Водороден показател
Водородният показател pH (на български е прието да се произнася като пе ха) е измерител за киселинността или алкалността на даден воден разтвор. Представлява отрицателен десетичен логаритъм от концентрацията С на водородните катиони (H+), изразена в молове на литър:

Чрез концентрацията на H+ се определя химичният характер на даден разтвор.

История 
Това понятие е въведено през 1909 г. от датския химик Сьорен Сьоренсен. Показателят се нарича pH по първите букви от латинските думи potentia hydrogeni (сила на водорода) и pondus hydrogeni (тегло на водорода). В случая на рН буквата Н означава концентрацията на водородни йони (Н+) или по-точно термодинамичната активност на хидроксониевите йони (H3О+).

Извеждане на стойностите на pH и pOH 
В чиста вода концентрациите на водородните катиони (Н+) и хидроксилните аниони (OH−) са еднакви и при 22 °C те са 10-7 mol/l. Това следва директно от определението за йонно произведение на водата, което при 25 °C е

.

С такива числени стойности на KW се работи много трудно. За удобство на представянето се избягват много малките отрицателни числа и водородният показател pH се изразява, като вместо концентрацията на водородни йони се използва нейният отрицателен десетичен логаритъм:

.

Аналогично, концентрацията на хидроксилните йони определя хидроксилния показател

.

Така за чиста вода , а за други разтвори обикновено границите на техните изменения са от 0 до 14 според вида на разтвора. В някои случаи обаче, pH може да излезе извън тези граници. Например, при концентрация на водородни йони , а при концентрация на хидроксидни йони 

Поради логаритмичния мащаб разлика в рН с 1 единица означава разлика в киселинната/алкалната концентрация 10 пъти.

Видове разтвори 
Съществуват три вида разтвори според pH: основен (алкален), неутрален и киселинен.

Основен разтвор (алкален разтвор) 

Основен е разтвор, в който концентрацията на H+ е по-малка от тази на OH−:

Тогава:

Неутрален разтвор 
Неутрален е разтвор, в който концентрацията на H+ е равна на тази на OH−:

Тогава:

Киселинен разтвор 
Киселинен е разтвор, в който концентрацията на H+ е по-голяма от тази на OH−:

Тогава:

Влияние на температурата 
Тъй като при стандартни условия 25 °C , е ясно, че при тази температура . При по-високи температури константата на електролитната дисоциация на водата се увеличава, създават се повече йони H+ и OH- и се увеличава тяхната концентрация, следователно и йонното произведение на водата KW става по-голямо от 10-14. Тъй като това се дължи на едновременно повишени концентрации както на катиони Н+, така и на аниони OH-, границата на неутралност нараства . Така разтвори с  при температура над 25 °C ще имат киселинна реакция.

При по-ниски температури от 25 °C аналогично дисоциацията е по-слаба, йонната концентрация е по-малка както за катиони, така и за аниони и границата на неутралност намалява . Затова разтвори с  ще имат алкална реакция.

Изменението на pH от температурата зависи от вида на разтвора. Например:
 0,001 mol/l солна киселина HCl при 20 °C има pH=3 и при 30 °C pH=3;
 0,001 mol/l натриева основа NaOH при 20 °C има pH=11,73, а при 30 °C pH=10,83.

Определяне на pH 
Определянето на pH се осъществява посредством три основни метода: 
 колориметричен (чрез индикатори)
 потенциометричен (чрез рН-метър)
 аналитичен (чрез киселинно-алкално титруване).

Чрез цветни индикатори 
Редица химични съединения променят цвета си, в зависимост от рН на средата. Това им свойство се използва за практическо определяне на рН на различни субстанции. Най-често използваният индикатор е лакмусът. Използват се още:
 тимолфталеин
 фенолфталеин
 бромтимолблау
 метилоранж

Киселинно-основни индикатори 
Тези индикатори могат да съществуват в две различно оцветени форми – киселинна или основна. Промяната в цвета на всеки индикатор става в диапазона му на киселинност, обикновено 1 – 2 единици. Използват се за приблизителна оценка на концентрацията на водородни йони.

Универсален индикатор 
Универсалният индикатор представлява смес от няколко индикатора, с което се разширява работният диапазон на измерване на pH. Той променя последователно цвета си от червено през жълто, зелено, синьо до виолетово при преминаване от киселинна област в основна. Лентите от „индикаторната хартия“ обикновено се импрегнират с разтвори от такива смеси – „универсални индикатори“, с които може бързо да се определи киселинността на изследваните водни разтвори с точност до рН единици или дори десети от тях. За по-точно определяне цвета на индикаторната хартия, получен след нанасяне на капка разтвор, веднага се сравнява с еталонна цветова скала.

Определянето на pH с хартиени индикатори е трудно за мътни или оцветени разтвори.

Течен индикатор 
Поради факта, че оптималните стойности на pH за хранителни разтвори имат много тесен диапазон на рН (обикновено от 5,5 до 6,5), в практиката се използват и други индикатори. Така например, течният pH тест има работен диапазон и скала от 4,0 до 8,0, което го прави по-точен в сравнение с универсалната индикаторна хартия. Напълва се епруветка с хранителен разтвор или вода и се добавя 1 капка pH тест. Затваря се епруветката, разклаща се и се сравнява получения цвят с цветната скала от комплекта.

Чрез апарати 
Създадени са специални апарати за автоматизирано определяне на рН, наречени рН-метри. Те измерват pH в по-широк диапазон и по-точно (до 0,01 pH единици), отколкото универсалните индикатори. Методът е удобен и високо точен, особено след калибриране на индикаторния електрод в избран диапазон на рН. Позволява да се измерва pH на непрозрачни и цветни разтвори и затова се използва широко.

Аналитичен обемен метод 
Аналитичният обемен метод – киселинно-алкално титруване – също дава точни резултати за определяне на киселинността на разтворите. Към тествания разтвор на капки се добавя разтвор с известна концентрация (титрант). Когато се смесят, протича химическа реакция. Моментът, когато титрантът достигне точно достатъчното количество, за да завърши напълно реакцията, се нарича точка на еквивалентност и се фиксира с индикатор. Знаейки концентрацията и обема на добавения титрантов разтвор, се изчислява киселинността на разтвора.

Водороден показател на популярни вещества

Изохидрични разтвори 
Изохидрични се наричат разтворите с еднакво рН.

Константа на киселинна дисоциация 

Константата на киселинна дисоциация (изписва се Ка) е количествена мярка за силата на йонизиращите химични съединения в разтвор. Това е константата на химично равновесие при електролитна дисоциация, в контекста на химичните реакции между киселина и основа.

За една киселина HA, която дисоциира до протон H+ и анион A- по уравнението:

константата на киселинна дисоциация Ka е дефинирана по следния начин:

Източници

Външни препратки 
 Водородный показатель, pH некоторых продуктов 
 Показатель pH – Оксана Артюшенко, 01.10.2016.
 Таблица значений PH кислот. (Растворов). Кислотность. Таблица водородных показателей, DPVA, ИнженерныЙ справочник.

Киселинно-основна химия
Равновесна химия