[时尚穿搭] 为什么pH不用dB作为单位？

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[时尚穿搭]为什么pH不用dB作为单位？

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比如说25℃中性水的pH值是70dB，1mol/L的强酸pH值是0dB

1，1909年丹麦生物化学家S?ren Peter Lauritz S?rensen 提出pH的概念，比分贝dB（1924）早。
2，pH 定义成负对数的形式和当时出现的电化学测试方法有关，按Arrhenius酸碱理论酸碱性和氢离子浓度有关，而按能斯特方程（Nernst equation，下面给的是当时流行的写法，现在写的话“活度”会用 a 表示）氢离子浓度（活度）比的对数和测出的电势差E之间有线性关系:
E1−E2=RTFln⁡(cH)2(cH)1" role="presentation">E1?E2=RTFln?(cH)2(cH)1E_1-E_2=\frac{RT}{F}\ln \frac{(c_{\ce{H}})_2}{(c_{\ce{H}})_1}
E1=E⊖,+RTFln⁡1(CH)1=E⊖,+RTln⁡10FpcH" role="presentation">E1=E?,+RTFln?1(CH)1=E?,+RTln?10FpcHE_1=E^{\ominus ,}+\frac{RT}{F}\ln \frac{1}{(C_{\ce{H}})_1}=E^{\ominus ,}+\frac{RT\ln10}{F}\text{p}c_\ce{H}
因为计算的时候，单位抵消了，即25℃下酸的活度扩大十倍，E增加59.2mV或59.1mV，对应pH加1，所以认为无单位也没什么问题。pH定义式严谨的写法要除 c⊖" role="presentation">c?c^{\ominus} 。
pH is an abbreviation for "power of hydrogen" where "p" is short for the German word for power, potenz and H is the element symbol for hydrogen.
pH=−log⁡cHc⊖" role="presentation">pH=?log?cHc?\text{pH}=-\log\frac{c_{\ce{H}}}{c^{\ominus}}
而且按1900s时代的测试精度，数值扩大十倍也不是整数值，想要没小数的话也该上“厘贝”或“毫贝”，可这样的话用能斯特方程计算时还要除以一个换算系数，画蛇添足。
3，从传承的角度看，xx势和浓度比的对数有线性关系这一点，1878年Willard Gibbs的论文里就提出了，当时就没有单位。这样的处理是相关研究的传统。

如果觉得“看到分贝就知道是讲的是声级，很方便，要是化学上给pH定个单位，比如S?rensen，那就不用总说“pH变化一个单位”这么麻烦的表述了”……只能说不同学科有不同的传统吧，化学家/生物学家就很少有用单位纪念的（道尔顿算不算？）。
4，教材上所谓的“pH范围很宽，取对数是为了书写和使用方便”，只是为了避免讨论超纲的能斯特方程。也因为中学化学教材一直在营造一种化学只用加减乘除的构造之美或者说幼稚之美，问题下面才会出现“化学家不懂数学”这种回答吧。
恐怕很多人不相信pH这么晚才提出，大概因为17试剂波义耳就通过石蕊测试酸碱性了，加之pH的定义看起来很简单。这确实给人一种pH早就提出了的错觉，但从概念和测试方法上看，pH的定义出现的时间肯定是要比Arrhenius酸碱理论（1884）和能斯特方程（1889）晚。
另一方面也能看出要是pH真是为了书写方便提出的，那早该出现了好吧，不会等到电化学方法出现后才提出。
下面的截图来自Determination of pH Theory and Practice 1973 2rd ed (R.G. Bates)

注意看最后一段，S?rensen 最早定义的psH和现在不同，直接用电势定义的，避免了对活度、活度系数的讨论。

http://jchemed.chem.wisc.edu ；Levie, D. , & Robert. (2003). The henderson-hasselbalch equation: its history and limitations. Journal of chemical education, 80(2), 146.
S?rensen定义pH也受了1908年提出的Henderson–Hasselbalch公式的影响，S?rensen 把这个公式改写成了我们熟悉的pH = pKa + log ([A-]/[HA])。
另外缓冲溶液buffer（德语puffer）这个词也是他推广的。S?rensen缓冲液包括甘氨酸、硼酸、柠檬酸和磷酸缓冲液，现在最常用的就是磷酸缓冲液，有时把组成最简单的磷酸缓冲液，比如磷酸氢二钠+磷酸二氢钠，叫做S?rensen（磷酸）缓冲液。

可以，但是按照分贝的定义，你的血液酸碱度是-74分贝，海水的酸碱度是-83分贝，柠檬汁的酸碱度是-19分贝，醋酸缓冲液的酸碱度是-47分贝，酸碱度是正数的东西很少，比如只有蓄电池的电解液酸碱度为+7分贝，你就不觉得用这么多负数看起来很麻烦吗？

因为分贝不是一个好单位，其用在电学和声学上，主要是是一个历史残留的问题。好好的对数单位为啥要毫无理由的扩大十倍。
用对数法表示的物理量有很多，常见的如酸碱度pH（负对数）、声音强弱dB（10倍对数）、地震强度里氏震级（对数）。
直接取对数是最容易被人接受的。
10倍对数是仅仅是为了没有小数点，是一个没啥理论意义的定义。
负对数是化学上的特殊需要，因为化学计算中确实要用到，所以只用在化学上。
如果把pH换成dB，会导致大部分数字都变成负数。而且现在习惯把pH和pK保留两位小数，分贝并不能变成整数，没有任何优势。
其中pH是化学中常用的一个系列浓度相关的负对数表示法的一部分，常见的还有平衡常数的负对数pK。
负对数的好处有两个：
1、正数问题。稀溶液离子浓度通常小于1mol/kg，所以负对数通常是正数；
2、一致性问题。1mol/kg作为基准，对所有物质都是相同的，所以各种负对数无论pH、pK都可以直接用。
除了直接表示大小，还和一些列方程式有关。
比如能斯特方程（E=E?-RT/nF lnK）、吉布斯自由能和浓度积的关系（ΔG=-RTlnK）等。这里的都有-lnK项，且选择的是1mol/kg，ln1=0。
综上，换成分贝dB，有几个问题：
1、分贝并不能全部变成整数，至少需要cB厘贝（百分之一）
2、负对数具有方便，全是正数，换成分贝，会出现负数。因为更换参考点，会导致能斯特方程等一系列和K相关的方程失去简洁性。
有评论指选择25度纯水中的氢离子浓度为标准点，正为酸，负为碱。
看起来很好用，但是水的电离常数是温度的函数，中性点是可以移动的，常温在pH=7附近，如果接近沸点（100度）会在pH=6附近。
这会导致什么?如果定义10??mol/L是中性0dB，那么10??mol/L就是20dB但是这是沸点附近的中性点，并不能表达中性。
化学上，为了解决pH不具有的这种能力，而使用酸度值来解决问题，即中和1g目标化学物质所需的KOH的毫克值。也就没用用对数来描述化学物质的酸性。
表示声音强度的dB分贝是一个单位，为了使用方便乘以10。其中d就是分，和我们分米dm的分是一个分，表示10分之一。
分贝的分存在导致这个单位，很容易误导外行，计算还要额外处理这个10倍问题。分贝值每上升10，表示音量变成原来10倍，即从1分贝到20分贝表示音量变成了原来的100倍。相比之下，而pH从2到0是变为原来的100倍。
里氏震级表示地震强度就直接用地震波振幅比的对数。
也就是说地震震级增加1，地震波的振幅变成原来的10倍，地震释放的能量是约32倍。

技术上其实是完全一样的，名字没有叫做贝（贝尔）或者分贝（十分之一贝）只是个历史问题。毕竟索伦-索伦森是定义pH值的时候，bel这个单位还没出现……
用贝或分贝计量，首先要设定一个参考值，比如声压的参考值一般取1皮瓦，当你说话的声音功率有1毫瓦的时候，是参考值的一百万倍，取对数就是6贝尔即60分贝。
在描述不同物理量的时候，可以选择不同的参考值。比如描述声压级的时候会选20微帕；表示放大器增益的时候会选放大倍数为1；表示麦克风将声音转化为电信号能力的时候会选择1伏每帕。
pH完全基于相同的逻辑，即取0.01ppb氢离子浓度为参考值，然后取对数。亚历山大·贝尔是通信的大牛，所以贝/分贝更多用来描述描述各种调制信号的强度。
这个问题下，反而是自称“答不上来”的
@石头主任
知友的回答是对的。

p是负对数运算，pH是无量纲，所以题主说的不成立。

丹麦化学家瑟伦在1909年定义了pH酸性单位。
美国贝尔实验室在1924定义了TU，在1928年改名为dB
为啥贝尔实验室不用pH做信号单位？
因为他们不闲的发慌。

直观感觉表征浓度用声强单位怪怪的（）

因为贝尔/分贝定义的是功率比的对数，所以声压比/电压比都是取的平方。故浓度（活度）比不能用分贝。

pH用对数这么直观，为什么要用分贝？

这都是小圈子导致的习惯问题，最早某个圈子的一群人常常一起开会交流，为沟通方便，定义会逐渐统一，且文献也越来越多多，就习惯了。
核心是取dB的物理量跨数量级基本在10左右，取对数后数值小一些方便使用，不过人习惯使用整数，取对数后如果是个1位数，总觉得不精确，于是乘以10，乘1000变3位数又感觉分太细。
你看定义温度也是如此，为啥沸点不定义为1000或者10？
人就是这么矛盾。。。

dB主要描述相差多少倍

习惯问题，以及酸碱度用pH通常是0-14的正数，数值更美观

有没有可能化学出现的比电子早？

dB是功率单位，pH是浓度，这俩有什么关系吗？

我连db是啥都不知道，为啥这个问题推给我

pH值是用于描述溶液酸碱性的标度，其定义是溶液中氢离子浓度（H?）的负对数，通常以10为底。即pH = -log??[H?]。这个定义使得pH值在0到14之间变化，方便人们直观地理解和比较不同溶液的酸碱性。
而你提到的dB（分贝）是一个对数单位，主要用于描述声音强度、电信号强度等物理量的变化。虽然dB和pH都是对数单位，但它们的应用领域和定义方式完全不同。
首先，pH的定义与氢离子浓度直接相关，反映了溶液的酸碱性质，而dB则与声音或信号的强度有关，与溶液的酸碱性没有直接关系。其次，pH的范围通常在0到14之间，这个范围对于描述大多数水溶液的酸碱性已经足够。而dB的范围则根据不同的应用场景而有所不同，可能涉及非常大的数值范围。
此外，使用dB作为pH的单位还会带来一些实际问题。例如，在25℃下，中性水的pH值为7，如果将其转换为dB单位，那么就需要定义一个参考点来计算相对值。但是，这样做并没有实际意义，因为pH值已经是一个标准化的度量方式，无需再进行转换。
另外，你提到的“25℃中性水的pH值是70dB，1mol/L的强酸pH值是0dB”这种表述是不准确的。根据pH的定义，中性水的pH值应为7（不是70dB），而1mol/L的强酸（如HCl）的pH值应远低于0（也不是0dB）。这里的误解可能源于对dB和pH定义及应用的混淆。
总之，虽然dB和pH都是对数单位，但由于它们的应用领域和定义方式不同，因此不能混用。在描述溶液的酸碱性时，应使用pH作为单位。

化学家没听说过什么叫对数。

这个问题我其实回答不上来，但这种制定规则的，解释权在规则制定者，没有那么多为什么。

pH值是用来表示溶液酸碱程度的指标，它的单位是负对数。pH值的范围从0到14，其中7表示中性，低于7表示酸性，高于7表示碱性。pH值的概念是基于氢离子（H+）的浓度来定义的。
而dB（分贝）是一种用来表示声音强度的单位，它主要用于测量声音的等级，与酸碱度没有直接关系。您提到的“70dB”是指声音的强度等级，而非pH值。
之所以没有将pH值用dB表示，是因为酸碱度与声音强度之间没有直接的关系。pH值反映的是溶液中氢离子的浓度，而dB值反映的是声音的强度。这两者分别用于衡量不同的物理量，所以不能相互替代。

pH（酸碱度）和dB（分贝）是两个不同的物理量，它们分别用于描述溶液的酸碱性和声音的强度。
pH:
定义： pH是一个用于表示溶液酸碱性的无量纲指标。它是通过对数函数计算的负常数。pH的定义为负的以10为底的对数，即pH = -log[H+], 其中[H+]是氢离子的浓度。范围： pH的范围通常在0到14之间，其中7表示中性，低于7表示酸性，高于7表示碱性。
dB:
定义： dB是分贝的缩写，用于表示声音强度的单位。分贝是一个对数单位，用于比较两个不同声音强度水平之间的差异。它的计算方式是dB = 10 * log10(I/I0)，其中I是实际声音强度，I0是参考声音强度。范围：分贝的范围可以是负无穷到正无穷，其中0 dB表示与参考声音强度相等，正值表示比参考声音强度大，负值表示比参考声音强度小。
这两个单位分别用于描述完全不同的物理量，因此pH和dB之间没有直接的可比性。pH是用于衡量溶液的酸碱性，而dB用于衡量声音强度。在科学和工程领域中，正确的单位应该用于相应物理量的描述，以确保信息的准确传递。因此，pH不使用dB作为单位，因为它们分别适用于不同的物理量。

通过电信号可以挂钩起来，当然还可以脑洞把pH的dB硬扯上关糸。
看到这个问题想到的却是这个物理量。

氢离子浓度作负对数处理难道不是把数量级作了扩大处理，便于计算与测量。
化学，与物理中类似的处理比比皆是。

1. 无量纲
c=10^(-pH) [unit]
2. 离子数浓度—Equation of State（p, V, T)
pH=-log({c}_unit)
3. c 为光滑函数之变量——昂萨格倒易关系（亦或Kolmogorov–Arnold representation）
有结论：pH可以表示成我一分钟眨眼睛的次数乘以一确定函数。
4. 结论：人为定义。

看到这个问题的时候，我脑海里的第一感觉是为什么你的名字是你的名字， 2024年1月20日。

等你穿越回去改变了过去用db做单位后，又会问为什么不用Pa做单位了
这就是个名字，你自己想怎么叫怎么叫，但考试会给你0分

以我有限的认知自己总结出来的规律是，似乎只有跟功率(也包括功率密度)成正比或者平方后正比的量才能用dB单位。
如何有例外，也请告知，我也学习一下。

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