いま、一定の大きさの容器の中に玉(例えば、パチンコの玉)が1コ入っていると考えてください。容器内には、玉が1コしか入っていないので、容器を動かした時、この玉は容器内を自由に動くことができます。
次に、この同じ容器に玉が2コ入っていたらどうでしょう。2コの玉が衝突する可能性があり、その分だけ玉の動きは制限されます。玉が2コの場合、その制限による影響もそれほどではありませんが、玉が3コ、4コ、5コ…と増加するにつれて、玉の動きはより制限されます。
ここで、この制限の度合をfで表現しますと、制限の度合f×容器内の玉の数は、
自由に動ける玉が何コ存在しているかに対応します。
さて、この例えを、水溶液の水素イオンにおきかえてみますと、玉は水素イオン(H+)、玉の数は水素イオン濃度(〔H+〕)、
自由に動ける玉が何コ存在しているかが、水素イオン活量
になるわけです。そして、“自由に動ける”ということは、イオンの場合、そのイオンが“個有の性質を発揮できる”ことを意味します。またfは専門用語で活量係数といいます。
以上のことから次の理論式が得られます。
しかし、さきほども述べましたように、活量は実測できません。そこで、実際にpHを測定する時には、ある一つの水溶液(この場合、pHが非常に変わりにくい水溶液)のpHを基準に、これと比較することで、pHを定め、測定しており、そのpH測定方法をJISで定義しています。
pH測定がひろく行なわれるようになるにともなって、同一試料に対する測定値の差異が問題となり、明確なpHの定義、標準の選定方法を制定することが必要となってきました。そして、できるだけ早い機会にpH測定方法に関するJISを制定するよう努力すべきだということになり、種々の調査研究、各方面の参加を得て、昭和32年3月、pH測定方法のJISが制定されたのです。
JIS原案作成にあたっては、アメリカ、イギリス、フランスのpHに関する規格が参照されました。pHは国内だけでなく国際的な単位であり、任意の基準によって定めると、国際的に通じないものとなり、学術上、商業上に障害を生じるからです。
