水のpHを測定する方法

共著者 : Meredith Juncker, PhD

水のpHを測定すると、測定時の水が酸性かアルカリ性かがわかります。純粋な、汚染されていない水のpH値は通常7で、中性（酸性でもアルカリ性でもない）です。水のpH値は、汚染の可能性についての情報源となり、人や動物、野菜の健康を守るために事前に調べるべき重要な情報です。

方法 1

方法 1 の 3:
pHメーターを使用する

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メーカーの説明書に沿って、プローブとメーターを校正（計器のゼロ点および感度を正しく調整すること）しましょう。pH値の分かっている物体に入れて検査する必要があるかもしれません。これにより、適切にメーターを調整する事ができます。研究室外で水を検査する際には、屋外にメーターを持って行く数時間前に校正を行うのが都合が良いかもしれません。^{[1]
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出典文献}
- 使用前にプローブを二段蒸留水で洗いましょう。清潔なティッシュで拭いて乾かしましょう。
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水のサンプルを清潔な容器に回収しましょう。水のサンプルは電極の先端を覆う深さが必要です。サンプルを少し置いておき、温度を安定させ、それから温度計を使って温度を測りましょう。
3
メーターをサンプルの温度に合わせて調整しましょう。プローブの感度は水の温度に左右されるので、温度の情報を入力しないとメーターの数値は正確になりません。^{[2]
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出典文献} 水のpHも水の温度に左右され、純水は高温で低いpHとなり、低温で高いpHとなります。^{[3]
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出典文献}
4
プローブをサンプルに入れましょう。メーターが平衡に達するまで待ちましょう。測定値が一定になると、メーターが平衡に達します。
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サンプルのpH測定値を読みましょう。pH測定値は0-14の間で表示されます。水が純水であれば、値は7に近くなるはずです。測定値を記録しましょう。
- pH値が7より低ければその水は酸性、7よりも高ければアルカリ性という事が読み取れます。
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方法 2

方法 2 の 3:
リトマス紙を使用する

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pH試験紙とリトマス紙の違いを知りましょう。pH試験紙を使えば、溶液の正確なpH値を知る事ができます。一般的なリトマス紙と混同しないようにしましょう。どちらも酸性、アルカリ性の溶液の検査に使う事ができますが、重要な違いがあります。^{[4]
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出典文献} pH試験紙では水の正確なpH値がわかりますが、リトマス紙では通常その水がアルカリ性か酸性かがわかるだけです。^{[5]
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出典文献}
- pHインジケーターストリップにはインジケーターバンドが複数付いていて、溶液にさらすと全てのバンドの色の変わります。バンドはそれぞれ、酸性とアルカリ性の強さが違います。色が変わった後、バンドの色のパターンはキットに付いてきた色見本と一致します。
- リトマス紙は酸か塩基（アルカリ）を含んだ短冊の紙です。一般的なリトマス紙は、赤（塩基に反応する酸を含む）と青（酸に反応する塩基を含む）です。赤のリトマス紙は溶液がアルカリ性だと青くなり、青のリトマス紙は酸性に触れると赤くなります。リトマス紙ははやく簡単な検査として使う事ができますが、安価で低品質なものでは、必ずしも溶液の酸、塩基の強度が正確にわかるわけではありません。
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清潔な容器に水のサンプルを回収しましょう。水のサンプルは試験紙を覆う深さが必要です。
3
試験紙をサンプルにつけましょう。ほんの数秒つけるだけで十分です。すぐに紙のインジケーターバンドの色が変わり始めます。
4
紙に付いてきた色見本と、試験紙を比べましょう。色見本の色が、試験紙の色と一致するはずです。色見本は色のパターンとpH値を対応させています。

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方法 3

方法 3 の 3:
pHを理解する

1
酸と塩基の定義を知りましょう。酸性度とアルカリ性度（塩基を表現するのに使われる単語）はどちらも、水に溶けた時に放出したり受け取ったりする水素イオンの量で定義されます。酸は水素イオンを放出する（あるいは、与えると表現する人もいます）物質です。塩基は追加で水素イオンを受け取る物質です。
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pHスケールに慣れ親しみましょう。pH値は水溶性物質の酸性度やアルカリ性度の程度を表すのに使われます。水には通常、水酸化物イオン（OH-）とヒドロニウムイオン（H3O+）が同量含まれています。酸性の物質とアルカリ性の物質を水に入れると、水酸化物イオンとヒドロニウムイオンの割合が変わります。^{[6]
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出典文献}
- pHは典型的には0から14のスケールで（実際には物質はこの範囲から大きく外れている可能性もあるのですが）測定されます。中性の物質は7に近く、酸性の物質は7より小さく、アルカリ性の物質は7より大きく表されます。
- pHスケールは対数スケールであり、つまり、ある整数の差があると、実際には酸性度あるいはアルカリ性度はその10倍違います。例えば、pHが2の物質は、pHが3の物質よりも実際は10倍酸性であり、pHが4の物質よりも100倍酸性です。スケールはアルカリ性の物質でも同じように機能していて、1違うとアルカリ性度は10倍違います。
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水のpHを検査する理由を知りましょう。普通の水道水のpHは6と5.5の間ですが、純水のpHは7のはずです。酸性の強い水（低いpHの水）は有毒な化学物質が溶けている可能性が高くなります。有毒な化学物質に汚染された水は、人間の飲料水として安全ではない可能性があります。^{[7]
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信頼性の高い出典文献

U.S. Geological Survey

出典を見る}
- 多くの場合、pHは採集した場所で検査するのが良いと考えられています。水のサンプルを回収して研究室で検査した場合、空気中の二酸化炭素が水に溶けている可能性があります。溶けた二酸化炭素は水中のイオンと反応し、塩基性、あるいは中性の物質の酸性度を上げます。二酸化炭素の混入を防ぐには、回収してから2時間以内に水を検査する必要があります。^{[8]
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  出典文献}
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