S I M E T R I U M .COM
1 · −lg a
CS|36 jazyků
SYMBOL PLATE pH 7,00 · a(H⁺) 1·10⁻⁷ Kw 1,0·10⁻¹⁴ · 25 °C 2.00 4.01 7.00 10.01 12.45 pH · ATC 25.0 °C pH pH 15010050 IUPAC 2002 · 25 °C
Co ukazuje štítek

Písmena pH stojí napůl pod vodou v kádince a roztok nad nimi mění barvu jako univerzální indikátor, od červené přes žlutou a zelenou k modré a fialové. Z byrety padá kapka, po hladině se šíří kruh, ze dna stoupají bublinky, míchadlo se točí, baňka skleněné elektrody svítí. Přístroj v rohu ukazuje číslo a značka na indikátorovém proužku dole dojíždí do stejného políčka.

List jednotky
chemie a laboratoř list 1/1 · rev. 2026-09

Vodíkový exponent pH

Veličina mimo SI · veličina: kyselost roztoku, bezrozměrný logaritmus aktivity vodíkových iontů

Logaritmická stupnice, která nemá jednotku

Roku 1909 zkoumal dánský chemik Søren Sørensen v laboratoři pivovaru Carlsberg, jak enzymy závisejí na kyselosti mladiny, a každý den zapisoval koncentrace jako 0,000 000 1 molu na litr. Unaven počítáním nul navrhl psát místo samotného čísla jen exponent bez znaménka minus, takže jedna desetimiliontina se proměnila v obyčejnou sedmičku, a od té doby se kyselost měří číslem, za kterým nestojí žádná jednotka.

Takový zápis je pohodlný, ale zrádný: krok o jednu jednotku znamená desetinásobnou změnu, proto roztok s pH 3 není kyselejší než roztok s pH 5 o třetinu, ale stokrát, a dvě hodnoty pH nelze ani sečíst, ani zprůměrovat. Smícháním stejných objemů roztoků s pH 2 a pH 4 nevznikne 3, ale 2,30, protože se sčítají samotné koncentrace a logaritmus se bere až ze součtu.

List ukazuje, jak se pH chová při titraci, proč je sedmička neutrální jen při pětadvaceti stupních a proč veličinu, kterou měří každý akvarista, dodnes nelze přísně změřit bez dohody o tom, co se považuje za aktivitu jediného iontu.

OznačenípH, bez jednotky
Neutrální bod7,00 při 25 °C, 6,13 při 100 °C
Klíčový vzorecpH = −lg a(H⁺)
Rozměrbezrozměrná, logaritmická
ZdrojIUPAC 2002 · ISO 10523 · OIML R 54
Překlady zkontrolovány⁦36 / 36⁩
K převodu K historickému oddílu
Velikost písmen

Píše se malým p a velkým H, vždy v tomto pořadí a bez mezery: pH, nikoli PH ani Ph, protože malé písmeno označuje operaci a velké chemický prvek. Číslo se píše za značku, jako u teploty ve stupních: pH 7,40, a žádná jednotka se za ním nepíše.

Nezaměňovat

pH není koncentrace kyseliny ani její síla: ocet a kyselina chlorovodíková téže koncentrace dávají pH 2,9 a 1,0 a pufr může obsahovat hodně kyseliny, a přesto ukazovat téměř neutrální číslo. Nezaměňovat ani s pKa, které patří samotné kyselině a nezávisí na tom, kolik jí bylo nalito, kdežto pH patří roztoku.

01 · Definice
logaritmus · aktivita · neutrální bod

Vodíkový exponent pH je záporně vzatý dekadický logaritmus aktivity vodíkových iontů v roztoku. Aktivita je bezrozměrná, protože se vztahuje ke standardní koncentraci jednoho molu na litr, a proto je bezrozměrný i samotný logaritmus: pH se neměří v žádných jednotkách, pouze se vyjadřuje číslem.

Ve zředěných roztocích se aktivita téměř shoduje s koncentrací a pH pak lze počítat přímo z molů na litr, kdežto v koncentrovaných roztocích a mořské vodě si ionty navzájem překážejí a rozdíl mezi koncentrací a aktivitou dosahuje desetin jednotky. Voda sama se trochu rozpadá na vodíkové a hydroxidové ionty, součin jejich aktivit je při 25 °C 10⁻¹⁴ a neutrální se nazývá roztok, ve kterém je obojích stejně, tedy pH 7.

Iontový součin vody rychle roste s teplotou, proto neutrální bod při varu klesá na 6,13 a při nule stupňů stoupá na 7,47; roztok s pH 7 je při 50 °C už slabě zásaditý, i když číslo zůstalo stejné.

a — aktivita iontu · c° = 1 mol/L · Kw — iontový součin vody · Ka — disociační konstanta kyseliny · E — potenciál elektrody · T — teplota, K
Definice IUPAC
pH = −lg a(H⁺)
Pro zředěné roztoky
pH ≈ −lg([H⁺] / c°), c° = 1 mol/L
Iontový součin vody
pH + pOH = pKw = 14,00 při 25 °C
Pufr, Hendersonova rovnice
pH = pKa + lg([A⁻] / [HA])
Odezva elektrody, Nernstův zákon
ΔE = −(RT·ln10 / F)·ΔpH ≈ −59,16 mV·ΔpH při 25 °C
−lg
logaritmus se změnou znaménka
a(H⁺)
aktivita, bezrozměrná
1
výsledek bez jednotky
Interaktivně · titrace kapku po kapce

Dvě kapky, které přebarví kádinku

Vlevo z byrety kape titrační činidlo do kádinky s 25 mililitry roztoku, kapalina je obarvena univerzálním indikátorem podle svého okamžitého pH a přístroj v rohu ukazuje číslo. Vpravo roste titrační křivka: prošlá část je nakreslena silnou čarou v barvě indikátoru, zbytek tenkou šedou tečkovanou čarou, vodorovná tečkovaná čára je neutrální bod pH 7, svislá je bod ekvivalence, kde bylo přidáno přesně tolik titračního činidla, kolik potřebuje celá kyselina nebo zásada.

0 10 20 30 40 50
přidané titrační činidlo, ml · tečkovaně — pH 7
pH
[H⁺]
moly na litr
Oproti vodě
Před bodem ekvivalence

Vysvětlení · proč se pH nesmí průměrovat

Smíchejte pH 2 a pH 4 — nevyjde tři

V litru roztoku s pH 2 je setina molu vodíkových iontů, v litru s pH 4 desetitisícina, takže po smíchání bude ve dvou litrech 0,0101 molu, tedy 0,00505 na litr, a to je pH 2,30. Kyselý roztok téměř úplně určuje výsledek, méně kyselý k němu přidává jen zředění, a proto průměrné pH několika vzorků, zapsané do protokolu jako prostý průměr, vždy klame o tom nejkyselejším z nich.

02 · Převod
koncentrace · látky · teplota

Od čísla na přístroji k molům na litr

Zadejte pH, koncentraci vodíkových nebo hydroxidových iontů či pOH a list přepočítá všechno ostatní, porovná roztok se známými látkami a ukáže, kde leží neutrální bod při jiné teplotě. Ve všech záložkách je roztok tentýž, mění se jen to, s čím se porovnává.

Pravidlo k zapamatování: každá jednotka pH je desetinásobná změna koncentrace, každých 0,3 jednotky dvojnásobná.

barva univerzálního indikátoru · pH
Pozor

Přepočet pokládá aktivitu za rovnou koncentraci, což platí jen pro zředěné roztoky; v mořské vodě, krvi a silných kyselinách posune oprava na aktivitní koeficient výsledek o jednu až dvě desetiny. Hodnoty pH látek jsou typické, nikoli normativní: u citronové šťávy, kávy a deště dosahuje rozptyl mezi vzorky poloviny jednotky.

Převodní tabulka
03 · Řády velikostí · koncentrace vodíkových iontů

[H⁺], mol/L, logaritmická stupnice · exponent je roven minus pH

04 · Měřicí přístroje
papír · sklo · platina · pufry

Čím se chytá vodíkový iont

1471013 INDIKÁTOROVÝ PAPÍREK · POROVNÁNÍ SE STUPNICÍ
proužek nasaje roztok, značka hledá své políčko

Duha na proužku

Univerzální indikátor je směs několika barviv, z nichž každé mění barvu ve svém úzkém intervalu, takže dohromady zbarví celou stupnici od červené po fialovou. Proužek se ponoří do roztoku, roztok vzlíná papírem a barva se okem porovná s vytištěnou stupnicí; přesnost je asi jedna jednotka, zato odpověď je hotová za vteřinu a nepotřebuje žádný přístroj.

+177+590−59−177 pH 4 · +177 mV pH 6 · +59 mV pH 7 · 0 mV pH 8 · −59 mV SKLENĚNÁ ELEKTRODA · SMĚRNICE 59,16 mV
značka jde po stupnici milivoltů, 59 na jednotku

Sklo, které cítí kyselinu

Tenká baňka ze speciálního skla na povrchu bobtná a vodíkové ionty se vyměňují s její hydratovanou vrstvou, takže mezi vnitřním a vnějším roztokem vzniká rozdíl potenciálů. Při 25 °C se mění o 59,16 milivoltu na každou jednotku pH a při zahřátí směrnice roste, proto pořádný pH metr vždy měří i teplotu.

H₂, 1 atm VODÍKOVÁ ELEKTRODA · PLATINOVÁ ČERŇ E = 0 z definice
bublinky vodíku omývají platinu

Nula celé elektrochemie

Platinový plíšek pokrytý houbovitou platinovou černí se omývá vodíkem pod tlakem jednoho baru a na něm se ustaví rovnováha mezi plynem a vodíkovými ionty v roztoku. Taková elektroda je nepohodlná a vrtošivá, zato její potenciál odpovídá bez prostředníků samotnému definičnímu vzorci a právě jí se atestují primární pufry, podle kterých se kalibrují všechny skleněné elektrody světa.

4,017,0010,01 KALIBRACE TŘEMI PUFRY
elektroda se stěhuje z pufru do pufru

Tři kádinky před každým měřením

Skleněná elektroda stárne a její nula i směrnice se posouvají, proto se přístroj před prací kontroluje pufry o známém pH, obvykle 4,01, 7,00 a 10,01 při 25 °C, a podle nich se znovu sestrojí přímka. Přístroj bez takové kalibrace ukazuje číslo na dvě desetinná místa, ale druhé je poctivé jen do chvíle, kdy se elektroda přenese do neznámého roztoku.

05 · Pravidla zápisu
značka před číslem · bez jednotky · s teplotou

Číslo za značkou, jednotka žádná

Značka pH se píše před číslo jako název stupnice, nikoli za něj jako jednotka, a vedle přesné hodnoty se uvádí teplota, při které byla získána.

Správně
pH 7,40
pH = 4,76 při 25 °C
[H⁺] = 1,0·10⁻⁵ mol/L
pH kleslo o 0,3
pKa 4,76
pH 8,1 (stupnice mořské vody)
Chybně
7,40 pH
PH 4,76
pH 5 mol/L
kyselost klesla o 50 %
pH 7,4 jedn.
průměrné pH tří vzorků 5,0

První řádek vpravo píše značku za číslo, jako by pH bylo jednotkou, druhý píše velké P, které v chemii nic neznamená, a třetí připisuje exponentu moly na litr, ačkoli moly žijí jen v koncentraci. Čtvrtý převádí logaritmus na procenta, takže pokles o 0,3 vypadá skromně, ačkoli vodíkových iontů je o polovinu méně, pátý přidává neexistující „jednotky“ a šestý průměruje logaritmy tam, kde se mají průměrovat koncentrace.

06 · Sousední jednotky
koncentrace · logaritmus · látkové množství

Pod logaritmem pH leží koncentrace v molech na litr, samotný logaritmus ho činí příbuzným decibelu, který stejně tak stlačuje desítky řádů do krátké stupnice, a mol zůstává jedinou jednotkou SI, přes kterou je pH vůbec spojeno se soustavou.

Mmol/L
Mol na litr

Právě ta koncentrace, z níž se bere logaritmus, a v níž se počítá, kolik kyseliny bylo nalito.

dB10·lg
Decibel

Také bezrozměrný logaritmus, jen z poměru výkonů a s násobitelem deset.

molzákladní SI
Mol

Látkové množství, přes které je pH spojeno s Mezinárodní soustavou jednotek.

Desetinásobný krok
ΔpH = 1 ⇒ [H⁺]₁ / [H⁺]₂ = 10
Míšení stejných objemů
pH = −lg((10^−pH₁ + 10^−pH₂) / 2)
Příbuznost s decibelem
L = 10·lg(P / P₀) dB
07 · Historický oddíl
archiv · od pivovaru k IUPAC

Jak se z nul stala stupnice

Schéma · desetinásobný krok

Čtyři stupně, které se nevejdou na jeden list

Výška sloupce je koncentrace vodíkových iontů v obyčejném, nelogaritmickém měřítku, pro pH 1, 2, 3 a 4. Každý další sloupec je desetkrát nižší než předchozí a čtvrtý už je sotva vidět; rámeček je postupně obchází.

0,10,010,0010,0001 pH 1pH 2pH 3pH 4
[H⁺], mol/Llineární měřítko

Sørensen nezvolil logaritmus pro krásu, ale proto, že jinak by se veličiny, se kterými pracoval, nevešly na žádný papír: sedm stupňů od pH 1 do pH 7 by lineární stupnici natáhlo desetmilionkrát.

Metrologická poznámka

Veličina, kterou nelze změřit bez dohody

Pt | H₂AgCl | AgHCl
Harnedův článek bez převodu

Definice mluví o aktivitě jediného vodíkového iontu, ale termodynamika umí měřit jen součiny aktivit iontů opačného znaménka, protože roztok je vždy elektricky neutrální a jednotlivý iont z něj nevyjmete. Přísně podle definice proto pH neměří žádný přístroj; dostupná je jen veličina, do níž spolu s vodíkem vstupuje chloridový iont.

Mezeru uzavírá dohoda: podle Batesovy–Guggenheimovy konvence se aktivitní koeficient chloridového iontu počítá jednoduchým vzorcem teorie roztoků a pak Harnedův článek s vodíkovou a argentchloridovou elektrodou bez kapalinového spojení dává primární hodnoty pH pro několik referenčních pufrů. Všechna ostatní měření na Zemi se o tyto pufry opírají přes řetězec kalibrací.

V každém čísle pH tedy kromě samotného měření vězí ještě dohoda a dvě laboratoře se shodnou na setiny jednotky ne proto, že změřily tutéž přírodu, ale proto, že přijaly tutéž konvenci a kalibrovaly se podle týchž pufrů.

ryzost
sklo
vnitř.
vodíkové ionty ve vrstvě skla
Katalog veličin
chemie a laboratoř

Základní jednotky SI

zvýrazněny mol a metr — moly na krychlový decimetr pod logaritmem
08 · Váš jazyk
každý odkaz vede na skutečnou jazykovou stránku

Čtěte ve svém jazyce

přeloženo a zkontrolováno hrubý překlad ve frontě