學物質所需的氫氧化鉀（KOH）的毫克數 。酸度是對化合物（例如脂肪酸）或混合物中游離羧酸基團數量的一個計量標準。酸度數值的大小，隨所用指示劑指示終點pH值的不同而異。典型的測量程式是，將一份分量已知的樣品溶於有機溶劑，用濃度已知的氫氧化鉀溶液滴定，並以酚酞溶液作為顏色指示劑。酸價可作為油脂變質程度的指標。

酸度的單位：mg/g，酸度指水中能與強鹼發生中和作用的物質的總量，包括無機酸、有機酸、強酸弱鹼鹽等。酸度的數值越大說明溶液酸性越強。

基本介紹

• 中文名：酸度
• 外文名：acidity
• 單位：mg/g
• 酸度：H+的平衡濃度為酸度
• 分類：無機酸度、游離CO2酸度、總酸度
• 學科：化學

定義

水溶液中淨的H⁺的平衡濃度為酸度，OH^-的平衡濃度為鹼度。環境化學中，酸度指水溶液中能與強鹼發生中和作用的物質的總量，包括無機酸、有機酸、強酸弱鹼鹽等。

為了更好的表示溶液的酸鹼性，科學家提出了酸度的概念AG=lg（c（H⁺）/c（OH^-））這個參數能很好地表達酸鹼範圍，和擴大原pH值的表示範圍。式中和分別代表氫離子和氫氧根離子的物質的量濃度。

概念

總酸度

又稱為可滴定酸度，是指食品中所有酸性物質的總量，包括已離解的酸濃度。

有效酸度

指樣品中呈離子狀態的氫離子的濃度（嚴格地講是活度），用pH計進行測定，用pH值表示。

揮發性酸度

指食品中易揮發的有機酸。

牛乳酸度

牛乳中有兩種酸度：外表酸度和真實酸度。

牛乳中的總酸度為外表酸度和真實酸度之和。

外表酸度

又稱為固有酸度或潛在酸度，是指剛擠出來的新鮮牛乳本身所具有的酸度，

主要來源於鮮牛乳中的酪蛋白、白蛋白、檸檬酸鹽及磷酸鹽等酸性成分。

真實酸度

又稱為發酵酸度，是指牛乳在放置過程中，由乳酸菌作用於乳糖產生乳酸而升高的那部分酸度。

組成分類

酸度組成：

1. 強酸，如HCl、HNO₃、H₂SO₄；

2.弱酸，如H₂CO₃；

3.強酸弱鹼鹽，如FeCl₃。

酸度分類：

無機酸度：以甲基橙（變色pH≈4.3）為指示劑測得的酸度。

游離CO₂酸度：以酚酞（變色pH≈8.3）為指示劑測得的酸度。

總酸度：滴定至pH≈10.8時所測得的酸度。

酸度計算：

無機酸度=[H⁺] - [HCO₃^-] - 2[CO₃^2-] - [OH^-]

游離CO₂酸度=[H⁺]+[H₂CO3*] - [CO₃^2-] - [OH^-]

總酸度=[H⁺]+[HCO₃^-]+2[H₂CO₃*] - [OH^-]

酸度單位：mmol/L；H₂CO₃*包含溶解的CO₂和H₂CO₃。

酸度測定

酸鹼指示劑滴定法

用標準氫氧化鈉溶液滴定水樣至一定pH，根據其所消耗的氫氧化鈉溶液量計算酸度。隨所用指示劑不同，酸度通常分為兩種：一是用酚酞作指示劑（其變色pH為8.3），測得的酸度稱為總酸度（酚酞酸度），包括強酸和弱酸；二是用甲基橙作指示劑（變色pH約為3.7），測得的酸度稱為強酸酸度和甲基橙酸度。酸度單位為mg/L（以CaCO₃或CaO計）。

電位滴定法

以pH玻璃電極為指示電極，飽和甘汞電極為參比電極，與被沒水樣組成原電池並接入pH計，用氫氧化鈉標準溶液滴定至pH計指示3.7和8.3，據其相應消耗的氫氧化鈉標準溶液的體積，分別計算兩種酸度。

本方法適用於各種水體酸度的測定，不受水樣有色、渾濁的限制。測定時應注意溫度、攪拌狀態、回響時間等因素的影響。

優勢

與pH相比，它有如下3個明顯的優勢：

1. 酸度的數值越大說明溶液酸性越強，符合物理定義的語言習慣。

2. 取對數的是無量綱的比值，對數函式返回值同樣無量綱，這符合對數函式的特點。

3. 不管在任何溫度下，中性的溶液AG永遠是0。與此不同的是，習慣上認定25攝氏度的中性溶液pH=7，其他溫度下中性溶液的pH都不是7。

此外，酸度AG的值域是R，而傳統上pH的值域是0～14。

酸度計

一、測量儀器原理

酸度計也稱pH計，是測定溶液pH值最常用的儀器之一。由電極和電計兩部分組成，電極分為指示電極和參比電極。

1．指示電極

玻璃電極是測量pH的指示電極，其結構如圖所示。該電極內裝有0.1 mol·L^-1HCl內參比溶液，溶液中插入一支Ag/AgCl內參比電極；其下端的玻璃球泡是pH敏感電極膜（厚約0.1 mm），能回響α_H+，25℃時玻璃電極的膜電位與溶液的pH呈線性關係：

玻璃電極

E（玻璃）=E^θ（玻璃）- 0.0592pH

2．參比電極

通常以飽和甘汞電極為參比電極，其結構見圖。飽和甘汞電極是由金屬汞、Hg₂Cl₂和飽和KCI溶液組成的電極，內玻璃管封接一根鉑絲，鉑絲插入純汞中，純汞下面有層甘汞（Hg₂Cl₂）和汞的糊狀物。外玻璃管中裝入飽和KCl溶液，下端用素燒陶瓷塞塞住，通過陶瓷塞得毛細孔，可使內外溶液相通。飽和甘汞電極電位在一定溫度下恆定不變，25℃時為0.2438V。

指示電極、參比電極與試液組成工作電池（原電池），電計在零電流的條件下測量其電動勢該工作電極的電動勢為：

甘汞電極

E=E₊ - E_-=E_甘汞 - E_玻璃= E_甘汞 - （E^θ_玻璃+2.303RTlgα_H+/ZF）=E^θ+（ 2.303RT/ZF）pH

pH計因生產廠家不同而型號和結構各異，但測量原理和使用方法基本相同。

下面以pHS—2C型數顯酸度計為例來介紹pH計的用法。

pHS—2C型pH計是一種數字顯示pH計，它採用藍色背光雙排數字顯示液晶，可同時顯示pH值、溫度值或電位（mV值），該 儀器適用於測定水溶液的pH值和電位（mV）值，配上ORP電極可測量溶液ORP（氧化—還原電位）值，配上離子選擇性電極可測量該電極的電極電位值。

pHS—2C型數顯酸度計新配備的複合電極是一種只對氫離子濃度敏感的離子選擇電極，它對被測溶液中的不同氫離子濃度，可以產生不同的直流電位，通過阻抗變換和放大，再由AD轉換器將直流被測電位轉換成數字直接顯示出pH值。

（1）儀器工作條件

①環境溫度：10～35℃；

②相對濕度：≤80%；

③被測溶液溫度：5～60℃；

④儀器工作時附近無顯著磁場及振動。

（2）溶液pH值的測量

①接通電源，打開儀器開關，選擇開關置“pH”擋，將“斜率”旋鈕向順時針方向旋足。

②取下電極座短路針，將電極入座。

③側臉混合磷酸鹽緩衝溶液的溫度，將溫度補償旋鈕調在該溫度位置上。

④複合電極用蒸餾水沖洗乾淨，用濾紙再吸乾水珠，插入混合磷酸鹽標準緩衝溶液中，一分鐘後調動“定位”旋鈕，使儀器顯示該緩衝溶液在當前溫度時的pH標準值。

⑤取出複合電極用蒸餾水沖洗乾淨，用濾紙將電極外部的水珠吸乾，插入鄰苯二甲酸氫鉀標準緩衝液。當儀器顯示的pH值與表中標準值不一致時，可將“斜率”鈕向逆時針旋轉，使儀器顯示值同表中標準值一致，如“4.00”為止。

⑥反覆④～⑤步驟，直到重現性可靠為止。

⑦被測溶液測量時，要注意溶液溫度與上述兩個標準緩衝液的溫度相同（被測溶液一定要與標準溶液溫度一致，防止因溶液溫度不同產生測量誤差）。

⑧電極洗淨吸乾後，插入酸性被測溶液，儀器的顯示值即為被測液pH值。

⑨如測偏鹼性溶液，則用硼砂標準緩衝溶液定位，調斜率，操作參照③～⑥步驟。

（3）電極電位值的測量

①將選擇開關撥至“mV”擋。

②接上離子選擇性電極，用蒸餾水沖洗乾淨，用濾紙吸乾水珠後插人被測溶液內，即顯示出相應的電極電位（mV值），並自動顯示正負極性。

（4）複合電極的特點及使用注意事項

①電極的易碎部分有塑膠柵保護，預防碰擊破碎。

②電極為全螢幕蔽式，防止了測量時的外電場干擾。

③電極塑膠保護柵與電極桿外殼用螺絲連線，隨時可取下保護柵，清楚連線螺絲中各種混合液殘留的“死角”。

④塑膠保護柵內的敏感玻璃泡不能與髒手指、硬物接觸，任何破損和擦毛都會使電極失效。

⑤電極反應速度快，pH敏感部分到達平衡值的95%所需時間小於1 min。

⑥電極在測量前必須用已知pH值的標準緩衝溶液進行定位校準。

⑦測量完畢，將電極泡在飽和KCI溶液內，以保持電極球泡的濕潤和吸補外參比溶液，飽和KCI溶液內加3滴鄰苯二甲酸氫鉀，保證pH為4.00～4.50。

⑧電極的引出端必須保持清潔和乾燥，絕對防止輸出兩端短路，否則將導致測量結果失準或失效。

⑨電極避免長期浸泡蒸餾水中或蛋白質溶液和酸性氟化物溶液中，並防止和有機矽油脂接觸。