高中化学——溶液的酸碱性及pH

2019年04月09日 浏览:

一、溶液的酸碱性与pH

1.溶液的酸碱性(25 ℃时)

溶液的酸碱性

c (H + )与 c (OH ) 比较

c (H + )大小

pH

酸性溶液

c (H + )> c (OH )

c (H + )>1×10 -7 mol·L -1

<7

中性溶液

c (H + )= c (OH )

c (H + )=1×10 -7 mol·L -1

=7

碱性溶液

c (H + )< c (OH )

c (H + )<1×10 -7 mol·L -1

>7

2.溶液的pH

(1)定义:pH=−lg c(H+)。

(2)pH 与溶液中c(H+)的关系

①25 ℃,纯水的pH=7,溶液呈中性;pH<7的溶液呈酸性;pH>7的溶液呈碱性。

②pH表示溶液的酸碱性及其强弱:25 ℃时,pH(<7)越小,溶液的酸性越强; pH(>7)越大,溶液的碱性越强。

(3)pH的适用范围

常温下,当溶液的酸碱性用pH表示时,一般情况下,1×10−14 mol·L−1pH>0。pH=0的溶液中并非无H+,而是c(H+)=1 mol·L−1;pH=14的溶液中并非无OH,而是c(OH)=1 mol·L−1

当c(H+)>1 mol·L−1时,一般不用pH表示溶液的酸碱性,用c(H+)或c(OH)直接表示溶液的酸碱性更方便。

注意:

(1)未指明温度时,pH=7不代表溶液呈中性,如100 ℃时,pH=6为中性溶液。(2)溶液的酸碱性也可以用pOH表示:pOH=−lgc(OH)。因为常温下,c(OH)·c(H+)=10−14,若两边均取负对数得:pH+pOH=14。

3.pH的测定方法

(1)pH试纸法

pH试纸的使用方法:取一片pH试纸,放在洁净的表面皿或玻璃片上,用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液点于试纸中央,然后与标准比色卡对照读出数值。

pH试纸的种类:常用的pH试纸有广泛pH试纸(pH范围为1~14或0~10,可识别的pH差值约为1)和精密pH试纸(pH范围较窄,可识别的pH差值为0.2或 0.3)。

(2)pH计法

常用pH计来精确测量溶液的pH,读数时应保留两位小数。

(3)常用酸碱指示剂及其变色范围

注意:

(1)pH试纸不能伸入待测液中。

(2)pH试纸不能事先润湿(润湿相当于将溶液稀释)。用pH试纸测定的是一个粗略结果。

(3)用广泛pH试纸测出溶液的pH是整数,而不会是3.1、5.2等小数。

二、溶液的酸碱性及pH的计算

1.溶液pH的计算

(1)基本思路

(2)类型方法

①单一溶液

溶液类型

相关计算

强酸(H n A)

设H n A的浓度为 c  mol/L,则 c (H + )= nc  mol/L,pH=−lg c (H + )=−lg nc

强碱[B(OH) n

溶液

设B(OH) n 的浓度为 c  mol/L,则 c (OH )= nc  mol/L, c (H + )= mol/L,pH=−lg c (H + )=14+lg nc

②混合溶液

2.酸碱混合的有关规律

(1)等体积的强酸(pH1)与强碱(pH2)混合(25 ℃)

若混合前pH1+ pH2>14,则混合后溶液呈碱性,pH>7;

若混合前pH1+ pH2=14,则混合后溶液呈中性,pH=7;

若混合前pH1+ pH2<14,则混合后溶液呈酸性,pH<7。

(2)强酸(pH1)与强碱(pH2)混合呈中性时,二者的体积关系(25 ℃)

若pH1+ pH2=14,则V=V;

若pH1+ pH2≠14,则

(3)等体积的强酸(pH1)与弱碱(pH2)混合(25 ℃),若pH1+ pH2=14,由于弱碱过量,pH>7。

(4)等体积的弱酸(pH1)与强碱(pH2)混合(25 ℃),若pH1+ pH2=14,由于弱酸过量,pH<7。

注意事项

(1)一般情况下,若ΔpH(pH的差值)≥2的两种强酸溶液等体积混合,pH=pH+0.3;若ΔpH≥2的两种强碱溶液等体积混合,pH=pH−0.3(相当于把pH小的酸溶液或pH大的碱溶液稀释到了原来的2倍)。

(2)酸按酸,碱按碱,同强混合在之间;异强混合看过量。若是碱碱混合或者酸碱混合且碱过量,一定要先算c(OH),再算c(H+)及pH,或先算c(OH),再算pOH、pH。

三、溶液稀释时pH的变化规律

1.常温下酸、碱的稀释规律

溶液

稀释前溶液pH

加水稀释到体积为原来的10 n

稀释后溶液pH

强酸

pH= a

pH= a + n

弱酸

a <pH< a + n

强碱

pH= b

pH= b n

弱碱

b n <pH< b

注:表中a+n<7,b−n>7。

2.酸、碱的无限稀释规律

常温下任何酸或碱溶液无限稀释时,溶液的pH都不可能大于7或小于7,只能接近7。

注意:

(1)对于pH相同的强酸和弱酸(或强碱和弱碱)溶液稀释相同的倍数,强酸(或强碱)溶液的pH变化幅度大。这是因为强酸(或强碱)已完全电离,随着加水稀释,溶液中的H+(或OH)的数目(水电离出的除外)不会增多,而弱酸(或弱碱)随着加水稀释,电离平衡向右移动,溶液中H+(或OH)的数目还会增多。将pH相同的强酸和弱酸稀释后pH仍相同,则弱酸中所加的水比强酸中的多

(2)对于物质的量浓度相同的强酸和弱酸(或强碱和弱碱),稀释相同的倍数,pH的变化幅度不同,强酸(或强碱)稀释后pH的变化幅度大。