怎样算溶液的PH值
根据pH=-lg c(H+),因此计算溶液的pH的关键是计算溶液中H+的浓度。
1、酸碱度描述的是水溶液的酸碱性强弱程度,用pH值来表示。热力学标准状况时,pH=7的水溶液呈中性,pH<7者显酸性,pH>7者显碱性。
2、pH范围在0~14之间,只适用于稀溶液,氢离子浓度或氢氧根离子浓度大于1mol/L的溶液的酸碱度直接用浓度表示。
3、pH的定义式为:
其中[H+](此为简写,实际上应是[H3O+],水合氢离子活度)指的是溶液中氢离子的活度(稀溶液下可近似按浓度处理),单位为mol·L-1。
4、298K时,当pH<7的时候,溶液呈酸性,当pH>7的时候,溶液呈碱性,当pH=7的时候,溶液为中性。水溶液的酸碱性亦可用pOH衡量,即氢氧根离子的负对数,由于水中存在自偶电离平衡,298K时,pH + pOH = 14。
5、pH值小于7说明H的浓度大于OH的浓度,故溶液酸性强,而pH值大于7则说明H的浓度小于OH的浓度,故溶液碱性强。所以pH值愈小,溶液的酸性愈强;pH愈大,溶液的碱性也就愈强。
6、在非水溶液或非标准温度和压力的条件下,pH=7可能并不代表溶液呈中性,这需要通过计算该溶剂在这种条件下的电离常数来决定pH为中性的值。如373K(100℃)的温度下,中性溶液的pH ≈ 6。
7、另外需要注意的是,pH的有效数字是从小数点后开始记录的,小数点前的部分为指数,不能记作有效数字。
定义式,根据pH=-lg c(H+),因此计算溶液的pH的关键是计算溶液中H+的浓度。下面进行分类讨论
一、单一溶液pH的计算
①强酸溶液
强酸溶液的pH计算方法是:根据酸的浓度选求出强酸溶液中的c(H+)然后对其取负对数就可求得pH。
例1.求25℃时,0.005mol/L的H2SO4溶液的pH
解:0.005mol/L的H2SO4溶液中c(H+)=1×10-2故pH=2
②强碱溶液
强酸溶液的pH计算方法是:根据碱的浓度先求出强碱溶液中的c(OH-)然后利用该温度下的Kw求出c(H+)然后求pH
例2.求25℃时,10-5mol/L的NaOH溶液的pH
解:10-5mol/L的NaOH溶液中c(OH-)=1×10-5mol/L,则
c(H+)=Kw/c(OH-)=(1×10-14)/1×10-5mol/L=1×10-9mol/L,故pH=9
若题中改为100℃,则
c(H+)=Kw/c(OH-)=(1×10-12)/1×10-5mol/L=1×10-7mol/L,故pH=7
注:求强碱溶液pH的另一方法是先求出该溶液的pOH然后利用
pH+POH=-lg(Kw)求出pH
如10-5mol/L的NaOH溶液中c(OH-)=1×10-5mol/L,则pOH=5
故:25℃时,pH=14-pOH=9; 100℃时,pH=12-pOH=7
③其它溶液
其它溶液的pH计算方法是:想办法求出溶液中的c(H+)然后取负对数
例3.求25℃时,某浓度的HAC溶液中,由水电离的c(H+)=1×10-12mol/L,求该溶液的 pH
解:由题中水电离的c(H+)=1×10-12mol/L可得c(OH-)=1×10-12mol/L,则溶液中的c(H+)=1×10-14/1×10-12mol/L=1×10-2mol/L,故pH=2
例4.求25℃时,某浓度的NH3·H2O溶液中,由水电离的c(H+)=1×10-12mol/L,求该溶液的 pH
解:由题中水电离的c(H+)=1×10-12mol/L可得溶液中的c(H+)=1×10-12mol/L故pH=12
例5.某地酸雨经检验除H+和OH-外,还含有Na+、Cl-、NH4+和SO42-等离子,其浓度:C(Na+)=7.0×10-6mol/L,C(Cl-)=3.5×10-5mol/L,C(NH4+)=2.3×10-5mol/L,C(SO42-)=2.5×10-6mol/L,则该酸雨的pH值为 。
解:由溶液中离子电荷守恒可得阴、阳离子电荷相等关系式如下:
C(Na+)+C(NH4+) +C(H+)=2(SO42-)+C(Cl-)+C(OH-),
C(H+)-C(OH-)=2×2.5×10-6mol/L+3.5×10-5mol/L-7.0×10-6mol/L-2.3×10-5mol/L
=1.0×10-5mol/L,
又 C(H+)×C(OH-)=1×10-14 mol/L 故pH=5。
二、稀释型(指单一溶质加水稀释或相当于水的稀释作用)
实质:稀释前后酸或碱的物质的量不变。一般计算公式:C1V1=C2V2,据此求出稀释后酸或碱的物质的量的浓度。
特殊结论:
⒈若为酸:
强酸,PH=a,稀释10n倍,PH=a+n ;
若为弱酸,PH=a,稀释10n倍,a< PH<a+n;
若酸的溶液无限稀释,则无论酸的强弱,PH一律接近于
⒉若为碱:
强碱,PH=a,稀释10n倍, PH=a-n;
弱碱,PH=a,稀释10n倍, a-n. < PH<a;
若碱的溶液无限稀释,则无论碱的强弱,PH一律接近于7。
例6. 下列六种情况下的PH分别为多少?
⑴PH=2的HCl溶液稀释1000倍,所得溶液的PH( )
⑵PH=2的CH3COOH溶液稀释1000倍,所得溶液的PH( )
⑶PH=2的HCl溶液稀释100倍,所得溶液的PH( )
⑷PH=11的NaOH溶液稀释100倍,所得溶液的PH( )
⑸PH=11的NH3·H2O溶液稀释100倍,所得溶液的PH( )
⑹PH=10的NaOH溶液稀释100倍,所得溶液的PH( )
解答:应用上述方法,不难得出正确答案分别为:
(1)5; (2)2<PH<5; (3)7; (4)9; (5)9<PH<11; (6)7。
例7.99 mL 0.5 mol/L硫酸跟101 mL1 mol/L氢氧化钠溶液混合后,溶液的pH值
A. 0.4 B. 2 C. 12 D. 13.6
解析:本题可按两种处理方法。
如何计算溶液的PH